Пособие ТСиСА

Недостатки сетей Петри заключаются в следующем.

1.В основу большинства методов, связанных с анализом поведения моделей систем на основе сетей Петри, используется построение графа достижимых состояний (или графа достижимости). Однако, при увеличении размера системы, количество достижимых ею состояний (то есть размер графа достижимости) возрастает. В этой связи данное обстоятельство затрудняет использовать для анализа очень большие системы.

2.Отсутствие информации о причинно-следственных связях между событиями в системе. Если в сети Петри несколько событий произошли одновременно, то практически невозможно определить произошли они случайно или данные действия предполагают некоторый функциональный смысл.

3.На основе анализа результатов выполнения сети Петри можно определить в каких состояниях находилась или не находилась система, а какие состояния в принципе недостижимы. Однако такой анализ не предоставляет количественных характеристик, определяющих состояние анализируемой системы.

4.Отсутствие качественных бесплатных программноинструментальных средств для моделирования систем средствами сетей Петри значительно затрудняет возможность анализа широкого спектра свойств построенной сети Петри. Основным недостатком существующих программных средств представления сетей Пети является отсутствие возможности построения графа достижимости для сложных систем.

5.Для представления моделей, как правило, используются атрибуты и понятия необходимые только для описания наиболее общих свойств систем. При этом многие из атрибутов, при помощи которых происходит описание реальных объектов в моделях, могут отсутствовать, что приводит к искусственному и нежелательному разделению процесса исследования моделируемого объекта на два отдельных процесса: непосредственного моделирования и последующего переноса полученных результатов на моделируемый объект. Такая ситуация диктует необходимость либо дополнительного привлечения специалиста по имитационному моделированию, либо наличия более квалифицированного разработчика, который хорошо ориентируется как в предметной области, так и в области моделирования.

90

6.Неформально функционирование сетей Петри можно представить как совокупность локальных действий, которые соответствуют реализациям событий и приводят к локальному изменению состояний системы. Таким образом, сети Петри не описывают в явном виде поведенческую составляющую системы – динамику смены состояний.

7.Невозможность внешнего управляющего воздействия на процесс. Задается только начальная маркировка, а далее функционирование сети Петри протекает недетерминировано. При этом отсутствует возможность изменить последовательность срабатывания переходов и, следовательно, сориентировать процесс в нужном направлении. Сегодня существуют стохастические сети Петри и сети Петри с приоритетами, которые при возникновении конфликтной ситуации позволяют направить процесс функционирования сети Петри в заданном направлении.

8.Отсутствие времени в определении динамического функционирования сети Петри. В асинхронных системах события могут происходить внутри неопределенных временных интервалов и заблаговременно сложно указать достаточно точное время их начала, окончания и длительность. В настоящее время разработаны временные сети Петри, являющиеся расширением классических сетей Петри с за-

данным временем срабатывания переходов и задержки маркеров

впозициях.

9.Только один тип маркеров, присутствующих в сети, отражает функционирование системы. В этой связи одновременно можно наблюдать за протеканием только одного процесса в сети Петри. Зачастую каждый процесс имеет дополнительные атрибуты, параметры, зависимости, позволяющие различать их и использовать эти различия для управления функционирования системы. Для устранения этого недостатка были введены раскрашенные или цветные сети Петри,

вкоторых присутствуют маркеры нескольких цветов или типов.

10. Необходимость знания разработчиком специфического языка и понятий для описания сетей Петри, а также использования принципов объектно-ориентированного подхода.

91

3.6.Задачи для самостоятельного решения

1.Дать описание предложенным на рис. 36-38 сетям Петри,

атакже выполнить их запуск. Определить последовательность маркировок и последовательность срабатывания переходов. Показать конфликтную позицию.

t2 P3

Рис. 36. Сети Петри (задачи для самостоятельного решения)

92

Рис. 37. Сеть Петри (задача для самостоятельного решения)

Рис. 38. Сеть Петри (задача для самостоятельного решения)

Рис. 39. Сеть Петри (задача для самостоятельного решения) 93

Рис. 40. Сеть Петри (задача для самостоятельного решения)

2.Дать описание предложенным на рис. 39-40 сетям Петри,

атакже выполнить их запуск. Определить последовательность маркировок и последовательность срабатывания переходов. Показать конфликтную позицию.

3.Рассмотреть модель процесса организации аудиторных занятий преподавателем (рис. 41), где переходы и позиции имеют следующий содержательный смысл:

P1 – преподаватель; P2 – академическая группа; P3 – подготовка преподавателем методических материалов для проведения аудитор-

ного занятия; P4 – проведение аудиторного занятия; P5 – самостоятельная работа студентов согласно методическим материалам аудиторного занятия;

t1 – согласование вида аудиторного занятия по индивидуальному плану; t2 – определение даты проведения аудиторного занятия согласно графику проведения учебных занятий в течение семестра пре-

подавателем; t3 – согласование плана для проведения следующего аудиторного занятия с академической группой; t4 – определение даты проведения аудиторного занятия согласно графику проведения учебных занятий в течение семестра академической группой.

94

Выполнить запуск данной сети Петри и на основании проведенного исследования оценить корректность сети и в случае обнаружения недостатков предложить варианты для их устранения. Допустимо добавлять новые позиции и переходы, а также ограниченно видоизменять топологию сети.

Рис. 41. Сеть Петри, описывающая процедуру сдачи зачета студентами

4. Рассмотреть модель процесса организации процедуры сдачи зачета академической группой (рис. 42), где переходы и позиции имеют следующий содержательный смысл:

P1 – наличие допуска у студента к сдаче зачета деканатом; P2 – прием зачета у студента преподавателем; P3 – преподаватель свободен для принятия зачета у следующего студента; P4 – наличие положительной оценки в зачетной ведомости и зачетной книжке;

t1 – проверка допуска к сдаче зачета преподавателем; t2 – проверка результатов сдачи зачета преподавателем (удовлетворительный ответ студента); t3 – проверка результатов сдачи зачета преподавателем (неудовлетворительный ответ студента).

Таким образом, количество маркеров в позиции P1 соответствует числу студентов группы. Наличие маркера в позиции P2 соответствует состоянию «проведение зачета» (должно быть не более одного маркера, т.к. преподаватель не может одновременно принимать зачет у двух или и более студентов). Наличие маркера в позиции P3 соответствует состоянию «сдача зачета завершена, преподаватель осво-

95

бодился». Наличие маркеров в позиции P4 соответствует числу успешно сдавших зачет студентов.

Выполнить запуск данной сети Петри и на основании проведенного исследования оценить корректность сети и в случае обнаружения недостатков предложить варианты для их устранения. Допустимо добавлять новые позиции и переходы, а также ограниченно видоизменять топологию сети.

P3

t3

шена, наличие положительной оценки в зачетной ведомости и зачетной книжке; P6 – получение основных вопросов студентом; P7 – сдача экзамена завершена, наличие неудовлетворительной оценки в зачетной ведомости; P8 – получение дополнительных вопросов студентом; t1 – проверка результатов работы студента в течении учебного семестра преподавателем; t2 – проверка результатов сдачи экзамена преподавателем (удовлетворительный ответ студента); t3 – проверка результатов сдачи экзамена преподавателем (неудовлетворительный ответ студента); t4 – проверка результатов сдачи экзамена преподава-

96

телем (формулирование основных вопросов преподавателем); t5 – проверка результатов сдачи экзамена преподавателем (удовлетворительный ответ студента); t6 – проверка результатов сдачи экзамена преподавателем (формулирование дополнительных вопросов преподавателем); t7 – проверка результатов сдачи экзамена преподавателем (неудовлетворительный ответ студента).

Выполнить запуск данной сети Петри и на основании проведенного исследования оценить корректность сети и в случае обнаружения недостатков предложить варианты для их устранения. Допустимо

Рис. 43. Сеть Петри, описывающая процедуру сдачи экзамена студентом

6. Рассмотреть модель процесса сдачи экзаменационной сессии (рис. 44), где переходы и позиции имеют следующий содержательный смысл:

P1 – наличие допуска у студента к сдаче сессии деканатом; P2 – сдача первого экзамена; P3 – сдача второго экзамена; P4 – сдача третьего экзамена; P5 – обработка результатов сдачи экзаменов деканатом;

t1 – проверка допуска к сдаче первого экзамена преподавателем; t2 – проверка результатов сдачи второго экзамена преподавателем и сообщение их в деканат; t3 – проверка допуска к сдаче второго эк-

97

замена преподавателем; t4 – проверка результатов сдачи второго эк-

зультатов сдачи третьего экзамена преподавателем и сообщение их в деканат.

Рис. 44. Сеть Петри, описывающая процесс сдачи экзаменационной сессии студентом

Выполнить запуск данной сети Петри и на основании проведенного исследования оценить корректность сети и в случае обнаружения недостатков предложить варианты для их устранения. Допустимо добавлять новые позиции и переходы, а также ограниченно видоизменять топологию сети.

7. Рассмотреть сеть Петри, которая описывает процесс оплаты за обучение с использованием пластиковой карты (рис. 45).

Выполнить запуск данной сети Петри и на основании проведенного исследования оценить корректность сети и в случае обнаружения недостатков предложить варианты для их устранения. Допустимо добавлять новые позиции и переходы, а также ограниченно видоизменять топологию сети.

98

Рассмотрим действия работы банкомата при работе с банковской картой. После загрузки карты в картридер банкомата клиенту предлагается ввести секретный код для авторизации. Далее предлагается выбор доступных операций. После выбора операции банкомат передает данные в центр банка, обслуживающего банкомат. Банк отправляет в платежную систему запрос на проведение операции и, получив согласие либо отказ, передает банкомату команды на выполнение или отклонение запроса.

Рис. 45. Сеть Петри, описывающая процесс оплаты за обучение с использованием пластиковой карты

Содержательный смысл позиций и переходов:

P1 – наличие пластиковой карты; P2 – исправный банкомат; P3 – введенный код авторизации; P4 – сообщение о неправильно введенном коде авторизации; P5 – ввод суммы и номера лицевого счета университета для выдачи; P6 – сообщение о блокировке данной операции (нет такого количества денежных купюр на карте, сумма или номер лицевого счета введены некорректно и т.п.); P7 – перевод средств с пластиковой карты клиента на номер лицевого счета университета; P8 – выданные чек и банковская карта клиенту;

t1 – принятие карты банкоматом, отправка запроса в центр банка; t2 – положительный результат проверки введенного кода авторизации, запрос суммы и номера лицевого счета; t3 – запрос повторного

99