计算机应用论文PETRI网原理与应用综述.docVIP

petri网原理与应用综述 摘 要：本文概述了Petri网的历史、发展、研究方法及应用领域，同时介绍了Petri网的基本原理，并给出了1个计算机网络链路层数据传输协议——停等协议的Petri网模型。最后，概述了Petri网研究和应用中出现的问题，展望了Petri网的发展方向。 关键字：Petri网；状态变迁模型；并发；停等协议 中图法分类号：TP312 Research Surveys of the Petri Net WU Qiang 毕业论文 论文网 Department of Electronics and Information Engineering，Henan Vocational College of Agriculture，Zhengzhou，Henan Province ，China Abstract： The article summarizes the history， the development， the research methods， the application areas and the basic principle of Petri net， and gave a Petri net model of stop-and-wait protocol。 Meanwhile， according to the problem of Petri net research and application， the paper gave some ideas。 Key words： Petri net; States transition model; Concurrency; Stop-and-wait protocol 1。历史和发展 Petri网的概念最早是在1962年Carl Adam Petri 的博士论文中提出来的，后来该模型就成为理论计算机科学包括自动机模型和形式语言理论的1个分支。网论从1开始就以物理为基础，当时的理论计算机科学包括自动机模型和形式语言理论，其概念构架不适合描述物理系统，它缺少重要的并发概念。Petri网是1个状态变迁模型，可用来描述系统中各异步成分之间的关系，而且允许同时发生多个状态变迁，Petri网是1个并发模型。在分析并行系统的状态行为的技术中，Petri网模型具有自然，直观，简单易懂等特点。它是1种形式化模型描述方法，在并行模型分析，协议的验证，自动控制等方面有广泛的应用。 1970至1975年，MIT的计算结构研究小组积极参与Petri网的相关研究，在1975年7月在MIT举行了第1次Petri网和相关方法的研讨会。1980年召开了第1次Petri网理论和应用的国际研讨会，从此以后每年1次的国际研讨会连续不断，Petri网理论和应用的研究成果也不断涌现。随着研究的不断深入，Petri网理论也在不断地充实和完善，其抽象和描述能力也不断的朝着纵横两个方向发展。它的纵向扩展表现为：从基本的条件/事件(C/E)网，位置变迁(P/T)网，发展到谓词/变迁网和着色网等高级网。它的横向扩展表现为：从无参数的网，发展到时间Petri网和随机Petri网。 2。研究方法及应用 Petri网模型就是1个基于图的数学形式化描述模型，用来分析离散的并发系统，或者说Petri网模型用来描述非同步的因果和非因果行为，包括并行和不确定选择。Petri网理论研究的主要内容是系统模型的行为特征，包括：可逆性(reversibility)、有界性(boundedness)、活性(liveness)、可达性(reachability)、可覆盖性(cover)、公平性(fairness)等。Petri网以研究模型的组织结构和动态行为为目标，着眼于系统中可能发生的各种状态变化及变化之间的关系。Petri网模型的主要分析方法依赖于对诸如关联矩阵、可达树、状态方程、位置不变量、变迁不变量等的研究与分析。[3] 在Petri网研究与应用的发展历史中，它的应用范围已经远远超出了计算机科学的领域，成为研究离散事件动态系统的1种有用工具。如今，Petri网模型在众多方面得以应用。两个成功的应用领域是性能评价和通信协议，其他很有前景的应用领域包括分布式软件系统，分布式数据库系统，并发并行计算，柔性制造系统，多处理机系统，逻辑推理，办公自动化系统，形式语言，神经元网络和决策模型等。以协议工程形式化方法为例：协议的验证是基于对Petri网模型分析而进行的。概括地讲，协议工程形式化方法是要为协议设计的整个阶段提供规范化的指导，这包括描述(Specification)、验证(Verification)、实现(Implementation)和测试(Testing)等几个主要阶段，每1