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Petri网模型到程序代码转换的研究 程冬玲 华北电力大学计算机科学与技术学院，河北 保定　071003 e-mail: chdongling@163.com 摘要：作为图形数学建模工具，Petri网已得到了广泛应用,但目前的Petri网工具主要用于系统的建模、分析和仿真，很少涉及Petri网模型到程序代码的转换，一般都需要人工来实现代码的编写。在Petri网图形工具中实现Petri网模型到代码的自动转换可以大大简化系统实现。文章研究了Petri网模型到程序代码的映射规则，用面向对象方法建立了Petri网工具，运用映射规则加以应用实现整体转换，并以制造报文规范中的域调用模型为例对该方法进行了验证。 关键词：Petri网 程序代码 映射规则 转换 引言 Petri网既是一种图形工具又是一种数学工具，用于描述条件和事件间的关系。目前，Petri网技术已被广泛应用于离散事件系统的建模和仿真、通信协议的分析和验证等方面。为简化系统建模和分析，已开发出多种Petri网工具和软件包，但它们多用于系统的设计、分析和动态仿真，很少涉及系统代码的实现。而UML在对系统进行建模分析后，能够通过RationalRose等软件实现代码。Petri网比UML具有更形式化的严格性、能够仿真系统的动态特性，因而在用Petri网建模后，能够通过工具实现系统代码很有意义。本文研究了Petri网到程序代码的基本映射规则，利用面向对象方法建立了Petri网工具，并利用组件技术对映射规则加以应用，实现基本的库所/变迁网的代码自动转换。 2. Petri网 2.1 Petri网定义 使用最简单的库所／变迁Petri网，并假定Petri网中每个库所最多含有一个托肯。现将用到的Petri网相关属性做如下定义： Petri网是满足以下条件的三元组（P；T；F）： 　 -P为库所的有限集；　 -T是变迁的有限集,且P∩T =Φ，P∪T≠Φ； -弧集F(P×T)∪(T×P)，F表示流关系。 库所p是变迁t 的输入库所当且仅当从p到t存在有向弧。库所p是变迁t的输出库所当且仅当从t到p存在有向弧。相应的输入变迁和输出变迁类似定义。 一个结点的输入库所或输入变迁的集合称为其输入集。输出集定义类似。 　　　 变迁t是使能的当且仅当它的输入集中每个库所p都含有一个托肯。　 　　 变迁激发：每个使能的变迁都可激发，变迁激发时从其每个输入库所中消耗一个托肯并在其每个输出库所中产生一个托肯。 　　　　　Petri网中，初始状态时至少有一个库所中含有托肯，即至少有一个变迁是处于使能状态的。变迁的激发会引起托肯的转移，使其他变迁处于使能状态，从而能够按照变迁之间的关系激发。 2.2 Petri网的面向对象设计 Petri网包含库所和变迁两类结点，分别用类Place和Transition实现。库所和变迁作为不同类型的结点，有共同的属性特征如ID号、位置、输入集和输出集等，将其抽象定义结点Node类，类Place和Transition分别由Node类派生而来。类Node定义为： 　 Class Node{ String ID, Name, description; Point position; //具体位置 Node [] prepost;//输入输出集}Class Place :: Node{ int tokens; //所含托肯数} 　　变迁除静态属性外，还有激发的动态行为。Transition类定义了使能状态、变迁的使能判定和激发函数。 Class Transition :: Node{ Place[ ] pre, post Boolean enabled, fired; //变迁是否已激发 public Boolean enabled(Transition t) //使能判定函数，满足条件返回true否则false。 { if(each p in t.pre has one token) t.enabled=true; else t.enabled=false; return t.enabled;} public void fire( Transition t) //变迁激发函数，改变相应托肯数并设置激发状态。 { foreach(Pi in t.pre[]) Pi.tokens--; foreach(Pj in t.post[]) Pj.tokens++; t.enabled=false; t.fired=true;}} 　　除库所和变迁外，Petri网还包含连接弧，它不仅具有ID等一般属性，还有特有属性－起点、终点和权值。弧的起点和终点分别来自Place类和Transition类，但