Petri网导论

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出版者:机械工业出版社
作者:吴哲辉
出品人:
页数:312
译者:
出版时间:2006-4
价格:35.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787111182788
丛书系列:
图书标签:
  • 统计/数学/运筹
  • Petri网
  • 形式化方法
  • 并发系统
  • 建模
  • 分析
  • 计算机科学
  • 离散事件系统
  • 流程控制
  • 理论基础
  • 软件工程
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具体描述

Petri网是什么?它是分布式系统的建模和分析工具。它特别便于描述系统中进程或部件的顺序、并发、冲突以及同步等关系。作为一种系统模型,Petri网不仅可以刻画系统的结构,而且可以描述系统的动态行为(如系统的状态变化等)。Petri网既有直观的图形表示,又可以引入许多数学方法对其性质进行分析。对于复杂的系统,Petri网可以对其进行分层描述,逐步求精,便于同面向对象的思想方法相沟通。

  本书是作者在从事Petri网理论课程教学的基础上撰写而成,主要介绍Petri网的基本原理和基本分析方法,以及这些原理和方法在对实际系统进行建模和分析中的应用,同时也包含了一部分作者自己的研究成果。主要内容包括:Petri网的基本概念、基本性质和基本分析方法,各种常见的Petri网的变型模型,通用网论中并发论和同步论的基本内容等。

  本书可作为高等院校计算机专业、自动化专业的研究生或高年级本科生教材,也可供相关技术人员参考。

Petri网导论 《Petri网导论》是一本系统介绍Petri网理论及其应用的书籍。Petri网作为一种数学建模工具,以其图形化和形式化的特点,在描述和分析并发、异步、分布式系统方面展现出强大的能力。本书旨在为读者提供一个全面而深入的Petri网学习路径,从基础概念出发,逐步深入到高级模型和应用领域,使读者能够掌握Petri网的核心思想、建模方法以及分析技术。 核心内容概览: 本书内容结构清晰,循序渐进,主要涵盖以下几个方面: Petri网基础理论: 定义与组成: 详细介绍Petri网的基本构成元素,包括库所(Place)、变迁(Transition)、弧(Arc)以及标记(Marking)。解释库所在Petri网中的作用,如何表示系统状态;变迁如何表示系统中发生的事件或活动;弧如何连接库所与变迁,表示数据流或控制流;标记如何指示系统中各个库所中存在的资源或状态。 基本操作: 深入阐述Petri网的激励(Enabling)和触发(Firing)规则。解释当一个变迁的输入库所中的标记满足特定条件时,该变迁可以被激励,以及变迁被触发时,输入库所的标记减少、输出库所的标记增加的操作过程。 转移(Step)与可达性(Reachability): 介绍Petri网的转移序列,以及如何通过一系列的变迁触发过程生成新的标记。重点讲解可达性概念,即从初始标记出发,通过一系列转移可以达到的所有标记状态。这为系统状态空间的分析奠定了基础。 属性与性质: 引入Petri网分析的重要概念,如有界性(Boundedness)、活性(Liveness)、可控性(Controllability)、可达性(Reachability)、死锁(Deadlock)等。详细解释这些属性的数学定义以及它们在系统行为分析中的意义。例如,有界性表示系统状态不会无限增长;活性表示系统中不存在永久性停滞;死锁表示系统可能陷入一种所有活动都无法进行的僵局。 Petri网模型与扩展: 彩色Petri网(Colored Petri Nets, CPN): 介绍彩色Petri网的概念,它引入了“颜色”(Color)的概念,允许库所和变迁处理不同类型的数据或对象。这使得模型能够更精细地描述具有不同属性的实体。详细讲解颜色集、变量、表达式等Cpn的核心元素,以及如何通过颜色来区分和管理系统中的不同对象。 时间Petri网(Timed Petri Nets, TPN): 探讨时间Petri网,它为变迁的触发增加了时间延迟,能够模拟系统中事件发生的时间约束。介绍离散时间、连续时间等不同时间模型,以及时间Petri网如何用于分析系统的性能和响应时间。 随机Petri网(Stochastic Petri Nets, SPN): 介绍随机Petri网,它将随机性引入Petri网模型,通过为变迁指定概率分布来模拟系统中事件发生的随机性。讲解如何利用随机Petri网进行性能评估和可靠性分析。 其他扩展模型: 简要介绍其他重要的Petri网扩展,如接口Petri网(Interface Petri Nets)、分层Petri网(Hierarchical Petri Nets)等,以展示Petri网模型的多样性和适用性。 Petri网分析方法: 状态空间分析: 详细介绍如何通过构建Petri网的状态空间图来分析系统的行为。讲解如何利用状态空间分析来检测死锁、判断活性等系统属性。 模型检测(Model Checking): 阐述如何利用模型检测技术来验证Petri网模型是否满足特定的规范。介绍模型检测在系统验证中的作用和常用算法。 仿真技术(Simulation): 介绍如何通过Petri网仿真来模拟系统的动态行为,观察系统的运行过程,收集性能数据,并进行参数调优。 形式化验证工具: 介绍一些常用的Petri网分析和验证工具,如CPN Tools、PIPE等,并演示如何利用这些工具对Petri网模型进行建模、仿真和分析。 Petri网应用领域: 并发与分布式系统: 重点阐述Petri网在并发控制、进程通信、分布式协议设计与验证等方面的应用。例如,如何用Petri网模拟和分析生产者-消费者问题、读者-写者问题等经典并发问题。 工作流管理(Workflow Management): 介绍Petri网如何用于建模和分析工作流,优化业务流程,提高效率。 软件工程: 探讨Petri网在软件建模、需求分析、系统设计和验证中的应用。 通信协议: 演示Petri网如何用于设计和验证通信协议的正确性和效率。 生产制造系统: 介绍Petri网在流水线、调度、资源分配等制造系统中的应用。 生物信息学与生物系统建模: 提及Petri网在建模生物通路、信号转导等复杂生物过程中的潜力。 其他领域: 简要提及Petri网在医疗保健、交通控制、电子商务等其他领域的潜在应用。 本书的特点: 理论与实践相结合: 本书不仅深入讲解Petri网的理论基础,还通过丰富的实例和应用场景,展示Petri网的实际建模和分析能力。 图文并茂: 利用大量的图示和模型示例,帮助读者直观理解Petri网的概念和操作。 语言通俗易懂: 尽量使用清晰、简洁的语言,避免过多晦涩的专业术语,适合不同背景的读者。 系统性强: 从基础概念到高级模型和应用,形成一个完整的知识体系,帮助读者构建扎实的Petri网知识框架。 目标读者: 本书适合计算机科学、软件工程、自动化、控制工程、信息管理等相关专业的本科生、研究生,以及对系统建模、并发控制、分布式系统分析感兴趣的科研人员和工程师。通过阅读本书,读者将能够掌握Petri网这一强大的建模工具,并将其应用于解决实际问题。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的封面设计得相当朴实,没什么花哨的元素,直接点明了主题,给人一种严谨务实的印象。装帧质量不错,纸张手感厚实,印刷清晰,阅读起来眼睛不容易疲劳。作为一本理论性较强的专业书籍,它在排版上的用心值得称赞,图表和公式的布局都比较合理,有助于理解复杂的概念。我个人觉得,对于初学者来说,这本书的结构组织非常清晰,从基础概念的引入到高级应用,层层递进,逻辑链条非常完整,让人感觉每一步学习都是扎实可靠的。尤其是一些图示的运用,将抽象的数学模型具象化,极大地降低了理解门槛。虽然内容偏向理论,但作者似乎很注重读者的阅读体验,没有那种佶屈聱牙的生硬感,整体阅读下来感觉比较顺畅,是一本值得收藏和反复研读的工具书。

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从教学的角度来看,这本书的编排简直是一流的教科书范本。它对每个核心概念的定义都极其精确,很少有模棱两可的描述。我注意到,作者在引入新概念时,往往会先回顾前置知识,确保读者不会因为基础不牢而掉队。更值得称赞的是,书中提供的习题和思考题设计得非常巧妙,它们不仅仅是检验你是否记住了公式,更多的是考察你运用所学知识解决问题的能力。这些练习的难度梯度设置得十分科学,循序渐进地激发读者的主动思考。对于希望自学或者作为课堂教材使用的群体来说,这种严谨的教学设计,无疑大大提升了学习的效率和深度,是提升专业素养的利器。

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我拿到这本书时,最先关注的是它的实用性。毕竟,理论如果不能指导实践,那就失色不少。这本书在这方面做得相当到位,它没有将理论和实际应用割裂开来。书中大量的案例分析,虽然是基于理论模型构建的,但它们的选择都非常贴近现实世界中的复杂系统,比如生产调度、网络协议的建模等。作者在讲解完一个概念后,总会紧接着给出如何将这个抽象工具应用于具体场景的说明。这使得书本的内容不再是悬浮在空中的理论,而是可以立即被检验和应用的工具箱。对于工程师和系统架构师而言,这种“理论到实践”的无缝衔接体验是非常宝贵的。我希望看到更多这类能够架起理论与工程鸿沟的优秀教材。

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这本书的语言风格给我的感受是既专业又保持了一种克制的优雅。作者在表达复杂的数学关系时,用词精准,逻辑清晰,但又避免了过度的学术腔调,保持了一种令人愉悦的可读性。阅读过程中,我仿佛在听一位经验丰富的专家娓娓道来,而不是在啃一本冰冷的技术手册。这种平衡非常难得,它让原本可能枯燥的数学模型变得生动起来,让人愿意投入时间去探索。此外,全书的引文和参考资料部分做得非常详尽,体现了作者扎实的学术背景和严谨的治学态度。对于想要深入研究某一特定分支的读者,这本书提供的参考路径非常清晰可靠,是一份非常值得信赖的学术起点。

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这本书的内容深度绝对是超乎我的预期的,它不像市面上一些浅尝辄止的入门读物,而是真正深入到了核心机制的探讨。我尤其欣赏作者在推导过程中表现出的数学功底和对系统建模的深刻洞察力。对于那些已经有一定基础,希望将建模能力提升到新层次的读者来说,这本书无疑是一剂强心针。它不仅仅是知识的罗列,更像是一场思维的训练,引导你如何用一种全新的、结构化的视角去看待并发、同步和资源管理这些经典问题。虽然某些章节的数学证明需要反复研读才能完全消化,但一旦理解了其中的逻辑,你会发现处理实际工程问题的思路豁然开朗。这本书的价值就在于它提供的这种深度和广度,它强迫你慢下来,真正去思考背后的原理,而不是只停留在表面的操作层面。

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