ТЕМА 2. Технологии проектирования информационных систем
Методы стадии предпроектного обследования
Учет времени при моделировании систем имеет следующие недостатки:
Основные элементы сети Петри
Модель сети Петри
Динамическая модель сети Петри
Свойства сети Петри
Свойства сети Петри
Срабатывание перехода
Правила срабатывания переходов
Правила срабатывания переходов
Срабатывание разрешенных переходов
Срабатывание разрешенных переходов
Правила срабатывания переходов
Пример конфликта
Пример разрешения конфликта
Пример разрешения конфликта
Пример разрешения конфликта
Правила срабатывания переходов
Пример параллельной работы
Пример конфликта
Пример построения дерева достижимости
194.20K

Технологии проектирования информационных систем. Применение сетей Петри для моделирования бизнес-процессов

1. ТЕМА 2. Технологии проектирования информационных систем

Лекция 9.
Применение сетей Петри для моделирования
бизнес-процессов.

2. Методы стадии предпроектного обследования

методы изучения и анализа фактического
состояния экономического объекта и
перспектив его развития;
методы детального анализа предметной
области;
методы формирования нового заданного
состояния экономического объекта.
2

3. Учет времени при моделировании систем имеет следующие недостатки:

В большой системе приходится учитывать
состояние всех компонентов при каждой
смене ее общего состояния, что делает
модель громоздкой.
Исчезает информация о причинноследственных связях между событиями в
системе.
События могут происходить внутри
неопределенно больших интервалов
времени, заранее трудно указать точно время
их начала, конца и длительность.
3

4. Основные элементы сети Петри

• Состояние системы описывается совокупностью условий.
• Функционирование системы состоит в осуществлении
последовательности событий.
• Для возникновения события необходимо выполнение
некоторых условий, называемых предусловиями.
• Осуществление событий может привести к возникновению
условий, называемых постусловиями.
Условие
(Позиция)
Событие
(Переход)
Предусловие
Событие 1
Предусловие для события 2
Постусловие
для события 1
Постусловие
для события 2
Событие 2
4

5. Модель сети Петри

N = (P, T, I, O), где
P - конечное множество позиций;
T - конечное множество переходов;
I: T P - входная функция, отображающая переходы в
позиции;
O: T P - выходная функция, отображающая переходы в
позиции.
P1
t1
P2
t2
P3
I(t1) = {P1}
O(t1) = {P2}
I(t2)= {P2}
O(t2) = {P3}
5

6. Динамическая модель сети Петри

Динамические свойства сети Петри определяются с
помощью понятия маркировки.
Маркировка M сети Петри – это функция,
отображающая множество позиций P в множество
неотрицательных целых чисел N.
М: P N
M = (M1, M2, ..., Mn), где n = |P|
M(Pi) – целое неотрицательное число, равное
количеству фишек, принадлежащих позиции Pi.
P1
t1
P2
t2
М(P1)= 1 M(P2)= 0
P3
M(P3)= 2
6

7. Свойства сети Петри

1. Безопасность.
Позиция называется безопасной, если число
фишек в ней никогда не превышает 1. Сеть
Петри безопасна, если безопасны все ее
позиции.
2. Сохраняемость.
В случае, когда фишки интерпретируются как
некоторые ресурсы, они не должны ни
создаваться, ни уничтожаться. В сети должен
действовать закон сохранения. Сеть Петри
называется строго сохраняющей, если
мощность маркировки постоянна.
7

8. Свойства сети Петри

3. Ограниченность.
Позиция называется К- ограниченной, если число
фишек в ней в любой маркировке не превышает К.
Сеть Петри является К- ограниченной, если ее
позиции являются К- ограниченными.
4. Достижимость.
Маркировка М’ называется непосредственно
достижимой из M, если найдется такой переход tj,
разрешенный в M, что при его срабатывании
получается маркировка M’. Множество достижимых
маркировок сети Петри называется множеством
достижимости.
Тупиком в сети Петри называется множество
переходов, которые в некоторой достижимой
маркировке не разрешены.
8

9. Срабатывание перехода

Срабатывание перехода – неделимое
действие, изменяющее разметку его входных
и выходных позиций следующим образом: из
каждой входной позиции фишки изымаются,
а в каждую выходную позицию фишки
добавляются.
t1
P1
P2
До срабатывания
P1
t1
P2
После срабатывания
9

10. Правила срабатывания переходов

Правило 1. Разрешение срабатывания.
Переход tj называется разрешенным, если в
каждой входной позиции Pi находится не
меньше фишек, чем из этой позиции
исходит дуг в tj.
Pi
tj
Pk
Переход разрешен.
Pi
tj
Pk
Переход не разрешен.
10

11.

Переход разрешен.
P1
t1
P4
P1
P2
P2
P3
P3
t1
P4
Переход не разрешен.
P1
t1
P4
P1
P2
P2
P3
P3
t1
P4
11

12. Правила срабатывания переходов

Правило 2. Перемещение фишек.
При срабатывании перехода tj:
1) из каждой входной позиции Pi этого перехода
удаляется столько фишек, сколько дуг ведет из
позиции Pi в переход tj,
2) в каждую выходную позицию Pk помещается
столько фишек, сколько дуг ведет из перехода tj в
позицию Pk.
До срабатывания
Pi
tj
Pk
После срабатывания
Pi
tj
Pk
12

13. Срабатывание разрешенных переходов

ДО
P1
t1
ПОСЛЕ
P4
P1
P2
P2
P3
P3
t1
P4
13

14. Срабатывание разрешенных переходов

ПОСЛЕ
ДО
P1
t1
P4
P4
P2
P2
P3
P1
t1
P5
P3
P5
14

15. Правила срабатывания переходов

Правило 3. Конфликт.
Если два (и более) перехода могут сработать
и при этом они имеют общую входную
позицию, то срабатывает только один,
любой из них.
t1
P1
P2
t2
P3
15

16. Пример конфликта

ПОСЛЕ
t1
ДО
P1
t1
P1
P2
t2
P2
P3
Или
t2
t1
P3
P1
P2
t2
P3
16

17. Пример разрешения конфликта

t1
P1
P2
t2
P3
17

18. Пример разрешения конфликта

t1
P1
t2
t1
P1
P2
P3
P2
t2
Или
P3
t1
P1
P2
t2
P3
18

19. Пример разрешения конфликта

t1
P1
t1
P1
P1
t2
P2
Или
P1
t2
t1
P3
P2
t2
t1
P2
P3
t1
P1
t1
P1
P3
t2
Или
P3
P2
P2
P2
t2
Или
t2
P3
P3 t1
P1
P2
t2
P3
19

20. Правила срабатывания переходов

Правило 4. Параллельная работа.
Если несколько переходов могут сработать и они
не имеют общих входных позиций, то их
срабатывания являются независимыми
действиями, осуществляемыми в любой
последовательности или параллельно.
t1
P1
P3
t2
P2
20

21. Пример параллельной работы

t1
P1
t1
P3
P1
t2
P2
P3
t2
P2
21

22. Пример конфликта

t1
P1
t1
P1
P3
t2
P3
t2
P2
t1
P2
P1
Или
P3
t2
P2
22

23. Пример построения дерева достижимости

t1
P1
t3
P3
t4
P4
P5
t2
P2
P6
М0= (1,1,0,0,0,0)
23

24.

t1
P1
t3
P3
t4
P4
P5
t2
P2
P6
М0= (1,1,0,0,0,0)
t1
t2
24

25.

t1
P1
t3
P3
t4
P4
P5
t2
P2
P6
М0= (1,1,0,0,0,0)
t1
t2
М1= (0,1,1,1,0,0)
25

26.

t1
P1
t3
P3
t4
P4
P5
t2
P2
P6
М0= (1,1,0,0,0,0)
t1
t2
М1= (0,1,1,1,0,0)
t3+t4
26

27.

t1
P1
t3
P3
t4
P4
P5
t2
P2
P6
М0= (1,1,0,0,0,0)
t1
t2
М1= (0,1,1,1,0,0)
t3+t4
М2= (0,1,0,0,2,0) тупик
27

28.

t1
P1
t3
P3
t4
P4
P5
t2
P2
P6
М0= (1,1,0,0,0,0)
t1
t2
М1= (0,1,1,1,0,0)
t3+t4
М2= (0,1,0,0,2,0) тупик
28

29.

t1
P1
t3
P3
t4
P4
P5
t2
P2
P6
М0= (1,1,0,0,0,0)
t1
М1= (0,1,1,1,0,0)
t2
М3= (0,0,0,0,0,1) тупик
t3+t4
М2= (0,1,0,0,2,0) тупик
29

30.

P1
t1
P2
t2
P4
t3
P3
М0= (0,2,1,0)
30

31.

P1
t1
t2
P2
P4
t3
P3
М0= (0,2,1,0)
t2
31

32.

P1
t1
t2
P2
P4
t3
P3
М0= (0,2,1,0)
t2
М1= (0,0,1,1)
t3
32

33.

P1
t1
t2
P2
P4
t3
P3
М0= (0,2,1,0)
t2
М1= (0,0,1,1)
t3
М2= (1,0,1,0)
t1
33

34.

P1
t1
t2
P2
P4
t3
P3
М0= (0,2,1,0)
t2
М1= (0,0,1,1)
t3
М2= (1,0,1,0)
t1
М3= (0,2,1,0)
дублирующая
34

35.

1: где конфликт переходов?
2: где параллельное срабатывание переходов?
3: как изменится разметка позиций на рис. 1?
t1
t1
P1
t2
P2
P1
P4
P2
P3
t2
1
2
t1
t1
P1
t2
P2
P3
3
P3
P3
P1
t2
P2
4
English     Русский Правила