Petri网及其扩展研究

Petri网是一种应用非常广泛的建模工具。首先给出了基本Petri网的概念,在此基础上对多种Petri网进行了广泛的研究,包括时间因素Petri网、有色Petri网、面向对象Petri网、模糊Petri网及受控Petri网,并针对每种Petri网的特点和应用范围进行了讨论,提出了Petri网当前发展的方向和急需解决的热点问题。     

上下文无关Petri网语言的Pumping引理

Petri网语言可分为正规Petri网语言、上下文无关Petri网语言和Petri网语言三类,Pumping引理反映了一类语言的共性.对于正规Petri网语言类和Petri网语言类都已给出了其相应的Pumping引理,而对于上下文无关Petri网语言类的Pumping引理却一直未给出.本文通过分析上下文无关Petri网语言的结构性质,给出了上下文无关Petri网语言的Pumping引理,并且正规Petri网语言的Pumping引理是上下文无关Petri网语言的Pumping引理的一种特殊形式,而上下文无关Petri网语言的Pumping引理又是Petri网语言Pumping引理的一种特殊形式,从而完整地解决了三类Petri网语言Pumping引理以及它们之间的关系.     

Petri网

近十年来,Petri网的应用日益增长,并用作异步并行计算机系统的基本模型。本文综述了Petri网的基本概念及其应用。文中介绍了Petri网的结构,它的标记和执行、计算机硬件和软件的Petri网模型的几个例子,以及对Petri网分析方面的研究,如某些Petri网问题的可达性树、可判定性和复杂性的应用。还扼要的讨论了Petri网语言、有关Petri网计算的模型以及Petri网模型的扩充和子类等。     

逻辑Petri网的S-组合及活性分析

基于Petri网和逻辑Petri网,提出了S-组合逻辑Petri网的概念。深入研究了S-组合逻辑Petri网的活性继承问题,给出了S-组合逻辑Petri网活性的判定定理和算法,并分析了S-组合网中几种资源共享情况。针对组合逻辑Petri网的几种资源共享情况,提出了相应的利用控制库所实现S-组合逻辑Petri网活性控制的方法。     

可重写Petri网:位置可重写及性质分析

针对Petri网对动态系统重构形式化描述和建模能力的不足,提出了可重写Petri网和位置可重写Petri网的基本概念.分析了位置可重写Petri网保持有界性、保守性、可重复性及活性等性质.给出了位置可重写Petri网保持活性的一个充要条件.证明了共享合成Petri网是位置可重写Petri网的一个实例,建立了退化的位置可重写Petri网模拟共享合成Petri网的算法.所得结果能够为动态重构系统的Petri网形式化建模提供理论方法,为大规模动态分布式系统的形式化验证提供有效途径.     

流体随机Petri网的一阶混杂Petri网模型

为了借用一阶混杂Petri网(First-Order Hybrid Petri Nets)的建模原语和分析方法来分析流体随机Petri网(Fluid Stochastic Petri Nets)以克服流体随机Petri网数值分析方法的局限性,本文提出了一种流体随机Petri网转换成一阶混杂Petri网的形式化描述方法,并对其转换的正确性进行了证明,最后通过实例分析了流体随机Petri网转换成一阶混杂Petri网的必要性.     

一种扩展了价格信息的Petri网

提出一种扩展了价格信息的Petri网——价格Petri网，讨论了相应的分析方法和应用前景。主要工作是：为Petri网的变迁引入价格参数，并用价格变迁系统给出价格Petri网的语义；对价格Petri网进行了可达性分析并讨论了最小成本可达问题的可判定性；最后用价格Petri网建立一个业务流程的成本模型。结论是：为Petri网扩展价     

时间Petri网保持活性、有界性的两个充要条件

活性和有界性是Petri网最重要的性质，对于传统Petri网的这些性质，国内外学者作过大量的研究工作，并且得到了不少成果，而对含时间因素的Petri网的这些相应性质国内外研究得很少。本文首先介绍了时间Petri网TPN的若干基本定义，然后说明了时间Petri网TPN的活性、有界性和对应传统Petri网的相应性质并无关系，接着给出了时间Petri网保持活性、有界性的时间区间上的两个充分强要条件。为利用传统Petri网的性质判定结果来判定时间Petri网的相应性质提供了可能性。     

有界Petri网的最小化化简

给出了Petri网的语言等价性概念和有界Petri网的最小化概念;证明了有限状态自动机、有界Petri网、正规文法的等价性,给出了它们之间等价转换的算法;分析了有界Petri网的化简过程,并给出了有界Petri网最小化化简的算法,为有界Petri网的自动化化简提供了方法。     

Petri网共享合成及其在并行系统中的应用

为了使Petri网技术能够应用于MPI并行程序的正确性和性能的验证,提出了Petri网共享合成运算构建MPI并行程序Petri网的算法。对分布式并行处理系统MPI并行程序的结构与消息传递过程进行分析,给出并行程序基本语句与传递函数的Petri网,将Petri网共享合成运算从两个Petri网的共享合成运算推广到并行程序的多个Petri网的共享合成运算,给出了推广定理和证明。提出了共享合成构建MPI并行程序Petri网的算法,并在消息传递并行系统中给出构建MPI并行程序Petri网的应用示例。实验结果表明,共享合成运算是构建MPI并行程序Petri网模型的一种有效方法。     

基于Petri网的哲学分析

Petri网以其优秀的描述异步并发的能力以及简单、清晰的图形表示方法获得了长足的发展。Petri网技术和其它技术的完美结合使其在应用领域发挥作用。从哲学高度分析了Petri网获得成功的思想渊源。通过诠释Petri网思想与哲学思想的诸多相通之处,提出了一种以哲学观点认识和理解Petri网的新思想。Petri网理论的晦涩性在很大程度上限制了其更好发展。鉴于此,笔者在简化Petri网理论方面做了许多尝试,以期促进Petri网的流行与发展。     

Petri网语言表达式及其求解算法

Petri网语言是描述网系统动作序列的集合.为了给出一个网系统语言的形式描述,基于Petri网的状态转换图,分析了Petri网的行为特征,定义了α闭包表达式和Petri网语言表达式,给出了求解Petri网语言表达式的算法,为Petri网语言的形式化描述和分析提供了一种新方法.     

基于XML的Petri网信息读写器研究

作为一种优秀的系统描述与分析的形式化工具,Petri网已经广泛应用于协议分析工程领域、人工智能以及软件工程、程序验证和柔性制造系统等各个领域。由于Petri网适合用来描述并发和分布式系统,就目前来说对Petri网的研究已经取得了较成熟的理论研究成果。同时在对Petri网研究的不断深入过程中,出现了多种Petri网类型、各种Petri网工具和Petri网的文件格式,因此不同Petri网工具之间信息交换功能成为一个急需解决的重要问题。     

Petri网分析方法综述

Petri网丰富的分析方法为Petri网的广泛应用提供了有力的保障。本文对Petri网的各种分析方法作了一简单的综述,希望对学习Petri网者有所帮助。     

动态模糊Petri网模型及其应用研究

以模糊Petri网的基本定义，动态模糊集和动态模糊逻辑为基础，讨论了动态模糊Petri网的基本模型，建立了动态模糊Petri网与模糊Petri网之间的映射关系和转移算法，解决了与动态模糊知识的动态模糊Petri网表示相关的几个问题，最后给出了动态模糊Petri网中动态模糊性的计算方法和相应的推理方法。     

Petri网控制结构的合成运算

借助于模块化设计、分析思想,定义了Petri网顺序连接、选择、重复、并行等控制结构的合成运算及其对应的关联矩阵的合成运算;给出了合成Petri网的形式描述——网合成表达式;实现了基于子系统的Petri网建立复杂系统的Petri网模型,给出了利用子网的关联矩阵构造合成Petri网的关联矩阵的算法,为合成Petri网的结构性质分析的自动化提供了方法。     

Petri网关联矩阵与PNML描述之间的转换

PNML是一种基于XML的Petri网文件交换格式,支持多种Petri网类型,并提供了一种在不同Petri网工具间交换Petri网模型的途径。文中讨论了Petri网的关联矩阵和PNML描述之间的转换,给出了如何使用DOMAPI解析PNML文件及实现转换过程的技术细节。     

基于Petri网的哲学分析

Petri网以其优秀的描述异步并发的能力以及简单、清晰的图形表示方法获得了长足的发展.Petri网技术和其它技术的完美结合使其在应用领域发挥作用.从哲学高度分析了Petri网获得成功的思想渊源.通过诠释Petri网思想与哲学思想的诸多相通之处,提出了一种以哲学观点认识和理解Petri网的新思想.Petri网理论的晦涩性在很大程度上限制了其更好发展.鉴于此,笔者在简化Petri网理论方面做了许多尝试,以期促进Petri网的流行与发展.     

时间Petri网模拟能力的研究

模型的模拟能力一直是系统建模方面的一个重要研究课题。本文先用一个直观的“零检验”例子说明时间Petri网的模拟能力比传统Petri网要强,并首次证明了时间Petri网与计算科学的最高模型——图灵机有相等的模拟能力;最后给出了另外一种含时间因素的时延Petri网向时间Petri网的转换方法,这说明了时间Petri网虽然形式上较为简单,但其模拟能力却并不比其它含时间因素的Petri网逊色,同时为时延Petri网的研究提供了另外一种有效方法。     

基于Petri网语言的并发系统性质研究

给出Petri网弱活性（无死锁）与活性的两个语言刻画,讨论了同步合成Petri网的语言性质,基于Petri网语言,给出了判定Petri网活性的充分必要条件。同时研究了Petri网同步合成过程中活性保持问题,给出保持活性的充分必要条件。这些结果为讨论网的活性测试和控制提供了形式语言的方法。