Метод побудови моделі обчислювального процесу на основі мережі Петри

Анотація

Метою роботи є підвищення якості обчислювального процесу, що вирішує поставлену задачу, за рахунок його моделювання і налагодження на основі мережі Петрі. Під якістю обчислювального процесу розуміється відсутність помилок (за циклювання, параліч, неможливість реалізації деякого фрагменту і т.п.) і його оптимізація за критерієм мінімуму складності. Пропонується новий підхід до аналізу обчислювального процесу, заснований на попередньому моделюванні мережами Петрі як фрагментів обчислювальних процесів, так і повних обчислювальних процесів. Це дозволить виявляти багато помилок на стадії моделювання обчислювального процесу. Обчислювальний процес розглядається як сукупність макрооперацій, які є функціонально закінченими операціями різного ієрархічного рівня. Для виділення макрооперацій з обчислювального процесу проводиться його декомпозиція на елементарні (базові) обчислювальні конструкції. Формулюється твердження про те, що будь-який обчислювальний процес може бути сконструйований на основі відносно невеликої кількості макрооперацій. Для реалізації нового підходу ставиться і вирішується завдання розробки методу побудови мережі Петрі по заданому обчислювальному процесу. Суть запропонованого методу полягає в розбитті обчислювального процесу на макрооперації, побудові для кожної макрооперації фрагмента мережі Петрі, моделюванні всіх фрагментів, збірки з фрагментів мережі повної мережі Петрі і її моделюванні. Для реалізації методу розробляється процедура побудови моделі обчислювального процесу. Наводиться опис етапів даної процедури: декомпозиція обчислювального процесу на макрооперації за запропонованими правилами, переклад макрооперацій у фрагменти мережі Петрі і їх моделювання, збір за запропонованими правилами повної мережі Петрі і моделювання отриманої мережі Петрі. Результати реалізації всіх етапів процедури заносяться в бібліотеку, призначення якої – накопичення знань про обчислювальні процеси, відповідні їм мережі Петрі та результати моделювання. Це дозволяє спростити процес моделювання нового обчислювального процесу за рахунок використання вже налагоджених фрагментів. У разі виявлення помилки в обчислювальному процесі або його не оптимальності обчислювальний процес коригується, що і дозволяє підвищити його якість за вказаними вище критеріями. На прикладі сортування вставками експериментально підтверджується правильність роботи побудованої мережі Петрі із застосуванням заявленого методу.