Лабораторная работа: Использование аппарата сетей Петри для моделирования поведения вычислительных структур

Цель работы:

Изучение методов использования иерархических сетей Петри при анализе многоуровневых вычислительных структур (ВС).

Сети Петри:

Существует три различных метода, с помощью которых может быть разработана многоуровневая ВС. Первый метод (сверху вниз) заключается в том, что сначала разрабатывается самый высокий уровень, затем уровень, находящийся под ним, и т.д., пока не будет достигнут уровень, который может быть интерпретирован аппаратными средствами. Второй метод (снизу вверх) является прямой противоположностью методу "сверху вниз". При его использовании первым разрабатывается уровень, наиболее близкий к аппаратуре, затем уровень, примыкающий к нему сверху, и т.д. до тех пор, пока не будет достигнут самый высокий уровень. При использовании третьего метода (с промежуточного уровня) проектирование начинается с одного из промежуточных уровней, а затем процесс разработки распространяется одновременно вверх и вниз.

Сети Петри с успехом могут применяться при использовании любого метода. Возможны два пути практического применения СП при проектировании и анализе систем. Первый путь заключается в использовании СП-моделей в качестве вспомогательного инструмента анализа. В этом случае построенная структура моделируется сетью Петри и модель анализируется. Любые трудности, встречающиеся при анализе, указывают на изъяны в проекте. Для их исправления необходимо модифицировать проект. Модифицированный проект затем снова моделируется и анализируется. Этот цикл повторяется до тех пор, пока проводимый анализ не приведет к успеху. Второй путь заключается в том, что весь процесс проектирования и определения характеристик ВС проводится в терминах сетей Петри.

Вычислительные структуры, назначение которых заключается в вводе, обработке и выводе информации. Предлагаемые структуры состоят из процессорных элементов (ПЭ), которые могут соединяться последовательно и параллельно, и каналов ввода-вывода, которые состоят из подканалов.

Постановка задачи:

Дана вычислительная структура, которая включает канал ввода-вывода, состоящий из подканалов ПКВ1, ПКВ2, ПКВ3, и параллельный процессор, состоящий из трех процессорных элементов ПЭ1, ПЭ2, ПЭ3. Ввод данных выполняют подканалы ПКВ1 и ПКВ2, вывод - подканал ПКВ2. Подканал ПКВ3 управляет передачей данных в процессорные элементы, которые после обработки информации передают ее на вывод.

Разработать СП-модель в соответствии с ее словесным описанием.

Провести анализ полученной СП-модели при помощи графа достижимости.

Провести анализ полученной СП-модели на ограниченность, активность, обратимость, конечность функционирования.

На основе исследования сделать выводы о корректности модели, предложить варианты устранения недостатков в случае их обнаружения.

СП-модель в соответствии с ее словесным описанием:

Информационное поле - условие, которое является началом передачи потока данных;

ПКВ1 – событие, в котором происходит получение информации в ПКВ1 – подканал, выполняющий ввод данных - и дальнейшая последовательная передача в следующий подканал ВС;

Получение инф-ции от ПКВ1 – условие последовательного получения и передачи информации от ПКВ 1 к ПКВ 2;

ПКВ2 – событие, в котором происходит получение информации в ПКВ2 – подканал, выполняющий ввод-вывод данных - и дальнейшая последовательная передача в следующий подканал ВС;

Поступление инф-ции на вывод от ПКВ2 – условие, в котором выполняется поступление и передача информации на вывод данных ВС

Получение инф-ции от ПКВ2 - условие последовательного получения и передачи информации от ПКВ 2 к ПКВ 3;

ПКВ3 – событие, в котором происходит получение информации в ПКВ3 – подканал, управляющий обработкой данных - и дальнейшая передача в параллельный процессор ВС, состоящий из трех процессорных элементов.

Передача инф-ции в ПЭ1 – условие, которое выполняет передачу инф-ции от ПКВ3 в ПЭ1;

Передача инф-ции в ПЭ2 – условие, которое выполняет передачу инф-ции от ПКВ3 в ПЭ2;

Передача инф-ции в ПЭ3 – условие, которое выполняет передачу инф-ции от ПКВ3 в ПЭ3;

ПЭ1 – событие получения информации ПЭ1;

ПЭ2 – событие получения информации ПЭ2;

ПЭ3 – событие получения информации ПЭ3;

Получение инф-ции от ПЭ1 – условие, в котором выполняется получение инофрмации от ПЭ1;

Получение инф-ции от ПЭ2 – условие, в котором выполняется получение инофрмации от ПЭ2;

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--