Petri-Netz-Methoden Und -Werkzeuge: Hilfsmittel Zur Entwurfsspezifikation Und -Validation Von Rechensystemen

ISBN-13: 9783540506423 / Niemiecki / Miękka / 1988 / 254 str.

Marek Leszak; Horst Eggert

Opis

Petri-Netze und damit verwandte Systemmodelle sind zur Spezifikation, formalen Untersuchung und zur Simulation von Software in verschiedenen Phasen der Entwicklung komplexer Rechensysteme geeignet. In diesem Bericht werden 22 existierende Software-Werkzeuge (ohne Anspruch auf Vollstandigkeit) klassifiziert und bewertet, die jeweils eine Teilmenge der denkbaren Untersuchungsmethoden unterstutzen, bzw. einen graphischen Editor zur Netzkonstruktion aufweisen. Klassifikation und Bewertung der Merkmale erfolgten mittels eines speziellen Beschreibungskatalogs. Dabei wird erstmals versucht, die wichtigsten Klassen von Petri-Netzen zu bestimmen. Der zweite Teil des Berichts beschreibt informell (an Hand eines Beispiels) und formal (Definition der verwendeten Netzklassen und aller darauf realisierten Analyseverfahren) das Petri-Netz-Werkzeug PROVER (PRedicate/Transition Net Oriented VERification System). Neben einer Bestandsaufnahme von Petri-Netz-Werkzeugen werden im Buch formale Spezifikationsverfahren mit hoheren Petri-Netzen in der Anwendung gezeigt, um einen formalen Zugang zu ermoglichen."

Spis treści

1 Einleitung.- 2 Eine Klassifikation Von Petri-Netz-Klassen.- 2.1 Grobklassifikation.- 2.2 Feinklassifikation.- 2.2.1 Stellen-Parameter.- 2.2.2 Transitions-Parameter.- 2.2.3 Kanten-Parameter.- 2.2.4 Markenidentifikations- und Markenstruktur-Parameter.- 2.2.5 Stochastische Parameter.- 2.3 Zusammenfassung.- 2.4 Klassifikation gängiger Netzklassen.- 3 Eine Klassifikation Von Spezifikation- und AnalysemethoDen Für Petri-Netze.- 3.1 Spezifikations-Schnittstelle.- 3.1.1 Netzeditor.- 3.1.2 Konstruktions-Unterstützung für große Netze.- 3.1.3 Operationen auf Subnetzen.- 3.1.4 Speicherung von und Zugriff auf Netze.- 3.2 Invarianten-Analyse.- 3.3 Erreichbarkeits-Analyse.- 3.3.1 Konstruktion des Erreichbarkeits-Graphen.- 3.3.2 Dynamische funktionelle Validation durch Erreichbarkeits- Analyse.- 3.3.3 Quantitative Validation auf Erreichbarkeits-Graphen durch Markovketten-Analyse.- 3.4 Diskrete Simulation.- 3.5 Programm-und Netz-Generation.- 3.6 Netz-Reduktion.- 4 Klassifikation und Bewertung Existierender Petri-Netz-Werkzeuge.- 4.1 Beschreibungs-Katalog für Petri-Netz-Werkzeuge.- 4.2 Klassifikation und Bewertung existierender Werkzeuge auf höheren Petri-Netzen.- 4.3 Zusammenfassung.- 5 Auswahl Geeigneter Petri-Netz-Werkzeuge.- 5.1 Werkzeuge zur graphischen Netzkonstruktion.- 5.2 Werkzeuge zur strukturellen funktionellen Validation durch Invarianten-Analyse.- 5.3 Werkzeuge zur dynamischen funktionellen Validation durch Erreichbarkeits-Analyse.- 5.4 Werkzeuge zur quantitativen Validation durch Markovketten-Analyse.- 5.5 Werkzeuge zur quantitativen Validation durch Simulation.- 5.6 Werkzeuge zur Programm-Generation und zur Netzreduktion.- 5.7 Zusammenfassung.- 6 Funktionalität und Benutzeroberfläche Des Petri-Netz-Werkzeuges ‘Prover‘.- 6.1 Überblick über das Petri-Netz-Werkzeug ‘PROVER‘.- 6.2 Modellbeschreibung eines Multi-tasking Monitors.- 6.2.1 Informelle Beschreibung.- 6.2.2 PDL-Spezifikation.- 6.3 Ergebnisse der Erreichbarkeitsanalyse.- 6.3.1 Stellen-und Variablen-Information.- 6.3.2 Dynamisches Verhalten von Transitionen.- 6.3.3 Starke Zusammenhangs-Komponenten.- 6.3.4 Anfragen zur Selektion von Markierungs-Teilmengen.- 6.3.5 Fehler-Erkennung: Kapazitäts-Überlauf.- 6.3.6 Fehler-Erkennung: tote Stellen und Transitionen.- 6.3.7 Fehler-Erkennung: Deadlocks bzw. Endzustände.- 6.3.8 Fehler-Erkennung: Livelocks.- 6.3.9 Reproduzierbare Markierungen.- 6.3.10 Homezustände.- 6.3.11 Gemeinsame Folgezustände.- 6.3.12 Konflikte zwischen Transitionen.- 6.4 Ergebnisse der S-Invarianten-Analyse.- 7 Ausblick.- 7.1 Fortgeschrittene Spezifikationssprachen für höhere Netze.- 7.1.1 Erweiterung der PDL um höhere funktionale Konstrukte.- 7.1.2 Hierarchische Netzspezifikation.- 7.2 Fortgeschrittene Analysemethoden auf höheren Netzen.- 7.2.1 Neue Konstruktionsverfahren für Erreichbarkeitsgraphen.- 7.2.2 Analyse von Synchronie- und Fairness-Eigenschaften.- 7.2.3 Analyse toter dynamischer Netzteile (gefrorene Marken).- 7.2.4 Programm-und Netz-Generierung.- 7.3 Fortgeschrittene integrierte Petri-Netz-Werkzeuge.- 8 Anhang A: Prover-Online-Dokumentation.- 8.1 PROVER-Kommandos.- 8.2 PDL-Compiler ‘PDLC‘.- 8.3 Erreichbarkeitsgraph-Generator ‘RGG‘.- 8.4 Erreichbarkeitsgraph-Anfragesystem ‘RGI‘.- 9 Anhang B: Syntax und Semantik der Spezifikationssprache ‘PDL‘ (Predicate/Transition Net Description Language).- 9.1 In PROVER realisierte PDL.- 9.2 Entwurf einer erweiterten PDL.- 10 Anhang C: Definition Und Eigenschaften Der Prädikat/Tr Ansitions-Netze.- 10.1 Prädikatenlogische und mengentheoretische Grundlagen.- 10.2 Prädikat/Transitions-Netz.- 10.3 Erreichbarkeits-Graph.- 10.4 Konflikte und Kontakte.- 10.5 Starke Zusammenhangs-Komponenten.- 10.6 Lebendigkeits-Eigenschaften.- 10.7 Fairness-Eigenschaften.- 10.8 Gefrorene Marken.- 10.9 Abbildungen der Beispiele.- Anhang D Glossar.