Re¸tele Petri ¸si Aplica¸tii - profs.info.uaic.rootto/RPA2019/curs1.pdf · 1 Informa¸tii curs 2...
Transcript of Re¸tele Petri ¸si Aplica¸tii - profs.info.uaic.rootto/RPA2019/curs1.pdf · 1 Informa¸tii curs 2...
Structura cursului
1 Informatii curs
2 Retele Petri - introducere
3 Definitia retelelor Petri
4 Proprietati comportamentale
Marginire
Pseudo-viabilitate
Blocaje
Viabilitate
Reversibilitate
5 Legatura dintre proprietati ın retele Petri
RPA (2019) Curs 1 2 / 49
Informatii curs
Structura cursului
1 Informatii curs
2 Retele Petri - introducere
3 Definitia retelelor Petri
4 Proprietati comportamentale
Marginire
Pseudo-viabilitate
Blocaje
Viabilitate
Reversibilitate
5 Legatura dintre proprietati ın retele Petri
RPA (2019) Curs 1 3 / 49
Informatii curs
Contact
Titular curs: lect. Dr. Oana Captarencu
Adresa email:[email protected]
Birou: C211
Pagina cursului:
http://profs.info.uaic.ro/~otto/pn.html
RPA (2019) Curs 1 4 / 49
Informatii curs
Evaluare
Punctaj final: 4 · T1 + 2 · T2 + 4 · LA
T1, T2 - teste scrise in saptamanile 8, respectiv sesiune (notate cu o
nota de la 1 la 10)
Activitate laborator (LA) - notata cu o nota de la 0 la 10:
activitatea laborator (20%)
lucrare de laborator (50%)
tema laborator (30%)
Conditii minimale: LA ≥ 5, T1 + T2 ≥ 8
Punctaj final minim: 50 puncte.
RPA (2019) Curs 1 5 / 49
Retele Petri - introducere
Structura cursului
1 Informatii curs
2 Retele Petri - introducere
3 Definitia retelelor Petri
4 Proprietati comportamentale
Marginire
Pseudo-viabilitate
Blocaje
Viabilitate
Reversibilitate
5 Legatura dintre proprietati ın retele Petri
RPA (2019) Curs 1 6 / 49
Retele Petri - introducere
Retele Petri
Retele Petri: o metoda formala (matematica) folosita pentru modelarea si
verificarea sistemelor (concurente/distribuite)
RPA (2019) Curs 1 7 / 49
Retele Petri - introducere
Retele Petri
Retele Petri: o metoda formala (matematica) folosita pentru modelarea si
verificarea sistemelor (concurente/distribuite)
Notiunea de sistem:
A regularly interacting or interdependent group of items forming a unified whole (Webster
Dictionary)
A combination of components that act together to perform a function not possible with
any of the individual parts (IEEE Standard Dictionary of Electrical and Electronic Terms)
RPA (2019) Curs 1 7 / 49
Retele Petri - introducere
Retele Petri
Retele Petri: o metoda formala (matematica) folosita pentru modelarea si
verificarea sistemelor (concurente/distribuite)
Notiunea de sistem:
A regularly interacting or interdependent group of items forming a unified whole (Webster
Dictionary)
A combination of components that act together to perform a function not possible with
any of the individual parts (IEEE Standard Dictionary of Electrical and Electronic Terms)
Sistemele:
alcatuite din componente care interactioneaza
ındeplinesc o anumita functionalitate
evenimente si stari
concurenta, comunicare, sincronizare
RPA (2019) Curs 1 7 / 49
Retele Petri - introducere
Retele Petri
Exemple de sisteme:
sisteme automatizate de productie
sisteme de control al traficului (terestru,aerian)
sisteme de monitorizare si control ın industrie
retele de comunicare
sisteme software distribuite
etc...
RPA (2019) Curs 1 8 / 49
Retele Petri - introducere
Modelarea si verificarea sistemelor
Verificarea sistemelor: are drept scop verificarea unor proprietati
dezirabile, ınca din stadiul de proiectare
Un model surprinde caracteristici esentiale ale sistemului
Metode (formale) pentru modelarea si verificarea sistemelor:
automate/sisteme tranzitionale
algebre de procese
logici temporale
retele Petri
etc...
RPA (2019) Curs 1 9 / 49
Retele Petri - introducere
Retele Petri
Carl Adam Petri, 1962
grafuri bipartite
reprezentare explicita starilor si evenimentelor dintr-un sistem
reprezentare grafica intuitiva
semantica formala
expresivitate (concurenta, nedeterminism, comunicare,sincronizare)
existenta metodelor de analiza a proprietatilor
numeroase unelte software pentru editarea/verificarea proprietatilor
retelelor Petri
RPA (2019) Curs 1 10 / 49
Retele Petri - introducere
Aplicatii
Protocoale de comunicare, retele
Sisteme software si hardware
Algoritmi distribuiti
Protocoale de securitate
Sisteme/procese din domenii precum: biologie, chimie, medicina
Domeniul economic (fluxuri de lucru)
etc..
RPA (2019) Curs 1 11 / 49
Definitia retelelor Petri
Structura cursului
1 Informatii curs
2 Retele Petri - introducere
3 Definitia retelelor Petri
4 Proprietati comportamentale
Marginire
Pseudo-viabilitate
Blocaje
Viabilitate
Reversibilitate
5 Legatura dintre proprietati ın retele Petri
RPA (2019) Curs 1 12 / 49
Definitia retelelor Petri
Retele Petri - Definitie
Definitie 1
O retea Petri este un 4-uplu N = (P, T, F,W ) astfel ıncat :
1 P multime de locatii, T multime de tranzitii, P ∩ T = ∅;
2 F ⊆ (P × T ) ∪ (T × P ) relatia de flux;
3 W : (P × T ) ∪ (T × P ) → N functia pondere
(W (x, y) = 0 ddaca (x, y) 6∈ F ).
RPA (2019) Curs 1 13 / 49
Definitia retelelor Petri
Retele Petri - Definitie
Definitie 1
O retea Petri este un 4-uplu N = (P, T, F,W ) astfel ıncat :
1 P multime de locatii, T multime de tranzitii, P ∩ T = ∅;
2 F ⊆ (P × T ) ∪ (T × P ) relatia de flux;
3 W : (P × T ) ∪ (T × P ) → N functia pondere
(W (x, y) = 0 ddaca (x, y) 6∈ F ).
P = {p1, p2, p3, p4}
T = {t1, t2, t3}
F = {(p1, t1), (p2, t1), (t1, p3),
(p3, t3), (t3, p1), (t3, p4), (t2, p2)}
W (p1, t1) = 1, W (p2, t1) = 2,W (t1, p3) = 1
W (t1, p3) = 1, W (p3, t3) = 1,
W (t3, p4) = 1, W (t3, p1) = 1, W (t2, p2) = 1
RPA (2019) Curs 1 13 / 49
Definitia retelelor Petri
Retele Petri - Definitie
Daca x ∈ P ∪ T , atunci:
- Premultimea lui x (sau multimea elementelor input pentru x):
•x = {y|(y, x) ∈ F};
- Postmultimea lui x (sau multimea elementelor output pentru x):
x• = {y|(x, y) ∈ F} .
RPA (2019) Curs 1 14 / 49
Definitia retelelor Petri
Retele Petri - Definitie
Daca x ∈ P ∪ T , atunci:
- Premultimea lui x (sau multimea elementelor input pentru x):
•x = {y|(y, x) ∈ F};
- Postmultimea lui x (sau multimea elementelor output pentru x):
x• = {y|(x, y) ∈ F} .
Definitie 2
O retea este pura daca, pentru orice x ∈ P ∪ T , •x ∩ x• = ∅.
RPA (2019) Curs 1 14 / 49
Definitia retelelor Petri
Retele Petri - Definitie
Daca x ∈ P ∪ T , atunci:
- Premultimea lui x (sau multimea elementelor input pentru x):
•x = {y|(y, x) ∈ F};
- Postmultimea lui x (sau multimea elementelor output pentru x):
x• = {y|(x, y) ∈ F} .
Definitie 2
O retea este pura daca, pentru orice x ∈ P ∪ T , •x ∩ x• = ∅.
Definitie 3
O retea este fara elemente izolate, daca, pentru orice x ∈ P ∪ T ,
•x ∪ x• 6= ∅
RPA (2019) Curs 1 14 / 49
Definitia retelelor Petri
Marcarea unei retele Petri
Definitie 4 (Marcare, retele marcate)
Fie N = (P, T, F,W ) o retea Petri. O marcare a lui N este o functie
M : P → N.
Fie N = (P, T, F,W ) o retea Petri si M0 : P → N. Atunci (N,M0)
se numeste retea Petri marcata.
M = (1, 0, 0, 0)
Distributia punctelor ın locatiile unei retele = marcarea retelei (starea sistemului modelat)
RPA (2019) Curs 1 15 / 49
Definitia retelelor Petri
Retele Petri
Tranzitii: reprezinta actiuni sau evenimente din sistemul modelat
Locatiile input (pentru o tranzitie): parametri, variabile, tipuri de
resurse necesare producerii unei actiuni, preconditii pentru producerea
unui eveniment
Punctele din locatii (marcarea): pot modela resurse sau valori ale
parametrilor/variabilelor reprezentate de locatia respectiva
Ponderea unui arc input (al unei tranzitii): cate resurse de un anumit
tip sunt necesare producerii actiunii (valoarea minima pe care trebuie
sa o aiba o variabila pentru ca o actiune sa se produca)
Ponderea unui arc output (al unei tranzitii): numarul de resurse de un
anumit tip rezultate prin producerea actiunii
RPA (2019) Curs 1 16 / 49
Definitia retelelor Petri
ExempluSistem de productie: sistemul (SP) produce piese (P) utilizand componente (C),
furnizate de catre alt sistem (SC).
Daca SP este ”idle” (nu este implicat deja in productia unei piese) si exista
disponibile 2 componente C, va produce piesa P (”consumand” cele 2
componente) si va trece intr-o noua stare (SP a produs o piesa);
Dupa ce SP a produs piesa P, va depozita piesa ıntr-un buffer si este pregatit
pentru producerea unei noi piese (”idle”);
SP2 poate furniza ın orice moment cate o componenta C;
Evenimente ın sistem: SP produce P, SP depoziteaza P, SC furnizeaza o
componenta C
RPA (2019) Curs 1 17 / 49
Definitia retelelor Petri
ExempluSistem de productie: sistemul (SP) produce piese (P) utilizand componente (C),
furnizate de catre alt sistem (SC).
Daca SP este ”idle” (nu este implicat deja in productia unei piese) si exista
disponibile 2 componente C, va produce piesa P (”consumand” cele 2
componente) si va trece intr-o noua stare (SP a produs o piesa);
Dupa ce SP a produs piesa P, va depozita piesa ıntr-un buffer si este pregatit
pentru producerea unei noi piese (”idle”);
SP2 poate furniza ın orice moment cate o componenta C;
Evenimente ın sistem: SP produce P, SP depoziteaza P, SC furnizeaza o
componenta C
RPA (2019) Curs 1 17 / 49
Definitia retelelor Petri
Regula de producere a tranzitiilor
Definitie 5
Fie N = (P, T, F,W ) o retea Petri, M o marcare a lui N si t ∈ T o
tranzitie a lui N .
RPA (2019) Curs 1 18 / 49
Definitia retelelor Petri
Regula de producere a tranzitiilor
Definitie 5
Fie N = (P, T, F,W ) o retea Petri, M o marcare a lui N si t ∈ T o
tranzitie a lui N .
Tranzitia t este posibila la marcarea M (M [t〉N ) daca
W (p, t) ≤ M(p), pentru orice p ∈ •t.
RPA (2019) Curs 1 18 / 49
Definitia retelelor Petri
Regula de producere a tranzitiilor
Definitie 5
Fie N = (P, T, F,W ) o retea Petri, M o marcare a lui N si t ∈ T o
tranzitie a lui N .
Tranzitia t este posibila la marcarea M (M [t〉N ) daca
W (p, t) ≤ M(p), pentru orice p ∈ •t.
Daca t este posibila la marcarea M , atunci t se poate produce,
rezultand o noua marcare M ′ (M [t〉NM ′), unde
M ′(p) = M(p)−W (p, t) +W (t, p),
pentru toti p ∈ P .
RPA (2019) Curs 1 18 / 49
Definitia retelelor Petri
Exemplu
o tanzitie este posibila daca locatiile input contin suficiente puncte:
p1
p2
t1
t2
p3
p4
t3 p52
3
2
2
RPA (2019) Curs 1 19 / 49
Definitia retelelor Petri
Exemplu
o tanzitie este posibila daca locatiile input contin suficiente puncte:
p1
p2
t1
t2
p3
p4
t3 p52
3
2
2
RPA (2019) Curs 1 19 / 49
Definitia retelelor Petri
Exemplu
o tanzitie este posibila daca locatiile input contin suficiente puncte:
p1
p2
t1
t2
p3
p4
t3 p52
3
2
2
Producerea unei tranzitii modifica marcarea retelei
RPA (2019) Curs 1 19 / 49
Definitia retelelor Petri
Exemplu II
Automat care furnizeaza produse
produse
produse consumate
C introduce moneda
monezi acceptate
ofera produs
reincarca monezi introduse
A accepta moneda
A respinge moneda
A repaus
RPA (2019) Curs 1 21 / 49
Definitia retelelor Petri
Exemplu II
Automat care furnizeaza produse
produse
produse consumate
C introduce moneda
monezi acceptate
ofera produs
reincarca monezi introduse
A accepta moneda
A respinge moneda
A repaus
RPA (2019) Curs 1 21 / 49
Definitia retelelor Petri
Exemplu II
Automat care furnizeaza produse
produse
produse consumate
C introduce moneda
monezi acceptate
ofera produs
reincarca monezi introduse
A accepta moneda
A respinge moneda
A repaus
RPA (2019) Curs 1 21 / 49
Definitia retelelor Petri
Exemplu II
Automat care furnizeaza produse
produse
produse consumate
C introduce moneda
monezi acceptate
ofera produs
reincarca monezi introduse
A accepta moneda
A respinge moneda
A repaus
RPA (2019) Curs 1 21 / 49
Definitia retelelor Petri
Exemplu II
Automat care furnizeaza produse
produse
produse consumate
C introduce moneda
monezi acceptate
ofera produs
reincarca monezi introduse
A accepta moneda
A respinge moneda
A repaus
RPA (2019) Curs 1 21 / 49
Definitia retelelor Petri
Exemplu II
Automat care furnizeaza produse
produse
produse consumate
C introduce moneda
monezi acceptate
ofera produs
reincarca monezi introduse
A accepta moneda
A respinge moneda
A repaus
RPA (2019) Curs 1 21 / 49
Definitia retelelor Petri
Exemplu II
Automat care furnizeaza produse
produse
produse consumate
C introduce moneda
monezi acceptate
ofera produs
reincarca monezi introduse
A accepta moneda
A respinge moneda
A repaus
RPA (2019) Curs 1 21 / 49
Definitia retelelor Petri
Exemplu II
Automat care furnizeaza produse
produse
produse consumate
C introduce moneda
monezi acceptate
ofera produs
reincarca monezi introduse
A accepta moneda
A respinge moneda
A repaus
RPA (2019) Curs 1 21 / 49
Definitia retelelor Petri
Exemplu II
Automat care furnizeaza produse
produse
produse consumate
C introduce moneda
monezi acceptate
ofera produs
reincarca monezi introduse
A accepta moneda
A respinge moneda
A repaus
RPA (2019) Curs 1 21 / 49
Definitia retelelor Petri
Secvente de aparitie a tranzitiilor
Extinderea regulii de producere a unei tranzitii la secvente de tranzitii
Fie secventa u ∈ T ∗, t ∈ T si marcarea M .
secventa vida de tranzitii ǫ este secventa de tranzitii posibila la M si
M [ǫ〉M ;
daca u este secventa de tranzitii posibila la M , M [u〉M ′ si M ′[t〉M ′′,
atunci ut este secventa de tranzitii posibila la M si M [ut〉M ′′.
RPA (2019) Curs 1 22 / 49
Definitia retelelor Petri
Secvente de aparitie a tranzitiilor
Extinderea regulii de producere a unei tranzitii la secvente de tranzitii
Fie secventa u ∈ T ∗, t ∈ T si marcarea M .
secventa vida de tranzitii ǫ este secventa de tranzitii posibila la M si
M [ǫ〉M ;
daca u este secventa de tranzitii posibila la M , M [u〉M ′ si M ′[t〉M ′′,
atunci ut este secventa de tranzitii posibila la M si M [ut〉M ′′.
Daca σ ∈ T ∗ si M [σ〉, σ se mai numeste secventa de aparitie
(posibila) din M .
Daca exista σ ∈ T ∗ astfel ıncat M [σ〉M ′, se mai noteaza M [∗〉M ′
RPA (2019) Curs 1 22 / 49
Definitia retelelor Petri
Notatii
Fie γ = (N,M0) o retea Petri marcata . Se definesc urmatoarele functii:
t− : P → N, t−(p) = W (p, t), ∀p ∈ P
t+ : P → N, t+(p) = W (t, p), ∀p ∈ P
∆t : P → Z, ∆t(p) = W (t, p)−W (p, t)
Daca σ ∈ T ∗ este o secventa de tranzitii, se defineste ∆σ : P → Z:
Daca σ = ǫ, atunci ∆σ este functia identic 0.
Daca σ = t1, . . . , tn, atunci ∆σ =∑n
i=1∆ti.
RPA (2019) Curs 1 23 / 49
Definitia retelelor Petri
Secvente de aparitie
p1
p2
p3
t1
3
2
t−1(p1) = 2, t−
1(p2) = 1, t−
1(p3) = 0
t+1(p1) = 1, t+
1(p2) = 3, t+
1(p3) = 1
∆t1(p1) = −1,∆t1(p2) = 2,∆t1(p3) = 1
RPA (2019) Curs 1 24 / 49
Definitia retelelor Petri
Secvente de aparitie
p1
p2
p3
t1
3
2
t−1(p1) = 2, t−
1(p2) = 1, t−
1(p3) = 0
t+1(p1) = 1, t+
1(p2) = 3, t+
1(p3) = 1
∆t1(p1) = −1,∆t1(p2) = 2,∆t1(p3) = 1
Propozitie 1
Fie t o tranzitie, σ ∈ T ∗ si M,M ′ marcari.
Daca M [t〉M ′, atunci M ′ = M +∆t.
Daca M [σ〉M ′, atunci M ′ = M +∆σ
RPA (2019) Curs 1 24 / 49
Definitia retelelor Petri
Marcari accesibile
Definitie 6
Fie γ = (N,M0) o retea Petri marcata. O marcare M ′ este accesibila din
marcarea M , daca exista o secventa finita de aparitie σ astfel ıncat:
M [σ〉M ′.
RPA (2019) Curs 1 25 / 49
Definitia retelelor Petri
Marcari accesibile
Definitie 6
Fie γ = (N,M0) o retea Petri marcata. O marcare M ′ este accesibila din
marcarea M , daca exista o secventa finita de aparitie σ astfel ıncat:
M [σ〉M ′.
Multimea marcarilor accesibile dintr-o marcare M , ın γ, se noteaza
[M〉γ
RPA (2019) Curs 1 25 / 49
Definitia retelelor Petri
Marcari accesibile
Definitie 6
Fie γ = (N,M0) o retea Petri marcata. O marcare M ′ este accesibila din
marcarea M , daca exista o secventa finita de aparitie σ astfel ıncat:
M [σ〉M ′.
Multimea marcarilor accesibile dintr-o marcare M , ın γ, se noteaza
[M〉γ
Definitie 7
Marcarea M este accesibila ın γ, daca M este accesibila din marcarea
initiala M0.
RPA (2019) Curs 1 25 / 49
Definitia retelelor Petri
Marcari accesibile
Definitie 6
Fie γ = (N,M0) o retea Petri marcata. O marcare M ′ este accesibila din
marcarea M , daca exista o secventa finita de aparitie σ astfel ıncat:
M [σ〉M ′.
Multimea marcarilor accesibile dintr-o marcare M , ın γ, se noteaza
[M〉γ
Definitie 7
Marcarea M este accesibila ın γ, daca M este accesibila din marcarea
initiala M0.
Multimea marcarilor accesibile ın γ se noteaza [M0〉γ
RPA (2019) Curs 1 25 / 49
Definitia retelelor Petri
Proprietati pentru secvente de aparitie
Propozitie 2
Fie M o marcare si σ o secventa finita de aparitie, astfel ıncat M [σ〉M ′.
Daca σ′ este o secventa de aparitie (finita sau infinita) posibila la
marcarea M ′, atunci σσ′ este secventa de aparitie posibila la M .
RPA (2019) Curs 1 26 / 49
Definitia retelelor Petri
Proprietati pentru secvente de aparitie
Propozitie 2
Fie M o marcare si σ o secventa finita de aparitie, astfel ıncat M [σ〉M ′.
Daca σ′ este o secventa de aparitie (finita sau infinita) posibila la
marcarea M ′, atunci σσ′ este secventa de aparitie posibila la M .
Propozitie 3
O secventa infinita de aparitie σ este posibila la o marcare M ddaca orice
prefix finit al lui σ este posibil la M .
RPA (2019) Curs 1 26 / 49
Definitia retelelor Petri
Proprietati pentru secvente de aparitie
Propozitie 4
Fie M , M ′ si L marcari, σ ∈ T ∗ o secventa de tranzitii, posibila la M .
Daca σ finita si M [σ〉M ′, atunci (M + L)[σ〉(M ′ + L).
Daca σ infinita si M [σ〉, atunci (M + L)[σ〉
Demonstratie:
σ finita: inductie dupa |σ| = n.
σ infinita: se arata ca orice prefix finit al lui σ este posibil la M + L.
M = (2, 1, 1, 0)[t1t2〉(1, 0, 1, 2) = M ′
(3, 2, 2, 0)[t1t2〉?
RPA (2019) Curs 1 27 / 49
Definitia retelelor Petri
Proprietati pentru secvente de aparitie
Definitie 8
Fie M si M ′ doua marcari.
M ≥ M ′ ddaca M(p) ≥ M ′(p), ∀p ∈ P .
M > M ′ ddaca M ≥ M ′ si ∃p ∈ P : M(p) > M ′(p).
RPA (2019) Curs 1 28 / 49
Definitia retelelor Petri
Proprietati pentru secvente de aparitie
Definitie 8
Fie M si M ′ doua marcari.
M ≥ M ′ ddaca M(p) ≥ M ′(p), ∀p ∈ P .
M > M ′ ddaca M ≥ M ′ si ∃p ∈ P : M(p) > M ′(p).
Propozitie 5
Fie M si M ′ doua marcari astfel ıncat M ′ ≥ M . Atunci orice secventa de
tranzitii posibila la marcarea M este posibila si la marcarea M ′.
RPA (2019) Curs 1 28 / 49
Definitia retelelor Petri
Proprietati pentru secvente de aparitie
Notatie
Daca σ ∈ T ∗ si U ⊆ T , σ|U este secventa de tranzitii obtinuta din σ,
pastrand doar acele tranzitii care sunt ın U
Lema 3.1
Fie N o retea oarecare, U, V ⊆ T astfel ıncat V • ∩ • U = ∅. Daca
σ ∈ (U ∪ V )∗ astfel ıncat M [σ〉M ′, atunci M [σ|Uσ|V 〉M′.
RPA (2019) Curs 1 29 / 49
Definitia retelelor Petri
Exemplu
U = {t1, t2}, V = {t3, t4} M = (0, 1, 0, 1, 0)
p1
p2 p3 p4 p5
t1
t2 t3 t4
2
RPA (2019) Curs 1 30 / 49
Definitia retelelor Petri
Exemplu
U = {t1, t2}, V = {t3, t4} M = (0, 1, 0, 1, 0)
p1
p2 p3 p4 p5
t1
t2 t3 t4
2
RPA (2019) Curs 1 30 / 49
Definitia retelelor Petri
Exemplu
U = {t1, t2}, V = {t3, t4} M = (0, 1, 0, 1, 0)
p1
p2 p3 p4 p5
t1
t2 t3 t4
2
RPA (2019) Curs 1 30 / 49
Definitia retelelor Petri
Exemplu
U = {t1, t2}, V = {t3, t4} M = (0, 1, 0, 1, 0)
p1
p2 p3 p4 p5
t1
t2 t3 t4
2
RPA (2019) Curs 1 30 / 49
Definitia retelelor Petri
Exemplu
U = {t1, t2}, V = {t3, t4} M = (0, 1, 0, 1, 0)
p1
p2 p3 p4 p5
t1
t2 t3 t4
2
RPA (2019) Curs 1 30 / 49
Definitia retelelor Petri
Exemplu
U = {t1, t2}, V = {t3, t4} M = (0, 1, 0, 1, 0)
σ = t2t4t3t1t4
M = (1, 0, 1, 0)[t2t4t3t1t4〉(0, 0, 2, 0, 2) = M ′
M [t2t1t4t3t4〉M′
RPA (2019) Curs 1 30 / 49
Proprietati comportamentale
Structura cursului
1 Informatii curs
2 Retele Petri - introducere
3 Definitia retelelor Petri
4 Proprietati comportamentale
Marginire
Pseudo-viabilitate
Blocaje
Viabilitate
Reversibilitate
5 Legatura dintre proprietati ın retele Petri
RPA (2019) Curs 1 31 / 49
Proprietati comportamentale Marginire
Proprietatea de marginire
Definitie 9 (marginire)
Fie γ = (M,M0) o retea Petri marcata.
O locatie p este marginita daca:
(∃ n ∈ N)(∀M ∈ [M0〉)( M(p) ≤ n)
RPA (2019) Curs 1 32 / 49
Proprietati comportamentale Marginire
Proprietatea de marginire
Definitie 9 (marginire)
Fie γ = (M,M0) o retea Petri marcata.
O locatie p este marginita daca:
(∃ n ∈ N)(∀M ∈ [M0〉)( M(p) ≤ n)
Reteaua marcata γ este marginita daca orice locatie p ∈ P este
marginita.
RPA (2019) Curs 1 32 / 49
Proprietati comportamentale Marginire
Marginire-exemple
p1 t1
p2t2
reteaua este marginita: M(p) ≤ 1, ∀p ∈ P
RPA (2019) Curs 1 33 / 49
Proprietati comportamentale Marginire
Marginire-exemple
p1 t1
p2t2
reteaua este marginita: M(p) ≤ 1, ∀p ∈ P
p1
p2t1
p3
t2
RPA (2019) Curs 1 33 / 49
Proprietati comportamentale Marginire
Marginire-exemple
p1 t1
p2t2
reteaua este marginita: M(p) ≤ 1, ∀p ∈ P
p1
p2t1
p3
t2
reteaua este nemarginita:
p2 poate contine o infinitate de puncte!
RPA (2019) Curs 1 33 / 49
Proprietati comportamentale Marginire
Proprietati
Propozitie 6
O retea Petri marcata γ = (N,M0) este marginita ddaca multimea [M0〉
este finita.
RPA (2019) Curs 1 34 / 49
Proprietati comportamentale Marginire
Proprietati
Propozitie 6
O retea Petri marcata γ = (N,M0) este marginita ddaca multimea [M0〉
este finita.
(=⇒) Fie n astfel ıncat (∀M ∈ [M0〉)(∀p ∈ P )(M(p) ≤ n). Numarul maxim de marcari este
(n+ 1)|P |.
(⇐=) Se considera n = max{M(p)|M ∈ [M0〉, p ∈ P}.
RPA (2019) Curs 1 34 / 49
Proprietati comportamentale Marginire
Proprietati
Propozitie 6
O retea Petri marcata γ = (N,M0) este marginita ddaca multimea [M0〉
este finita.
Propozitie 7
Daca γ = (N,M0) este marginita, nu exista doua marcari M1,M2 ∈ [M0〉
astfel ıncat M1[∗〉M2 si M2 > M1.
RPA (2019) Curs 1 34 / 49
Proprietati comportamentale Marginire
Proprietati
Propozitie 6
O retea Petri marcata γ = (N,M0) este marginita ddaca multimea [M0〉
este finita.
Propozitie 7
Daca γ = (N,M0) este marginita, nu exista doua marcari M1,M2 ∈ [M0〉
astfel ıncat M1[∗〉M2 si M2 > M1.
Daca M1[σ〉M2 si M2 > M1 =⇒ M2[σ〉M3 (prop. 5) si M3 > M2. Deci M3[σ〉M4,
M4 > M3, etc.
RPA (2019) Curs 1 34 / 49
Proprietati comportamentale Pseudo-viabilitate
Definitie pseudo-viabilitate
Definitie 10 (pseudo-viabilitate)
Fie γ = (N,M0) o retea Petri marcata.
O tranzitie t ∈ T este pseudo-viabila din marcarea M , daca exista o
marcare M ′ ∈ [M〉 astfel ıncat M ′[t〉.
O tranzitie t ∈ T este pseudo-viabila daca este pseudo-vaibila din M0
(exista o marcare accesibila M ∈ [M0〉 astfel ıncat M [t〉). O tranzitie
care nu este pseudo-viabila se numeste moarta.
Reteaua marcata γ este pseudo-viabila daca toate tranzitiile sale sunt
pseudo-viabile.
RPA (2019) Curs 1 35 / 49
Proprietati comportamentale Pseudo-viabilitate
Exemple
t1 este tranzitie moarta
t2 pseudo-viabila
t3 este tranzitie moarta
t4 pseudo-viabila
RPA (2019) Curs 1 36 / 49
Proprietati comportamentale Blocaje
Proprietati: blocaje
Fie γ = (N,M0) o retea Petri marcata.
Definitie 11 (blocaje)
O marcare M a retelei marcate γ este moarta daca nu exista o
tranzitie t ∈ T astfel ıncat M [t〉.
Reteaua γ este fara blocaje, daca nu exista marcari accesibile moarte.
RPA (2019) Curs 1 37 / 49
Proprietati comportamentale Blocaje
Exemple
Marcarea (0,0,0,0,1) este moarta, deci reteaua are blocaje.
RPA (2019) Curs 1 38 / 49
Proprietati comportamentale Viabilitate
Proprietati: viabilitate
Definitie 12 (viabilitate)
Fie N = (P, T, F,W ) o retea de tip Petri si γ = (N,M0) o retea Petri
marcata.
O tranzitie t ∈ T este viabila daca ∀M ∈ [M0〉, t este pseudo-viabila
din M (∃M ′ ∈ [M〉 astfel ıncat M ′[t〉).
Reteaua marcata γ este viabila daca orice tranzitie t ∈ T este viabila.
RPA (2019) Curs 1 39 / 49
Proprietati comportamentale Viabilitate
Exemple
2
2
p1 t1 p2
t2p3t3
Retea pseudo-viabila, viabila si fara blocaje.
RPA (2019) Curs 1 40 / 49
Proprietati comportamentale Viabilitate
Exemplu
t1,t2,t3: nu sunt viabile
t4,t5: viabile
reteaua este pseudo-viabila
RPA (2019) Curs 1 41 / 49
Proprietati comportamentale Reversibilitate
Marcari acasa
Definitie 13
Fie γ = (N,M0) o retea marcata si H marcare a sa. H este marcare
acasa daca pentru orice M ∈ [M0〉, H ∈ [M〉.
RPA (2019) Curs 1 42 / 49
Proprietati comportamentale Reversibilitate
Marcari acasa
Definitie 13
Fie γ = (N,M0) o retea marcata si H marcare a sa. H este marcare
acasa daca pentru orice M ∈ [M0〉, H ∈ [M〉.
M = (0, 0, 1, 0) marcare acasa
RPA (2019) Curs 1 42 / 49
Proprietati comportamentale Reversibilitate
Reversibilitate
Definitie 14
Reteaua marcata γ este reversibila daca marcarea sa initiala este marcare
acasa.
RPA (2019) Curs 1 43 / 49
Proprietati comportamentale Reversibilitate
Reversibilitate
Definitie 14
Reteaua marcata γ este reversibila daca marcarea sa initiala este marcare
acasa.
RPA (2019) Curs 1 43 / 49
Proprietati comportamentale Reversibilitate
Reversibilitate
Definitie 14
Reteaua marcata γ este reversibila daca marcarea sa initiala este marcare
acasa.
2
2
p1 t1 p2
t2p3t3
Propozitie 8
O retea este reversibila ddaca orice marcare accesibila este marcare acasa.
RPA (2019) Curs 1 43 / 49
Legatura dintre proprietati ın retele Petri
Structura cursului
1 Informatii curs
2 Retele Petri - introducere
3 Definitia retelelor Petri
4 Proprietati comportamentale
Marginire
Pseudo-viabilitate
Blocaje
Viabilitate
Reversibilitate
5 Legatura dintre proprietati ın retele Petri
RPA (2019) Curs 1 44 / 49
Legatura dintre proprietati ın retele Petri
Proprietati ın retele viabile
Fie γ = (N,M0) o retea Petri marcata.
Propozitie 9
Orice retea marcata viabila este si pseudo-viabila.
RPA (2019) Curs 1 45 / 49
Legatura dintre proprietati ın retele Petri
Proprietati ın retele viabile
Fie γ = (N,M0) o retea Petri marcata.
Propozitie 9
Orice retea marcata viabila este si pseudo-viabila.
Propozitie 10
Orice retea marcata viabila, avand cel putin o tranzitie, este fara blocaje.
RPA (2019) Curs 1 45 / 49
Legatura dintre proprietati ın retele Petri
Proprietati ın retele viabile
Fie γ = (N,M0) o retea Petri marcata.
Propozitie 9
Orice retea marcata viabila este si pseudo-viabila.
Propozitie 10
Orice retea marcata viabila, avand cel putin o tranzitie, este fara blocaje.
Propozitie 11
Daca o retea fara locatii izolate este viabila, atunci orice locatie poate fi
marcata, din orice marcare accesibila.
RPA (2019) Curs 1 45 / 49
Legatura dintre proprietati ın retele Petri
retea pseudoviabila, fara blocaje
nu este viabila
RPA (2019) Curs 1 46 / 49
Legatura dintre proprietati ın retele Petri
Proprietati ın retele reversibile
Propozitie 12
O retea marcata reversibila este viabila ddaca este pseudo-viabila.
RPA (2019) Curs 1 47 / 49
Legatura dintre proprietati ın retele Petri
Proprietati ın retele reversibile
Propozitie 12
O retea marcata reversibila este viabila ddaca este pseudo-viabila.
Propozitie 13
O retea marcata reversibila este fara blocaje.
RPA (2019) Curs 1 47 / 49
Legatura dintre proprietati ın retele Petri
Exemplu
p1
p2t1
p3
t2
Retea viabila, care nu este reversibila:
(1, 0, 0, )[t1〉(0, 1, 1)[t2〉(1, 1, 0)[t3〉.
Marcarea initiala (1, 0, 0) nu este accesibila din (1, 1, 0).
RPA (2019) Curs 1 48 / 49