Introd Redes de Petri Coloridas_PU1

Redes deRedes dePetri ColoridasPetri Coloridas


Limitações das RP Lugar-Transicão (LT):

crescimento do modelo com o aumento da complexidade do sistema; possui apenas um tipo de ficha, isto significa que o estado de um sistema é descrito por um único tipo de dado, que pode ser inteiro ou boleano. para modelar processos reais (grandes e complexos), utilizando as RP-LT, necessita-se construir várias sub-redes independentes com estruturas quase idênticas; sistemas com estas características torna a rede extremamente grande e inviável do ponto de vista de desenvolvimento do projeto, visualização, simulação e análise do sistema.


Redes de Petri de alto nível:

Para contornar estes problemas das RP-LT são desenvolvidas outras extensões capazes de descrever sistemas mais complexos de forma mais compacta:

Redes Coloridas; Redes Predicado-Transição; Redes a Objeto.


Redes de Petri Coloridas (RPCs) são uma combinação de Redes de Petri e Linguagem de Programação

desenvolvidas na University of Aarhus – Dinamarca

RPCs são consideradas uma linguagem para modelagem de sistemas em que sincronização, comunicação, e recursos compartilhados são importantes

capacidade de modelar sistemas complexos e prover modelos com alto nível de abstração e melhor capacidade de representação gráfica

são capazes de reduzir o tamanho da rede, modelando todos os processos similares em uma única rede, ao invés de ter uma representação de rede separada para cada processo ou componente


São ferramentas orientadas para especificação, projeto, simulação, validação e implementação de sistemas que possam ser interpretados como a eventos discretos

utilizam os conceitos de valores de fichas que são chamados de fichas e tipo de dados

Por razões históricas, para distinguir das RPs, as fichas são chamadas fichas coloridas e os tipos de dados são denominados conjunto de cores Nas RPCs, cada ficha representa um valor e cada lugar possui um tipo associado

cada ficha pode ser modificada pela ocorrência de transições

em substituição ao peso do arco, utilizado nas RPs, as RPCs possuem inscrições associadas aos arcos que são expressões que especificam os dados que devem existir para cada atividade ocorrer ou que é produzida se uma atividade ocorrer

associadas às transições podem ter inscrições denominadas guardas, que são expressões boleanas, com a função de restringir a ocorrência de transições a determinadas condições. Estas inscrições determinam dinamicamente quantas e quais fichas devem ser removidas ou adicionadas aos lugares associados


• Define-se um conjunto de cores Cor

• Fichas no lugar p, assumem uma cor de Cst (p)

•Associa-se Cst (p), Cst (t) Cor aos lugares e transições

• Cst (t) definem as diferentes maneiras de disparar t

• cada cor corresponde a uma transição da rede ordinária equivalente


A marcação inicial de uma RPC também é determinada pelas inscrições associadas aos lugares o conjunto de fichas representa uma marcação inicial

Tipo (Conjunto de cores)

Conjunto de Fichas coloridas

N º de Fichas

Inscrições do arco

Arco

Lugar de saída

Temporização

Lugar de entrada

Guarda

Soquete/porta de saída

TransiçãoLugar


A transição habilitada pode ou não ocorrer

Quando a transição ocorre, de acordo com as inscrições de arcos de entrada e saída das transições, um multiconjunto de fichas é removido de cada lugar de entrada da transição e outro multiconjunto de fichas é adicionado em cada lugar de saída.


Estrutura das Redes de Petri Coloridas O processo de desenvolvimento dos modelos de RPC engloba duas etapas Na primeira etapa são identificados e declarados os elementos que compõem a rede, que correspondem à definição de tipos de dados (conjuntos de cores), estruturas, variáveis e funções. Na etapa seguinte são criadas as estruturas das redes determinando assim como os estados e eventos se relacionam, e quais estados são gerados a partir desta relação. As RPCs são compostas essencialmente por uma estrutura e um conjunto de declarações.


Estrutura das Redes de Petri Coloridas

Na Declaração Global são definidos os tipos de dados e variáveis utilizadas no modelo A marcação de uma RPC é representada pela distribuição de fichas nos lugares. Durante a execução de uma RPC cada lugar pode conter um número variável de fichas e cada uma dessas fichas leva um dado valor que pertence ao tipo associado ao lugar.


Redes de Petri Hierárquicas

As Redes de Petri Hierárquicas provêem técnicas capazes de modelar sistemas decompondo em módulos, facilitando assim a manutenção e ampliação futura da modelagem, bem como a reutilização dos modelos.

A capacidade de RPs modelar um sistema hierarquicamente resulta do fato de que a rede inteira pode ser substituída por um simples lugar ou transição para modelagem em um nível mais abstrato, ou lugares e transições podem ser substituídos por sub-redes para prover uma modelagem mais detalhada (refinamento).



A idéia básica das Redes de Petri Hierárquicas é proporcionar a modelagem de sistemas grandes e complexos através da combinação de um conjunto de pequenas redes.

Esta técnica permite ao projetista lidar com uma parte selecionada de um modelo sem visualizar os detalhes das demais partes, preservando a visão global dos múltiplos detalhes do sistema modelado.



As Redes de Petri Coloridas Hierárquicas (RPC-Hs) combinam dois conceitos utilizados em linguagens de programação que são fundamentais no desenvolvimento de grandes sistemas

O primeiro é o conceito de estruturação, utilizado em RPCs, com a introdução de tipos de dados que permitem modelar sistemas utilizando elementos de dados estruturados

O segundo é o conceito de abstração, introduzido pelas RPC-Hs, que permitem a construção modular da rede de forma similar à construção de um programa em uma linguagem de programação utilizando módulos e sub-rotinas.

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• Etiquetas nos arcos são funções:

Rede de Petri Colorida (cont)

• Pre(p,t) : Cst (t) x Cst (p)

Indica, para cada cor Cst (t), quantas fichas de cor Cst (p) serão retiradas do lugar de entrada p

• Post(p,t) : Cst (t) x Cst (p)

Indica, para cada cor Cst (t), quantas fichas de cor Cst (p) serão colocadas no lugar de saída p

• Função de incidência W(p,t) = Post(p,t) - Pre(p,t)

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Rede de Petri Colorida - Exemplo (sistema de manufatura)

M1

M2

Pr2

Modelo original

Pr1

Cor = {p11, p12,p21,p22, m1, m2, p11m1, p12m2, p21m1, p22m2}

Cst (Pe) = {p11, p12 , p21, p22} Cst (Ma) = {m1, m2}

Cst (O) = {p11m1, p12m2, p21m1, p22m2}

Cst (t1) = Cst (t2) = {p11m1, p12m2, p21m1, p22m2}

Pre(Pe,t1) = peça =

p11m1 p12m2 p21m1 p22m2

p1 1 1 0 0p2 0 0 1 1

=

Pe

MaOpeça

peça maq

maq

id

id

t1

t2

Rede Colorida

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Rede de Petri Colorida - Exemplo (Filósofos)

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