Практичне заняття №6 Використання апарату мереж Петрі при розробці імітаційних моделей
Мета роботи: навчитися використовувати апарат мереж Петрі для моделювання систем з паралельними процесами.
Короткі теоретичні зведення і приклад виконання роботи.
У задану систему моделювання входять наступні компоненти:
ВП - пристрій служить для зберігання інформації (даних, програм, проміжних і кінцевих результатів обробки), а також для безпосереднього використання в процесі виконання операцій та пристрій управління процесора.
ЦП - пристрій, що служить для безпосереднього здійснення процесу обробки даних та програмного керування цим процесом.
2 НМД - пристрої, призначені для зберігання інформації та використання як зовнішніх запам'ятовуючих пристроїв.
Рисунок 6.1 – Модель досліджуваної системи у вигляді Q-схеми
Позначення:
И - джерело заявок;
Н1, Н2 - накопичувачі для зберігання заявок;
К1, К2, К3, К4 - канали обслуговування (ВП, П, В1, В2);
L1, L2 - ємність накопичувача.
Запит надходить у ВП де зчитується необхідна для роботи ЦП інформація (команди програми і операнди, над якими здійснюються передбачені командами операції). Далі запит надходить у ЦП, який дешифрує і виконує команди програми. Потім рівновірогідне звернення запиту до ОП або НМД, тобто результати виконання операцій з ЦП направляють у ВП або НМД1 (НМД2). Перш, ніж записати результати на НМЖД, необхідно повторно звернутися до ЦП, який визначає стан накопичувачів і видає потрібну інформацію управління.
НМЖД можуть працювати в 3-х режимах:
В1 - вже захоплений, В2 - вільний;
В2 - вільний, В1 - утримується;
В1 - вже захоплений, В2 - захоплений.
За допомогою мереж Петрі моделюються процеси, що представляються у вигляді послідовності подій. Прийнято вважати, що події відбуваються миттєво. Кожному з можливих подій відповідає певний перехід. Подія відбувається, якщо виконані деякі умови.
Кожній з умов у мережі Петрі відповідає певна позиція. Число станів в мережі Петрі визначається числом можливих маркувань. Моделювання процесів виявляється у переміщенні маркерів між позиціями.
Проектована система представлена у вигляді мережі Петрі (рис.6.2).
Рисунок 6.2 – Мережа Петрі для досліджуваної системи
Множина подій:
Події Переходи
ЦП працює тільки з ВП і В1 t1
Обробка даних з ОП та з В1 пер. на УВ t2
ЦП працює тільки з ВП і В2 t3
Обробка даних з ОП та з В1 пер. на УВ t4
ЦП працює тільки з ВП і з В1, В2 t5
Обробка даних з ОП, В1 і В2 пер. на УВ t6
Множина позицій:
Стан Позиції
ВП вільна Р1 Робота на ВП і В1 закінчена Р4
В1 вільний Р2 Робота на ВП і В2 закінчена Р5
В2 вільний Р3 Робота на ВП, В1 і В2 закінчена Р6
Функціонування мережі Петрі можна розглядати як спрацьовування переходів, в ході якого відбувається зміна маркерів.
Робота ЦП з ВП і В1 відображається запуском переходу t1 (видалення маркерів з Р1, Р2 і поява в Р1, Р4), що тягне за собою спрацювання переходу t2, тобто передачу даних з ВП і В1 на пристрій виводу.
Робота ЦП з ВП і В2 відображається запуском переходу t3 (видалення маркерів з Р1 і Р3 і по-явище в Р1 і Р5), що тягне за собою спрацювання переходу t4, тобто передачу даних з ВП і В2 на пристрій виводу.
Робота ЦП з ВП, В1 і В2 відображається запуском переходу t5 (видалення маркерів з Р4 і Р5 і поява в Р6), далі спрацьовування переходу t6, і дані з ОП, В1 і В2 передаються на улаштування виводу.
Стан пристроїв відновлюється при спрацьовуванні:
ВП - t1 або t2;
В1 - t2 або t6;
В2 - t4 або t6.
Для отримання більш повного уявлення про властивості модельованої системи необхідно проаналізувати отриману мережу Петрі методом покриваючого дерева (рис. 6.3), коренева вершина якого - (1,1,1,0,0,0).
Практична частина.
Вивчити методичні вказівки й одержати завдання.
Побудувати мережу Петрі і провести моделювання.
Оформити і захистити звіт про практичну роботу.
Контрольні питання.
Визначення мережі Петрі.
Назвіть основні властивості мереж Петрі.
Що являє собою безпека мережі?
Яка властивість мережі дозволяє зробити висновок про те, що досліджувану систему можна реалізувати за допомогою апаратних засобів?
Варіанти індивідуальних завдань.
