Загрузка...
Учебная работа. Лабораторная работа: Использование аппарата сетей Петри для моделирования поведения вычислительных структур
отчет по лабораторной работе № 2
по курсу «Моделирование систем»
Тема:
«Внедрение аппарата сетей Петри для моделирования поведения вычислительных структур»
Екатеринбург
2008г
Цель работы:
Исследование способов использования иерархических сетей Петри при анализе многоуровневых вычислительных структур (ВС).
Сети Петри:
Существует три разных способа, при помощи которых быть может разработана многоуровневая ВС. 1-ый способ (сверху вниз) состоит в том, что поначалу разрабатывается самый высочайший уровень, потом уровень, находящийся под ним, и т.д., пока не будет достигнут уровень, который быть может интерпретирован аппаратными средствами. 2-ой способ (снизу ввысь) является прямой противоположностью способу «сверху вниз». При его использовании первым разрабатывается уровень, более близкий к аппаратуре, потом уровень, примыкающий к нему сверху, и т.д. до того времени, пока не будет достигнут самый высочайший уровень. При использовании третьего способа (с промежного уровня) проектирование начинается с 1-го из промежных уровней, а потом процесс разработки распространяется сразу ввысь и вниз.
Сети Петри с фуррором могут применяться при использовании хоть какого способа. Вероятны два пути практического внедрения СП при проектировании и анализе систем. 1-ый путь заключается в использовании СП-моделей в качестве вспомогательного инструмента анализа. В этом случае построенная структура моделируется сетью Петри и модель анализируется. Любые трудности, встречающиеся при анализе, указывают на недостатки в проекте. Для их исправления нужно видоизменять проект. Измененный проект потом опять моделируется и анализируется. Этот цикл повторяется до того времени, пока проводимый анализ не приведет к успеху. 2-ой путь состоит в том, что весь процесс проектирования и определения черт ВС проводится в определениях сетей Петри.
Вычислительные структуры, предназначение которых заключается в вводе, обработке и выводе инфы. Предлагаемые структуры состоят из процессорных частей (ПЭ), которые могут соединяться поочередно и параллельно, и каналов ввода-вывода, которые состоят из подканалов.
Постановка задачки:
Дана вычислительная структура, которая включает канал ввода-вывода, состоящий из подканалов ПКВ1, ПКВ2, ПКВ3, и параллельный машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор, состоящий из 3-х процессорных частей ПЭ1, ПЭ2, ПЭ3. Ввод данных делают подканалы ПКВ1 и ПКВ2, вывод — подканал ПКВ2. Подканал ПКВ3 управляет передачей данных в процессорные элементы, которые опосля обработки инфы передают ее на вывод.
Создать СП-модель в согласовании с ее словесным описанием.
Провести анализ приобретенной СП-модели с помощью графа достижимости.
Провести анализ приобретенной СП-модели на ограниченность, активность, обратимость, конечность функционирования.
На базе исследования создать выводы о правильности модели, предложить варианты устранения недочетов в случае их обнаружения.
СП-модель в согласовании с ее словесным описанием:
Информационное поле — условие, которое является началом передачи потока данных;
ПКВ1 – событие, в каком происходит получение инфы в ПКВ1 – подканал, выполняющий ввод данных — и предстоящая поочередная передача в последующий подканал ВС;
Получение инф-ции от ПКВ1 – условие поочередного получения и передачи инфы от ПКВ 1 к ПКВ 2;
ПКВ2 – событие, в каком происходит получение инфы в ПКВ2 – подканал, выполняющий ввод-вывод данных — и предстоящая поочередная передача в последующий подканал ВС;
Поступление инф-ции на вывод от ПКВ2 – условие, в каком производится поступление и передача инфы на вывод данных ВС
Получение инф-ции от ПКВ2 — условие поочередного получения и передачи инфы от ПКВ 2 к ПКВ 3;
ПКВ3 – событие, в каком происходит получение инфы в ПКВ3 – подканал, управляющий обработкой данных — и предстоящая передача в параллельный машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор ВС, состоящий из 3-х процессорных частей.
Передача инф-ции в ПЭ1 – условие, которое делает передачу инф-ции от ПКВ3 в ПЭ1;
Передача инф-ции в ПЭ2 – условие, которое делает передачу инф-ции от ПКВ3 в ПЭ2;
Передача инф-ции в ПЭ3 – условие, которое делает передачу инф-ции от ПКВ3 в ПЭ3;
ПЭ1 – событие получения инфы ПЭ1;
ПЭ2 – событие получения инфы ПЭ2;
ПЭ3 – событие получения инфы ПЭ3;
Получение инф-ции от ПЭ1 – условие, в каком производится получение инофрмации от ПЭ1;
Получение инф-ции от ПЭ2 – условие, в каком производится получение инофрмации от ПЭ2;
Получение инф-ции от ПЭ3 – условие, в каком производится получение инофрмации от ПЭ3;
Вывод инфы — событие вывода инфы в информационное поле.
анализ СП-модели
Анализ СП-модели производится при помощи Analysis Module Manager, State Spaсes Analysis Module – по трем характеристикам Bounded (проверка ограниченности), Safe (проверка на сохранность), Deadlock (отсутствие безнадежного положения либо тупика).
Полный анализ сети Петри можно провести при помощи исследования и анализа ее поведенческих параметров: достижимость, ограниченность, активность, обратимость и достижимость тупиковой разметки.
1.Достижимость. Маркировка Mn достижима из маркировки M0, если существует последовательность запусков, приводящих от M0 к Mn.
Огромное количество всех маркировок, достижимых в сети (N, M0) от M0, обозначаются как R(N, M0), либо R(M0). Таковым образом, неувязка достижимости в сетях Петри состоит в том, чтоб при данной маркировки Mn в сети (N, M0) установить принадлежность M0 к огромному количеству R(M0).
2.Ограниченность. сеть Петри именуется К-ограниченной, либо просто ограниченной, если для хоть какой маркировки, достижимой от маркировки M0, количество фишек в хоть какой позиции не превосходит некого числа К, другими словами М(р)<=К для хоть какого р и хоть какой маркировки М, принадлежащей R(M0).
сеть Петри (N, M0) именуется неопасной, если она l-ограниченна.
3.Активность. сеть Петри активна (либо маркировка М0 сети Петри активна), если независимо от достигнутой М0 маркировки, для хоть какого перехода существует последовательность последующих запусков, приводящая к его запуску.
4.Обратимость и базисное состояние. Сеть Петри обратима, если для хоть какой маркировки М из R(M0) маркировка M0 достижима от М. Маркировка М именуется базисным состоянием, если она достижима от хоть какой маркировки М из R(M0).
5.Достижимость тупиковой разметки.
Построенная вычислительная структура является:
достижимой (данная маркировка в сети принадлежит к огромному количеству маркировок, достижимых в сети и существует последовательность запусков. В данной ВС это можно стопроцентно проанализировать, потому что все переходы срабатывают поочередно и друг за другом),
ограниченной (количество фишек в хоть какой позиции является ограниченным, в рассматриваемой СП-модели в хоть какой позиции имеет одну фишку),
активной (последовательность запусков существует для хоть какого перехода, приводящая его к запуску)
обратимой и имеет достижимость тупиковой разметки.
Дерево достижимости
Рис.1. Дерево достижимости
Выводы
Во время выполнения работы была построена и реализована вычислительная структура при помощи иерархических сетей Петри. Проведен анализ по таковым характеристикам, как ограниченность, сохранность, активность, обратимость и достижимость тупиковой разметки.
Из проанализированных поведенческих параметров (характеристик) вычислительной структуры можно прийти к выводу, что каждое свойство для настоящих ВС принципиально и обязано соблюдаться: ограниченность – это следствие сохранности (неопасное хранение данных и неопасное поступление инфы, без утраты и затирания ее вновь поступившей инфы), достижимость тупиковой разметки – это конечность функционирования структуры (системы, владеющие данным свойством рано либо поздно не станут работать, означает для настоящей ВС обязано быть отсутствие такового характеристики, что продлит ее работу без ошибок и зависаний), активность – работоспособность и нужность данного перехода (что значит отсутствие не подходящих частей, другими словами захламления системы).
]]>