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发信人: Muller (胖胖熊), 信区: network
标  题: Petri网大纲（5）——思考篇
发信站: 听涛站 (2001年07月15日17:28:42 星期天), 站内信件


白盒和黑盒

目前的应用系统可大致分为数据处理和事务管理两类。在某些系统中，特别是事务处理
类型的系统，允许和它的环境之间有资源交流，例如，反应式系统如电梯控制系统依赖
于作为其环境一部分的乘客（用户）输入使用要求才能做出反应。有的系统的，并没有
最终状态，也不以产生输出数据为目的，因此，就不能仅仅是以输入输出的依赖关系为
目标来判定系统的正确性，而需要由系统的初态（包括反应式系统的用户要求）引起的
所有可能的状态变化及变化之间的关系来刻画。也就是，需要white-box，而不是只关
心输入输出之间关系而不关心内部如何动作的black-box，来分析系统的性质。
譬如，分布式数据库管理系统，事务管理的核心是对事务进行调度，也就是将组成各事
务的读写动作排成某种顺序。如果将调度抽象一下，忽略具体的环境因素，不计处理器
的数量带来的限制，那么这些读写动作能否执行完全依赖于它们所涉及的数据是否正被
占用，而与其他数据无关。调度关心的是如何安排各事务所含读写动作的顺序，不是读
写的数据的内容。调度程序的正确与否依赖于执行读写动作后所有可能的数据库状态是
否满足一致性、完整性等要求。因此，各事务包含的动作由它们设计的数据联系在一起
，互相依赖，构成一个系统。因此，我们需要一个比较好的模型来设计分布式数据库管
理系统这样的事务处理类型的系统。Perti Net系统可能就是一个比较好的模拟工具。
因为Petri Net系统没有什么动机或目标，具有white-box的性质。以Petri Net系统为
工具实现事务管理可以分为两步：①找出事务的读写动作之间的自然依赖关系，形成网
系统，这就是这些事务自然形成的white-box；②加上处理器的控制流，完成调度。这
样调度有以下有点：
·只要作为调度基础的white-box正确描述了由共享数据带来的读写相关性，则凡不违
反此相关性产生的顺序关系的调度均为正确调度。
·不需要任何其他的标准，如串行化标准，来检查调度的正确性；
·white-box不仅仅是正确调度的基础模型，而且是对事务管理进行理论探讨的基础（
例如，用来比较各种调度的优缺点，研究关于事务和调度的概念之准确性和科学性）
·此基础模型既适用于单机系统并发控制，又适用于分布式并发控制


Petri Nets的特点

任何方法都不是万能的，因此采用Petri Nets作为一种方法的模型也不是万能的，如果
任务/系统不适合用网作为模型，需要换模型，而不是在不理解网的基础理论随意添加
"辅助"内容，从而忽略了网系统的特点，不能实际应用。
¨  Petri网系统强调局部确定性，从局部开始构造整体，没有人为的控制流。Petri网
是异步并发系统，没有人为的串行化的控制流。
¨  Petri网系统中的时间就只是"读时钟数"，因此是局部的，没有全局时间。时间的非
全局性是Petri网系统局部确定性的另一种体现。
¨  Petri网系统来自外延公理，即变迁的发生取决于其外延（即前集和后集）决定，与
系统的全局状态无关，没有主宰全局的中央控制。由此可以看出，网系统可以应用于分
布式系统和并行处理。
¨  Petri网系统的状态由资源分布决定，网系统的资源包括物质资源和信息资源，由此
可以看出，网系统可以用于处理资源分布以及资源共享带来的各种问题。
¨  Petri网系统中状态和变迁都是同等的，没有什么最终状态，因此，是白盒性质的。
¨  Petri网系统允许和网系统所处的环境之间有资源交流，例如，网系统中冲突的消解
依赖于来自网系统所处环境的信息（一位或多位）。


Petri网与系统的分析设计

对于某些问题，Petri网不失为一种比较好的分析和设计的模型/工具。但是由于Petri
网节点过多的缺点，使用Petri网系统分析和设计还是需要变换的。
¨  使用通用网论的概念作整体设计，对系统的关键行为和关键资源进行设计，可以适
当引入一些辅助的行为和资源确保关键行为符合系统的需求。用同步距离确定关键行为
之间的依赖关系，用死变迁形式（事实）约束关键资源，得到系统的初步的
specification，分析此初步的specification是否符合需求和可实现性。
¨  根据初步设计的specification采用全局到局部的转化，逐步求精，详细设计过程中
要保证初步方案中的同步距离和死变迁永无发生权的限制。
¨  在详细设计的局部设计过程中，可以采用层次模拟技术、高级网系统做模型，以减
少网系统中的节点数。


正如，C.A.Petri本人所言："网论从一开始就以物理为基础。事实上这是用计算机科学
的语言提出来的一种物理理论。"换句话说，网系统必须是物理上可实现的：每个变迁
必须符合自然定律，是可以实现的；引入网系统的概念也必须符合自然定律，是可实现
的。


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     诗人说，你常面对满天的繁星，
     寻找你过去四方采撷的鲜花，
     只见水中，长纱衣载着她入梦，
     洁白的奥菲丽娅，象朵百合花。
※ 来源:·听涛站 tingtao.dhs.org·[FROM: 匿名天使的家]