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计算机网络Petri网四个基本构成元素分析

时间:2024-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:如图3.19所示,Petri网一般由以下四个基本元素构成:◆ 库所:代表系统可能处于的状态,用圆圈表示。Petri网络是静态的,Petri网的状态由令牌在库所中的分布决定。变迁10:对应于接收方正确收到0号帧并递交网络层后系统的行为。图3.20选择性重传协议的Petri网模型

Petri网是对离散并行系统的一种数学表示方法,是在1962年由卡尔·佩特里(Petri)发明的,是一种适合于描述异步的、并发的计算机系统的模型。如图3.19所示,Petri网一般由以下四个基本元素构成:

◆ 库所(Place):代表系统可能处于的状态,用圆圈表示。

◆ 变迁(Transiton):代表系统状态发生改变,用竖线表示。

◆ 有向弧(Arc):代表系统的输入/输出,用有向弧线表示。

◆ 标记(Token):也称为令牌,代表系统当前处于的状态,用黑点表示。

图3.19 包含2个库所和2个变迁的Petri网

基于以上四个基本元素,要构建一个如图3.19所示的Petri网模型,还须满足如下几个规则:

(1)模型中的有向弧是有方向的。

(2)在Petri网模型中,两个库所或两个变迁之间不允许有弧,即弧只能存在于库所与变迁之间,而不能存在于库所与库所之间或变迁与变迁之间。

(3)库所可以拥有任意数量的标记(令牌)。

(4)如果一个变迁的每个输入库所都拥有令牌,则表示该变迁为被允许的(Enable)。当一个变迁被允许时,则变迁将发生(Fire),此时,输入库所(Input Place)的令牌将会被消耗掉,同时也会为输出库所(Output Place)产生令牌。

(5)变迁的发生是原子的,即若有两个变迁都有被允许的可能,则一次只能发生一个变迁。

(6)如果出现一个变迁,其输入库所的个数与输出库所的个数不相等,则令牌的个数将会发生变化。

(7)Petri网络是静态的,Petri网的状态由令牌在库所中的分布决定。

图3.19给出了选择性重传协议的Petri网模型,其中,Petri网模型的左边为发送方的状态,中间为信道的状态,右边为接收方的状态,其中:

◆ 在发送方状态中,包含了2种可能状态,分别为:等待0号帧的确认帧、等待1号帧的确认帧。而且发送方还对应了4种可能变迁,分别为:发送0号帧(变迁1)、等待0号帧的确认帧超时(变迁2)、发送1号帧(变迁3)、等待1号帧的确认帧超时(变迁4)。

◆ 在信道状态中,包含了3种可能状态,分别为:状态C(0号帧在信道上)、状态D(确认帧在信道上)、状态E(1号帧在信道上)。而且信道还对应了3种可能变迁,分别为:0号帧丢失(变迁5)、确认帧丢失(变迁6)、1号帧丢失(变迁7)。

◆ 在接收方状态中,包含了2种可能状态,分别为:期望接收1号帧、期望接收0号帧。而且发送方还对应了4种可能变迁,分别为:接收0号帧(变迁10)、拒绝0号帧(变迁8)、接收1号帧(变迁11)、拒绝1号帧(变迁9)。

在图3.20中,以上各变迁所对应的情形分别如下:

变迁1:对应于发送0号帧后系统在正常情况下的行为。

变迁2:对应于发送0号帧后系统在超时情况下的行为。

变迁3:对应于发送1号帧后系统在正常情况下的行为。

变迁4:对应于发送0号帧后系统在超时情况下的行为。

变迁5:对应于0号帧丢失后系统的行为。

变迁6:对应于确认帧丢失后系统的行为。

变迁7:对应于1号帧丢失后系统的行为。

变迁8:对应于到达接收的0号帧发生序号错误时系统的行为。

变迁9:对应于到达接收的1号帧发生序号错误时系统的行为。

变迁10:对应于接收方正确收到0号帧并递交网络层后系统的行为。

变迁11:对应于接收方正确收到1号帧并递交网络层后系统的行为。

图3.20选择性重传协议的Petri网模型

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