ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НА БАЗЕ СЕТЕЙ ПЕТРИ РАЗЛИЧНЫХ РАСШИРЕНИЙ
, научный руководитель, к-т техн. наук, доцент
Вологодский государственный технический университет
г. Вологда
Сети Петри разрабатывались специально для моделирования тех систем, которые содержат взаимодействующие параллельные компоненты [1]. На настоящий момент в программный комплекс включена поддержка трех типов сетей Петри, это классические сети Петри, нечеткие сети Петри типа 
и 
.
Согласно [2] нечеткие сети Петри (НСП), являясь разновидностью СП с неопределенностью, позволяют конструктивно решать задачи нечеткого моделирования и нечеткого управления, в которых неопределенность имеет нестохастический или субъективный характер. В своей работе автор использует нечеткие сети Петри, для моделирования механизмов принятия решения в сетевых устройствах. Нечеткие сети Петри очень хорошо подходят для моделирования задач принятия решений. Модели на базе сетей Петри позволяют проследить динамику функционирования модели.
НСП получается в результате введения нечеткости в начальную маркировку и правила срабатывания переходов формализма ординарных СП.
В [2] нечеткая сеть Петри типа (НСП ) определяется как 
, где:
- структура НСП , которая аналогична структуре ординарных СП и для которой 
и 
- входная и выходная функции переходов соответственно; 
- вектор значений функции принадлежности нечеткого срабатывания переходов, при этом 
; 
- вектор значений порога срабатывания переходов, при этом 
; 
- вектор начальной маркировки, каждая компонента которого определяется значением функции принадлежности нечеткого наличия одного маркера в соответствующей позиции данной НСП , при этом 
.
Программный комплекс позволяет строить и анализировать модели на базе любых из доступных расширений сетей Петри. Результаты моделирования отображаются в виде графиков, имеется возможность сбора различной статистики для всех элементов сети Петри.
Модели, построенные в программном комплексе, могут содержать вложенные подмодели, что делает процесс моделирования более гибким и позволяет легко масштабировать модель. Пользователь может использовать созданные заранее модели, в качестве примитивов для построения новой модели. Такими примитивами могут быть, например маршрутизатор, рабочая станция или канал данных при моделировании целой вычислительной сети. В программном комплексе реализована поддержка отмены и повторения пользовательских действий, что позволяет ускорить процесс построения моделей. Также пользователь имеет возможность просмотреть историю создания и настройки модели.
В программе предусмотрен удобный вывод информации об иерархии модели в виде дерева, что значительно повышает удобочитаемость модели, и делает её структуру более наглядной.
На рисунке 1 представлена диаграмма классов, имеющих отношению непосредственно к модели, её частям и способам управления моделью. Как легко заметить пользователь может ввести новый тип сетей Петри, просто создав подклассы базовых классов программного комплекса. Классы, соответствующие новому типу сетей, в данном случае имеют префикс Classic, это: ClassicPosition – позиция в аппарате классических сетей Петри, ClassicTransition – переход в аппарате классических сетей Петри, ClassicEdge – дуга в аппарате классических сетей Петри, ClassicModeler – класс отвечающий за процесс моделирования, он необходим для того чтобы новый подкласс сетей Петри мог иметь свою логику работы модели, отличную от предоставляемой по умолчанию, ClassicPNElementFactory – Класс позволяющий создавать все конкретные элементы для нового расширения сетей Петри.
Важной задачей было добиться возможности легкого добавления новых расширений сетей Петри в программу. Это дает возможность экспериментировать с различными расширениями, определять какие из них наиболее полно удовлетворяют решаемой задаче. При этом от пользователя требуется добавить только те классы, которые определяют непосредственно само расширение. Все остальные действия программа выполнит автоматически, и новое расширение будет готово к использованию.
Рис. 1 – диаграмма классов.
Был разработан программный комплекс для моделирования на базе сетей Петри, введена поддержка трех расширений, а также построен ряд моделей сетевых устройств. Модели, построенные, в программном комплексе обладают большой наглядностью. Данный программный комплекс позволяет строить модели со сложной иерархической структурой.
