Моделирование информационных процессов в условиях внешних воздействий на систему

Моделирование информационных процессов в условиях

внешних воздействий на систему

                                                                    аспирант МГИУ Иванец Е.М.

Автоматизированное прогнозирование состоянии системы путем моделирования происходящих в ней информационных процессов заключается в преобразовании входных данных представленных в виде функциональных моделей (например, IDEF, UML или в терминах описания CPN) в раскрашенную сеть Петри с последующим моделированием и анализом этой сети.

Однако, данная модель недостаточно адаптирована под изменения условий функционировании самой моделируемой системы. Часто изменения внешних условий носят редкий характер типа удара или встряски, и оперативная реакция модели на такие события может играть ключевую роль в функционировании системы

Предлагаемый ниже подход является расширением базовой модели сети Петри и позволяет оперативно менять функционирование CPN, моделируя состояния системы после внешнего воздействия. Характеристикой данного подхода является изменение в рамках модельного времени декларации сети, без изменения структуры самой модели.

Рассмотрим пример раскрашенной CPN, на объект моделирования которой воздействуют внешние события, и возможные варианты поведения CPN в соответствии с новыми «экстремальными» условиями,

Декларации, сети:

L= {a, b, c, d ..., h}, L — множество цветов.

Функция срабатывания перехода (f1):

переход срабатывает, если для каждой из его входных позиций выполняется условие N_i >= К_i,

где N_i — число маркеров в i-й входной позиции; К_i — число дуг, идущих от i-й позиции к переходу.

При срабатывании перехода число маркеров в i-й входной позиции уменьшается на К_i , а в j-й выходной позиции увеличивается на M_j, где M_j — число дуг, связывающих переход с j-й позицией. Чтобы переход мог сработать, все переменные, входящие в пусковую функцию перехода и выражений на связанных с ними дугах должны получить значения.

Декларации сети меняются, если происходит некоторое, непредусмотренное в первоначальной модели событие, которое меняет функцию перехода A_i (рис.1):

Новые декларации сети

К предыдущим декларациям добавляется функция срабатывания перехода fD=f(L). Рассматриваемое событие несет в себе новые условия функционирования системы и состоит из двух компонент: норой функции перехода fD и функции распространения fS.

Примером fD могут служить любые функции. Зависящие от компонентов сети Петри. Например, «умножитель» (умножает количество фишек определенного цвета), «заменитель» (заменяет цвета фишек с одного на другой.), «фильтр» (блокирует определенные цвета).

В данном случае fD является функцией цвета:

Функция распространения fS может иметь классы и подклассы, которые описаны ниже. Одной из задач САПР, использующей предлагаемую технологию, заключается в классификации внешнего воздействия с целью выработки дальнейших действий fS может принимать ряд значений в зависимости от класса:

Класс последовательного распространения пусковой функции:

fS распространяется последовательно, в каждый момент времени Т, меняя пусковую функцию на каждом переходе.

Подклассы:

•  fS распространяется по направлениям дуг;

•  fS распространяется против направлений дуг;

•  fS распространяется в обе стороны

Класс параллельного распространения пусковой функции:

fS появляется одновременно на нескольких  переходах меняя пусковую функцию на них, а затем, в каждый момент времени Т, распространяется по дугам к соседним переходам.

Подклассы:

•  fS распространяется по направлениям дуг;

•  fS распространяется против направлений дуг;

•  fS распространяется в обе стороны;

•  fS появляется на всех переходах сети одновременно (простейший случай — просто замена функции перехода в СП)

Особый интерес представляет класс смешанного распространения пусковой функции: