2.5. Содержание отчёта

Отчёт по работе составляется каждым студентом. Он должен содержать титульный лист, вариант задания и развёрнутые ответы на все пункты задания. К отчёту необходимо приложить работающую программу и контрольные примеры.

2.6. Контрольные вопросы

1. Что такое СМО?

2. Что такое стохастическая сеть?

3. Чем характеризуется простейший поток заявок?

4. Как классифицируются сети?

5. Чем разомкнутая сеть отличается от замкнутой сети?

6. Что такое «узкое место»?

7. В чём условие размыкания замкнутой сети?

8. К чему приводит перегрузка узла в разомкнутой сети?

9. К чему приводит наличие «узкого места» в замкнутой сети?

Лабораторная работа 3

Исследование сетей Петри

Данная лабораторная работа рассчитана на 4 аудиторных часа и 4 часа самостоятельной работы студента по изучению литературы и оформление отчёта.

Объект исследования - обычные сети Петри.

Цель исследования состоит в экспериментальном определении свойств заданной сети Петри.

Метод исследования базируется на применении машинного эксперимента и аналитической обработкой полученных результатов студентом.

3.1. Содержание работы

Сети Петри представляют собой математические модели вычислительных процессов, развивающихся в микропроцессорных вычислительных системах.

Сети Петри позволяют моделировать асинхронность и недетерминизм параллельных независимых событий, параллелизм конвейерного типа, конфликтные взаимодействия между процессами. Как математическая модель сети Петри занимают промежуточное место между конечными автоматами и машинами Тьюринга. При этом по выразительной мощности они значительно богаче автоматов и приближаются к машинам Тьюринга.

Сети Петри включают возможности ряда других моделей, предложенных для параллельных систем, например семафоры Дейкстры, позволяя описывать как типовые ситуации в данных системах - распределение ресурсов, взаимные блокировки, так и общую динамику работы сложной асинхронной вычислительной системы.

В данной работе предлагается провести исследование заданной сети Петри на проверку достижимости и живости.

Как известно сеть Петри задаётся формально четырьмя множествами: конечным множеством позиций, конечным множеством переходов, прямой и обратной функциями инцидентности. Такое представление не является наглядным, поэтому в лабораторной работе сеть Петри представляется в виде графа. Вершины-позиции изображаются кружками, вершины-переходы - чёрточками. Из вершины-позиции i в вершину-переход j ведёт дуга, если соответствующая функция инцидентности имеет значение 1 для этой пары; и из вершины-перехода в вершину-позицию ведёт дуга, если обратная функция инцидентности для этой пары рана 1.

Наибольшее применение сети Петри нашли для моделирования систем с дискретными событиями, которые могут происходить одновремённо и параллельно. При моделировании отражаются два аспекта систем: события и условия. Позиции сети соответствуют условиям, а переходы - событиям. Функции инцидентности отражают связи между условиями и событиями в системе.

При моделировании динамических процессов в сеть Петри вводятся метки с помощью функции разметки сети. Метки помечают позиции сети целыми неотрицательными числами. При графическом задании сети разметка отображается помещением внутри вершин-позиций соответствующего числа точек, называемых метками. Метки перемещаются по сети при срабатывании переходов по соответствующему правилу.

Моделирование сети состоит в последовательном перемещении меток - циклы моделирования, и анализе совместных размещений меток и фактов срабатывания переходов.

Совместные размещения меток могут оказаться критическими для системы. Например, если позиция отображает регистр, а метка - двоичный код, то попадание двух меток одновремённо в одну позицию соответствует сбою в работе моделируемой системы (достижимость).

Несрабатывание переходов во всё время моделирования говорит о том, что часть оборудования в моделируемой системе не используется, и соответствующий переход - мёртв (свойство живости сети).

К данной лабораторной работе прилагается программа, моделирующая сети Петри и имеющая самодостаточный графический интерфейс. Файл EXC размещается в текущей директории. Программа написана в С++ Bilder-4.