Сети внутри сетей - Википедия - Nets within Nets

Сети внутри сетей метод моделирования, принадлежащий семейству Сети Петри Этот метод отличается от других видов сетей Петри возможностью предоставить своим токенам надлежащую структуру, которая снова основана на моделировании сетей Петри. Следовательно, сеть может содержать другие сетевые предметы, которые могут перемещаться и стрелять сами.

Мотивация

Сети внутри сетей хорошо подходят для моделирования распределенных систем с учетом конкретных аспектов

  • иерархия,
  • мобильность
  • инкапсуляция.

Во многих публикациях по объектно-ориентированный дизайн дается для того, чтобы объединить возможности сетей Петри в моделировании распределенных вычислений с моделированием объектов, которые могут быть созданы и взаимодействовать.

История

Исходя из потребности в практических приложениях, к середине девяностых годов были созданы различные формализмы, подходящие под описание «сетей внутри сетей». Ломазова и Шнебелен входят в листинг[1]некоторые из этих подходов, а именно Сибертен-Блан,[2] Лакос,[3] Moldt und Wienberg[4] как расширение Цветные сети Петри, кроме Object Nets of Valk.[5]Наиболее раннее использование таких иерархических сетевых моделей появилось у Рюдигер Валк в Валке и Йессене,[6] где так называемые сети потока задач[7] вводятся для моделирования систем задач в операционных системах. В этих моделях задачи моделируются сетью Петри, которая представляет приоритеты задач и их состояние выполнения.

Семантика

Наиболее важные различия в семантике связаны с исполнением сетевых токенов. С одной стороны, токены сети могут быть Рекомендации в статьи нетто,[8] этот случай называется «эталонной семантикой». Этот вид семантики отличается от семантика значений, где сетевые объекты могут существовать в разных местах и ​​в разных внутренних состояниях. В семантике значений могут быть созданы разные копии для моделирования параллельного выполнения. Соответствующее соединение такого разделения может быть определено различными способами, например, с помощью «семантики распределенных токенов».[9] или «семантика исторического процесса».[10] В связи с мобильными вычислениями важны гибридные версии эталонной и смысловой семантики.[11] В семантике распределенных лексем остается в силе важное исчисление инвариантов места для сетей Петри.[12]

Коммуникация

Формализм сетей внутри сетей не имел бы большого значения без связи между сетевыми токенами. Как в объектно-ориентированного программирования передача сетевых токенов осуществляется через заранее определенные интерфейсы, которые динамически связаны.

Рисунок 1: Вложенная сеть Петри, содержащая каналы через надписи

На рисунке 1 показана сеть Петри, содержащая токен сети Петри на месте «a». Сетка для токенов может перемещаться из места «a» в место «b» и обратно за счет переходов внешней сетки. Надписи каналов на переходах ведут себя как вызов метод, что приводит к синхронизированному срабатыванию вызывающего перехода во внешней сети [например, помечены как x: four ()] и вызываемый переход [например, помеченный: four ()] в сети токенов. Переменная «x» у стрелки привязана к токен-сети в месте, связанном с этой стрелкой. Скобки могут содержать параметры, которые необходимо передать. Этот пример настолько прост, что семантика ссылки и значения совпадают.

Алгоритмы и ограниченные формализмы

Стандартные свойства сети Петри, такие как достижимость, ограниченность и живость показать смешанную картину. Бумага [13] Келер-Бусмайер дает обзор результатов разрешимости для элементарных объектных систем. Чтобы уменьшить сложность формализма, подклассы были определены путем ограничения структуры сетей Петри, как, например, для конечных автоматов. Такие ограничения по-прежнему позволяют комплексное моделирование распределенных и мобильных систем, но имеют полиномиальную сложность в проверка модели.[14]

Инструменты

Рекомендации

  1. ^ Ирина Анатольевна Ломазова, Филипп Шнебелен: Некоторые результаты разрешимости вложенных сетей Петри, Springer LNCS 1755, 2000, стр. 208-220.
  2. ^ Кристоф Сибертен-Блан: Кооперативные сети, Springer LNCS 815, 1994, стр. 471-490.
  3. ^ Чарльз Лакос: От цветных сетей Петри к объектным сетям Петри, Springer LNCS 935, 1995, стр. 278-297.
  4. ^ Даниэль Молдт и Франк Винберг: Мультиагентные системы на основе цветных сетей Петри, Springer LNCS 1248, 1997, стр. 82-101.
  5. ^ Рюдигер Валк: Сети Петри как токен-объекты, Springer LNCS 1420, 1998, стр. 1-24.
  6. ^ Эйке Йессен, Рюдигер Валк: Rechensysteme: Grundlagen der Modellbildung, Спрингер, 1987
  7. ^ Рюдигер Валк: Моделирование параллелизма по системам задач / потоков EN. Труды 3-го семинара по параллельности и композиционности, GMD-Studien Nr. 191, Бонн, 1991 г.
  8. ^ Олаф Куммер: Referenznetze, Диссертация, Гамбургский университет, Logos Verlag Berlin 2002
  9. ^ Михаэль Кёлер, Хайко Рёльке: Свойства объектов сетей Петри. Springer LNCS 3099, 2004 г., стр. 278-297
  10. ^ Рюдигер Валк: Объект сети Петри, Springer LNCS 3098, 2004, стр. 819-848.
  11. ^ Берндт Фарвер, Михаэль Кёлер: Моделирование глобальных и локальных пространств имен для мобильных агентов с помощью объектных сетей, Fundamenta Informaticae, Vol. 72, No 1, с. 109-122, 2006 г.
  12. ^ Михаэль Кёлер-Бусмайер, Даниэль Мольдт: Анализ мобильных агентов с использованием инвариантов объектных сетей. Электронные коммуникации EASST: специальный выпуск по формальному моделированию адаптивных и мобильных процессов, 12, 2009. http://www.easst.org/eceasst/
  13. ^ Михаэль Кёлер-Бусмайер: Обзор результатов разрешимости элементарных объектных систем: Fundamenta Informaticae, Vol. 130, No 1, с. 99-123, 2014 г.
  14. ^ Франк Хайтманн, Михаэль Кёлер-Бусмайер: P- и t-системы в формализме сетей внутри сетей: Springer LNCS 7347, 2012, стр. 368-387.
  15. ^ Олаф Куммер, Франк Винберг, Михаэль Дювиньо, Йорн Шумахер, Михаэль Кёлер, Даниэль Молдт, Хайко Рёльке, Рюдигер Валк, : Расширяемый редактор и движок моделирования для сетей Петри: обновление: Springer LNCS 3099, 2004, стр. 484-493.