第三章 petri网建模.ppt

Petri网 第1节 petri网的提出及发展 第2节 petri网模型的特点 第3节 petri网的基本术语 第4节 以4季更替简单的介绍petri应用 petri网的提出及发展 Petri网是由德国的Carl Adam Petri在1962年所写的博士论文 (用自动机通信)中提出的，Petri先生在论文中使用网状结构模拟通信系统，研究信息系统及其相互关系的数学模型。 petri网的提出及发展 四十多年来Petri网的理论日臻完善，己发展成为具有严密的数学基础，多种抽象层次的通用网论。Petri网的应用涉及各个领域，特别适用于模拟这样的一类系统，即系统中含有相互作用的并行分支。由于Petri网对带有并发性、异步性、分布式、非确定性、并行性系统的有力描述，已成为目前最有前途的建模工具。 petri网的提出及发展 petri网的提出及发展 条件/事件网 条件/事件网(Condition/Event Nets：CE-nets)，由条件和事件组成。条件由圆圈代表，事件由方框代表。它的库所元素是用来表示一个布尔条件(Boolean Condition：真或假)，而变迁元素是用来表示一个事件。事件的发生改变条件的状态(成真与否)，引起信息在网上的流动。 petri网的提出及发展 库所/变迁网 petri网的提出及发展 有色Petri网 petri网的提出及发展 Petri网模型的特点 Petri网能较好地描述系统的结构，表示系统中的并发、同步、冲突及顺序等关系，并以图形表示的组合模型具有直观、易懂和易用的优点，对描述并发现象有它独到的优越之处。同时，Petri网又是严格定义的数学对象，有完善的数学理论为基础 Petri网模型的特点 Petri网是系统建模的工具，用于设计和分析系统。它着眼于系统发生的变化，变化发生的条件以及发生后的影响，变化间的关系等。Petri网的 建模及分析过程可表示为： Petri网模型的特点 Petri网作为系统模型具有以下特点： （1）从组织结构的角度，从控制和管理的角度模拟系统，不涉及系统所依赖的物理和化学原理； （2）精确描述系统中事件的依赖关系与不依赖关系，这是事件之间客观存在的，不依赖于观察的关系； (3)适用于描述以有规则行为为特征的系统； Petri网模型的特点 (4)用统一的语言描述系统结构和为； (5)Petri网系统具有与应用环境无关的动态行为，可作为独立的研究对象； (6)Petri网系统可以在不同应用领域得到不同解释，从而起沟通不同领域间桥梁的作用； (7)Petri网系统适于描述同步并发系统。 petri网的基本理论 petri网的基本理论 (3)变迁资源的消耗、使用及产生对应于库所的变化，网论中称之为变迁，又称T元素。 petri网的基本理论 petri网的基本理论 petri网的基本理论 定义3：I（ P i， tj）表示库所Pi到变迁t j的有向弧连接，且I（ P i， tj）=K表示弧的权系数值为K，同样定义O（ P i， tj）表示从变迁tj到库所Pi的有向弧连接，其值为权系数，等于零表示不存在有向弧连接。在图形表示中标准的Petri网图形用圆圈代表库所(Place)，用细长方框代表变迁，用有向弧表示从库所到变迁的输入和从变迁到库所的输出。 petri网的基本理论 * * * * * * 近些年，Petri网技术已获得极大发展。各种各样的网系统已经被开发出来。像条件/事件网，库所/变迁网，谓词/变迁网 ，有色网，赋时网系统等等。这些网系统的开发极大地扩展了对复杂系统的建模能力。 下面分别介绍条件/事件网，库所/变迁网，谓词/变迁网 ，有色网，赋时网系统 * * 库所/变迁网(Place/Transition Nets：PT-nets)是条件/事件网的连线增加上权重的概念形成的。它允许一个库所包含有多个的托肯。 谓词/变迁网 谓词/变迁网(Predicate/Transition Nets：PrT-nets)区分托肯个体，给每个个体起个名字，以谓词描述个体状态，所以称谓词/变迁网。谓词/变迁网是第一个“高级网”，它不以某一特定的应用为目标，可以通过形式化的方法与库所/变迁网相联系，因此，原有的一些基本概念和分析方法可以在谓词/变迁网里得到很好的推广。 * 有色Petri(Colored Petri Nets：CP-nets)网的主要思想直接来源于谓词/变迁网，但是在有色Petri网里，通过赋予每个托肯(Token)不同的颜色来区分具有不同个体特征的托肯(Token)，通过有效变迁的输入库所资源中的不同Token颜色的组合构成变迁的不同颜色，用以区分由不同实体所 参与的统一类型的活动