Автоматизация проектирования и анализа программного обеспечения с использованием языка UML и сетей Петри

• Автор: Марков, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 176 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. НАПРАВЛЕНИЯ В РАЗВИТИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, РАЗРАБОТКИ
И АНАЛИЗА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
1Л. Подходы, методы, способы в разработке ПО
1.2. Применение ЦМЬ диаграмм
1.3. Применение сетей Петри
1.4. Проектирование программного обеспечения на основе иМЬ диаграмм
и сетей Петри
1.5. Построение пространства состояний сетей Петри с сохранением информации о всех состояниях
1.6. Способы анализа пространства состояний
1.7. Постановка задачи диссертационного исследования
2. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ И АНАЛИЗА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ, СВЯЗАННЫХ С ПРОЕКТИРОВАНИЕМ СЕТЕЙ ПЕТРИ СЛОЖНОЙ СТРУКТУРЫ
2.1. Сети Петри с нагруженными метками: перемещение манипулятора в пространстве с препятствиями
2.2. Сети Петри: реализация рекурсивных функций
2.3. Автоматическая трансляция ИМЕ диаграмм в сети Петри
2.4. Методика проектирования программного обеспечения с использованием ЦМГ диаграмм и сетей Петри
2.5. Компактное представление языков сетей Петри
2.6. Выводы
3. АНАЛИЗ СЕТЕЙ ПЕТРИ: ПРОСТРАНСТВО СОСТОЯНИЙ,
ИНВЕРСИЯ, МАТРИЧНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ
3.1. Анализ отдельных сценариев системы с использованием сетей Петри и пространства состояний
3.2. Иерархическая сеть Петри. Анализ свойств отдельных подсетей для оценки всей системы
3.3. Анализ отдельных частей графа состояний сетей Петри
3.4. Инверсия сетей Петри для проверки достижимости выбранных состояний
3.5. Инверсия графа состояний сети Петри для проверки достижимости выбранных состояний на примере протокола передачи данных
3.6. Матричное представление сетей Петри. Разработка приложения, преобразующего комбинацию мест и переходов маркированных сетей Петри в матричную форму
3.7. Выводы
4. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ СОВМЕСТНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ иМЕ ДИАГРАММ И СЕТЕЙ ПЕТРИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
4.1. Проектирование программного обеспечения для системы автоматизации обжига окатышей: разработка модели
4. Г Г Описание технологического процесса подготовки железорудных
окатышей
4.1.2. Разработка диаграмм
4.2. Проектирование программного обеспечения для системы автоматизации обжига окатышей: моделирование поддержания температуры в зоне обжига печи
4.3. Проектирование программного обеспечения для АСУ ТП водоснабжения: поддержание регулируемых величин
4.4. Использование матричного представления сетей Петри
4.4.1. Матричное представление автоматического режима работа управляемого светофора
4.4.2. Матричное представление логики работы двухсимочнош телефона ^ 9|
4.4.3. Матричное представление основных взаимодействий пользователя с банкоматом
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. СВИДЕТЕЛЬСТВА О РЕГИСТРАЦИИ ПРОГРАММ 144 ПРИЛОЖЕНИЕ В. АНАЛИЗ И СРАВНЕНИЕ ФОРМАТОВ ХМ1И .СРЫ
В.1. Описание и сравнение конечного места
В.2. Описание и сравнение обычного места
В.З. Описание и сравнение обычного перехода
В.4. Описание дуги формата .срп и определение связей между элементами формата .хпи
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. ПРАВИЛА РЕАЛИЗАЦИИ ИНВЕРСИИ СЕТЕЙ ПЕТРИ
Г. 1. Примеры инверсии
Г.2. Восстановление сети Петри из конечного графа состояний
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. ВЫЧИСЛЕНИЕ МАРКИРОВОК СЕТИ ПЕТРИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МАТРИЦ И ВЕКТОРОВ ЗАПУСКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. АЛГОРИТМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВА 173— СОСТОЯНИЙ

Рассмотрим способ анализа сетей Петри, заключающийся в построении графа состоянии, который представляется четверкой (V, Е, src,lrg), где V — множество вершин, Е - множество рёбер между вершинами, a src, trg: Е —> V отображает в каждом ребре вершину, из которого оно получено, и вершину, к которому приводит выполнение срабатывания перехода, соответственно. Корневой граф - это множество (V, Е, src, trg, г), такое что (V, Е, src, trg) - граф, а г <е V - корень18.
Описание графа состояний:
- V = {/«/} - множество достижимых маркировок;
- Е = | (иг, I, in') е VxTxV т /и'} - множество переходов из одной достижимой маркировке к другим маркировкам;
- src означает, что src (/и, /, /?;') = т;
- trg означает, что trg (т, I, т') = т!;
- г = nij — корень представлен, как начальная маркировка.
Пусть т, т' е V два состояния, a t & Т - переход. Если (иг, /, «?') е Е, то-

гда срабатывание / для m приведёт к т' или кратко /и—» т!. Последовательность состояний Sj и переходов /( может быть записана как последовательность вида:
'] <2 <2 'п-1 'п
т1 —> т2 —> тъ —> ... —» тп -э- ш„+1. (1.1)

Данную последовательность представим кратко: mi —> mj+l для !*/«' (—>* означает, что состояние т' получено из состояния т при последовательном срабатывании определенных переходов), если и только если при текущей последовательности (1.1), п > 1, с т — т{
и т' - /ми+1. Состояние т получают из т, если и только если т —> *т', и ука-
зывает на множество состояний достижимых из s :
reach (/;?) = { in' е V | т —> *т'). (1.2)
18 Корень — это часть ребра такая, что г ( т, I, т ) = ( /, т ).