Ім'я файлу: Використання апарата мереж Петрі для моделювання поведінки обчис
Розширення: doc
Розмір: 16кб.
Дата: 08.12.2020
Пов'язані файли:

Федеральне агентство з освіти
Звіт з лабораторної роботи № 2
з курсу «Моделювання систем»
Тема:
«Використання апарата мереж Петрі для моделювання поведінки обчислювальних структур»
Єкатеринбург
2008р

Мета роботи:
Вивчення методів використання ієрархічних мереж Петрі при аналізі багаторівневих обчислювальних структур (ПС).
Мережі Петрі:
Існує три різних методи, за допомогою яких може бути розроблена багаторівнева НД Перший метод (зверху вниз) полягає в тому, що спочатку розробляється найвищий рівень, потім рівень, що знаходиться під ним, і т.д., поки не буде досягнутий рівень, який може бути інтерпретований апаратними засобами. Другий метод (знизу вгору) є прямою протилежністю методу "зверху вниз". При його використанні першим розробляється рівень, найбільш близький до апаратури, потім рівень, що примикає до нього зверху, і т.д. до тих пір, поки не буде досягнутий найвищий рівень. При використанні третього методу (з проміжного рівня) проектування починається з одного з проміжних рівнів, а потім процес розробки поширюється одночасно вгору і вниз.
Мережі Петрі з успіхом можуть застосовуватися при використанні будь-якого методу. Можливі два шляхи практичного застосування СП при проектуванні та аналізі систем. Перший шлях полягає у використанні СП-моделей як допоміжного інструменту аналізу. У цьому випадку побудована структура моделюється мережею Петрі і модель аналізується. Будь-які труднощі, що зустрічаються при аналізі, вказують на вади у проекті. Для їх виправлення необхідно модифікувати проект. Модифікований проект потім знову моделюється і аналізується. Цей цикл повторюється до тих пір, поки проводиться аналіз не приведе до успіху. Другий шлях полягає в тому, що весь процес проектування і визначення характеристик НД проводиться в термінах мереж Петрі.
Обчислювальні структури, призначення яких полягає у введенні, обробці та виведення інформації. Пропоновані структури складаються з процесорних елементів (ПЕ), які можуть з'єднуватися послідовно і паралельно, і каналів введення-виведення, які складаються з підканалів.
Постановка завдання:
Дана обчислювальна структура, яка включає канал введення-виведення, що складається з подканалов ПКВ1, ПКВ2, ПКВ3, і паралельний процесор, що складається з трьох процесорних елементів ПЕ1, ПЕ2, ПЕ3. Введення даних виконують підканалів ПКВ1 і ПКВ2, висновок - подканал ПКВ2. Подканал ПКВ3 управляє передачею даних в процесорні елементи, які після обробки інформації передають її на висновок.
Розробити СП-модель відповідно до її словесним описом.
Провести аналіз отриманої СП-моделі за допомогою графа досяжності.
Провести аналіз отриманої СП-моделі на обмеженість, активність, оборотність, кінцівку функціонування.
На основі дослідження зробити висновки про коректності моделі, запропонувати варіанти усунення недоліків у разі їх виявлення.
СП-модель відповідно до її словесним описом:


Інформаційне поле - умова, що є початком передачі потоку даних;
ПКВ1 - подія, в якій відбувається отримання інформації в ПКВ1 - подканал, що виконує введення даних - і подальша послідовна передача в наступний подканал ПС;
Одержання інф-ції від ПКВ1 - умова послідовного отримання і передачі інформації від ПКВ 1 до ПКВ 2;
ПКВ2 - подія, в якій відбувається отримання інформації в ПКВ2 - подканал, що виконує введення-виведення даних - і подальша послідовна передача в наступний подканал ПС;
Надходження інф-ції на висновок від ПКВ2 - умова, в якому виконується надходження і передача інформації на висновок даних НД
Одержання інф-ції від ПКВ2 - умова послідовного отримання і передачі інформації від ПКВ 2 до ПКВ 3;
ПКВ3 - подія, в якій відбувається отримання інформації в ПКВ3 - подканал, керуючий обробкою даних - і подальша передача в паралельний процесор ЗС, що складається з трьох процесорних елементів.
Передача інф-ції в ПЕ1 - умова, яка виконує передачу інф-ції від ПКВ3 в ПЕ1;
Передача інф-ції в ПЕ2 - умова, яка виконує передачу інф-ції від ПКВ3 в ПЕ2;
Передача інф-ції в ПЕ3 - умова, яка виконує передачу інф-ції від ПКВ3 в ПЕ3;
ПЕ1 - подія отримання інформації ПЕ1;
ПЕ2 - подія отримання інформації ПЕ2;
ПЕ3 - подія отримання інформації ПЕ3;
Одержання інф-ції від ПЕ1 - умова, в якому виконується отримання інофрмації від ПЕ1;
Одержання інф-ції від ПЕ2 - умова, в якому виконується отримання інофрмації від ПЕ2;
Одержання інф-ції від ПЕ3 - умова, в якому виконується отримання інофрмації від ПЕ3;
Виведення інформації - подія виведення інформації в інформаційне поле.
Аналіз СП-моделі
Аналіз СП-моделі виконується за допомогою Analysis Module Manager, State Spaсes Analysis Module - за трьома параметрами Bounded (перевірка обмеженості), Safe (перевірка на безпеку), Deadlock (відсутність безвихідного становища або глухого кута).
Повний аналіз мережі Петрі можна провести за допомогою вивчення та аналізу її поведінкових властивостей: досяжність, обмеженість, активність, оборотність і досяжність тупикової розмітки.
1.Достіжімость. Маркування Mn досяжна з маркіровки M0, якщо існує послідовність запусків, призводять від M0 до Mn.
Безліч всіх маркувань, досяжних в мережі (N, M0) від M0, позначаються як R (N, M0), або R (M0). Таким чином, проблема досяжності в мережах Петрі полягає в тому, щоб при заданій маркування Mn в мережі (N, M0) встановити приналежність M0 до безлічі R (M0).
2.Ограніченность. Мережа Петрі називається К-обмеженою, або просто обмеженою, якщо для будь-маркування, досяжною від маркування M0, кількість фішок в будь-якій позиції не перевищує деякого числа К, тобто М (р) <= К для будь-якого р і будь-маркування М, що належить R (M0).
Мережа Петрі (N, M0) називається безпечною, якщо вона l-обмежена.
3.Активні. Мережа Петрі активна (або маркування М0 мережі Петрі активна), якщо незалежно від досягнутої М0 маркування, для будь-якого переходу існує послідовність подальших запусків, що призводить до його запуску.
4.Обратімость і базове стан. Мережа Петрі оборотна, якщо для будь-маркування М з R (M0) маркування M0 досяжна від М. Маркування М називається базовим станом, якщо вона досяжна від будь-якої маркування М з R (M0).
5.Достіжімость тупикової розмітки.
Побудована обчислювальна структура є:
досяжною (задана маркування в мережі належить до безлічі маркувань, досяжних в мережі і існує послідовність запусків. У даній НД це можна повністю проаналізувати, тому що всі переходи спрацьовують послідовно і один за одним),
обмеженою (кількість фішок в будь-якій позиції є обмеженим, в розглянутій СП-моделі в будь-якій позиції має одну фішку),
активною (послідовність запусків існує для будь-якого переходу, що приводить його до запуску)
оборотного і має досяжність тупикової розмітки.
Дерево досяжності
SHAPE \ * MERGEFORMAT

1000000000

0100000000

00100000000

0001000000

0010011100

0010001110

0010111000

0010000111


Рис.1. Дерево досяжності

Висновки
Під час виконання роботи була побудована і реалізована обчислювальна структура з допомогою ієрархічних мереж Петрі. Проведено аналіз за такими параметрами, як обмеженість, безпека, активність, оборотність і досяжність тупикової розмітки.
З проаналізованих поведінкових властивостей (параметрів) обчислювальної структури можна зробити висновок, що кожна властивість для реальних НД важливо і необхідно дотримуватися: обмеженість - це наслідок безпеки (безпечне зберігання даних і безпечне надходження інформації, без втрати і затирання її знову надійшла інформації), досяжність тупикової розмітки - це кінцівку функціонування структури (системи, що володіють даними властивістю рано чи пізно перестануть функціонувати, означає для реальної ПС повинне бути відсутність такої властивості, що продовжить її роботу без помилок і зависань), активність - працездатність і потрібність даного переходу (що означає відсутність не потрібних елементів, тобто захаращення системи).


//ua-referat.com
скачати

© Усі права захищені
написати до нас