Одновременность и конфликт
Одной из основных особенностей сетей Петри и создаваемых на их основе моделей является параллелелизм и одновременность. В моделях сети Петри 2 разрешённых взаимодействующих события могут происходить независимо друг от друга. Пока нет необходимости, в системе не происходит их синхронизации. Сеть Петри является идеальным инструментом, моделирующим синхронизацию процессов, т.е. сети Петри удобно применять для моделирования систем с распределённым управлением. Другой важной особенностью сетей Петри является их асинхронная природа. В сети Петри отсутствует измерение времени. Структура сети Петри такова, что содержит в себе всю необходимую информацию для определения возможных последовательностей событий.
Выполнение сети Петри (или поведение моделированной системы) рассматривается здесь как последовательность дискретных событий. Но при этом порядок появления событий является одним из возможных, допустимых основной структурой. Это приводит к недетерминированности выполнения сети Петри. Если в какой-то момент разрешено более 1 перехода, то любой из них может быть следующим запускаемым. Выбор здесь осуществляется случайно. Возникающие трудности при описании и анализе динамического поведения сети Петри, когда определяется последовательность запусков переходов, решаются следующим образом: запуск перехода рассматривается как мгновенное событие, занимающее нулевое время. При этом возникновение двух событий одновременно невозможно.
Моделируемые таким образом события называются примитивными. Они мгновенны и неодновременны.
Непримитивными называются такие события, длительность которых отлична от нуля. Они могут пересекаться во времени. Эти события нельзя смоделировать переходами сети Петри. Поэтому они моделируются двумя примитивными событиями: начало непримитивного события и конец непримитивного события. Между этими примитивными событиями ставится условие: “непримитивное событие происходит”.
Недетерминированность и одновременность запусков переходов при моделировании параллельной системы может быть показана двумя примерами. Первый из них такой:
В этой ситуации два разрешённых перехода ti и tk не влияют друг на друга. Они могут быть запущены в любом порядке. Подобная ситуация называется одновременностью. Другая ситуация, в которой одновременное выполнение затруднено и даже невозможно, может быть показана следующей сетью Петри:
Здесь два разрешённых перехода находятся в конфликте. Запуск одного из переходов приводит к невозможности запуска другого перехода.
Таким образом, сети Петри применяются для моделирования систем, в которых события большей частью происходят независимо друг от друга, но возникает необходимость периодической синхронизации процессов при выполнении определённого набора условий.