Petri网的元展:一种并发系统模型检测方法

目录
序言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究现状与问题 3
1.3 研究内容 4
第2章 基本知识 6
2.1 袋集 6
2.2 并发系统的Petri网模型 7
2.2.1 Petri网的定义 7
2.2.2 可达性、活性、死锁与活锁 9
2.2.3 结构良好的Petri网子类及其性质 11
2.2.4 工作流网及其健壮性 13
2.2.5 跨组织工作流网及其兼容性 15
2.2.6 资源分配网及其无死锁性 16
2.3 计算树逻辑 17
第3章 并发系统若干判定问题的复杂度 20
3.1 一些经典的 PSPACE完全与NP完全问题 20
3.1.1 线性有界自动机接受问题 20
3.1.2 布尔可满足性问题与Tautology问题 21
3.1.3 划分问题 22
3.2 工作流网健壮性判定问题的复杂度 22
3.2.1 健壮性判定问题是PSPACE难的 22
3.2.2 有界工作流网健壮性问题是PSPACE完全的 32
3.3 一些特殊结构的工作流网健壮性问题的复杂度 34
3.3.1 无环工作流网健壮性问题是co-NP完全的 34
3.3.2 安全非对称选择工作流网健壮性问题是co-NP难的 37
3.3.3 无环非对称选择工作流网健壮性等价于弱健壮性 41
3.3.4 自由选择工作流网健壮性等价于弱健壮性 43
3.4 跨组织工作流网兼容性判定问题的复杂度 44
3.5 资源分配网死锁判定问题的复杂度 45
3.5.1 安全的资源分配网死锁判定问题是NP完全的 45
3.5.2 赋权的资源分配网死锁判定问题是NP完全的 48
第4章 Petri网的元展 51
4.1 Petri网的展开 51
4.1.1 并发与冲突 51
4.1.2 分支进程 51
4.1.3 展开 54
4.2 Petri网的元展的定义 55
4.2.1 切与可能扩展 55
4.2.2 元展 58
4.3 Petri网元展的有限性 60
4.4 有界Petri网元展的完整性 62
4.5 Petri网元展的生成算法 63
4.5.1 展开的生成算法 63
4.5.2 元展的生成算法 64
第5章 基于元展的工作流系统健壮性检测 69
5.1 工作流网元展的特性 69
5.1.1 无界工作流网元展的特性 69
5.1.2 有界工作流网元展的特性 73
5.2 基于元展的健壮性判定 76
5.2.1 充分必要条件 76
5.2.2 充分性证明 79
5.2.3 必要性证明 80
5.3 应用实例：电梯调度系统 82
5.3.1 电梯调度系统描述 82
5.3.2 电梯调度系统的工作流网模型 83
5.3.3 基于元展分析电梯调度系统 84
第6章 基于元展的跨组织工作流网兼容性检测 86
6.1 基于元展判定跨组织工作流网兼容性 86
6.2 允许简单回路的跨组织工作流网：SCIWF-网 88
6.3 SCIWF-网的T-构件与帽的定义 89
6.3.1 无环FCWF-网的T-构件与帽 89
6.3.2 SCIWF-网的T-构件与帽 91
6.4 基于T-构件与帽的SCIWF-网兼容性判定 97
6.4.1 充要条件 97
6.4.2 判定弱兼容性的算法 101
6.4.3 判定兼容性的算法 102
6.5 应用实例：三方交互的订货流程 103
6.5.1 三方交互的订货流程简介及其 SCIWF-网模型 103
6.5.2 三方交互的兼容性分析 104
第7章 基于元展的资源分配系统死锁检测 105
7.1 资源分配网元展的特性 105
7.2 基于元展的资源分配网死锁检测 107
7.3 应用实例一：哲学家就餐问题 108
7.3.1 哲学家就餐问题描述 108
7.3.2 哲学家就餐问题的资源分配网模型 108
7.3.3 基于元展分析哲学家就餐问题 109
7.4 应用实例二：柔性制造系统 111
7.4.1 柔性制造系统描述 111
7.4.2 柔性制造系统的资源分配网模型 113
7.4.3 基于元展分析柔性制造系统 113
第8章 基于元展的计算树逻辑公式检测 114
8.1 基于元展检测计算树逻辑的思路 114
8.2 原子命题在元展上的标记算法 116
8.2.1 求解元展中并发关系 116
8.2.2 基于无向图极大团求解切 121
8.2.3 原子命题的标记 123
8.3 经典逻辑算子在元展上的标记算法 124
8.3.1 *φ的标记 124
8.3.2 φ1∨φ2 的标记 124
8.3.3 φ1∧φ2 的标记 124
8.4 时序算子在元展上的标记算法 124
8.4.1 EXφ的标记 125
8.4.2 EFφ的标记 127
8.4.3 E[φ1Uφ2] 的标记 128
8.4.4 AXφ的标记 130
8.4.5 AFφ的标记 131
8.4.6 A[φ1Uφ2] 的标记 133
8.5 应用实例：无饥饿的哲学家就餐 134
8.5.1 无饥饿的哲学家就餐问题描述及其Petri网模型 134
8.5.2 基于元展检测无饥饿性 137
8.5.3 实验结果 138
第9章 模型检测工具BUCKER简介 140
第10章 总结与展望 143
参考文献 145
关键词中英文对照表 157