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《基于多核機(jī)群的petri網(wǎng)并行模型及其算法研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、摘要Petri網(wǎng)是一種系統(tǒng)的數(shù)學(xué)、圖形建模和分析工具。它特別適用于具有同步、并發(fā)、沖突的離散事件系統(tǒng)的建模，并被廣泛應(yīng)用于分布式并行處理、離散事件、柔性制造等復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析。目前，所建立的原型Petri網(wǎng)、著色Petri網(wǎng)、時(shí)間Petri網(wǎng)等各種系統(tǒng)模型，都著重于對(duì)其結(jié)構(gòu)、行為、功能的靜態(tài)分析與研究；而系統(tǒng)的行為和功能等動(dòng)態(tài)的性能需要通過(guò)系統(tǒng)的模擬、動(dòng)畫演示或運(yùn)行來(lái)體現(xiàn)。多核機(jī)群是先進(jìn)的并行計(jì)算平臺(tái)，通過(guò)它進(jìn)行系統(tǒng)的模擬或仿真，效果更加真實(shí)可靠。所以，我們對(duì)Petri網(wǎng)系統(tǒng)并行化方法進(jìn)行研究，為實(shí)際的Petri網(wǎng)系統(tǒng)的
2、并行實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行提供有效的并行化方法，具有非常重要的意義。本文要進(jìn)行的主要工作如下：首先，根據(jù)Petri網(wǎng)的相關(guān)理論，提出基于P-不變量的并行劃分方法。并針對(duì)該算法中庫(kù)所不變量只有零解的情況進(jìn)行研究，提出解決方案，完善并行算法。第二，對(duì)復(fù)雜Petri網(wǎng)模型進(jìn)行研究，結(jié)合其與P/T網(wǎng)的各自特點(diǎn)，提出復(fù)雜Petri網(wǎng)轉(zhuǎn)化成P/T網(wǎng)的方法，為復(fù)雜Petri網(wǎng)的并行劃分提供預(yù)處理。第三，建立完整的Petri網(wǎng)并行化模型，并為其算法的并行執(zhí)行尋找并行模型。依據(jù)算法特點(diǎn)，引進(jìn)多核機(jī)群體系結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)并行體系結(jié)構(gòu)和并行編程模型的研究，提出適
3、合該算法的編程模型—MPI+OPenMP+STM的三層編程模型。第四，結(jié)合多核機(jī)群和Petri網(wǎng)并行化模型，提出基于多核機(jī)群的Petri網(wǎng)并行算法。最后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)該算法進(jìn)行驗(yàn)證。本文通過(guò)對(duì)Petri網(wǎng)的并行性，復(fù)雜Petri網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征的研究，創(chuàng)建并提出了Petri網(wǎng)并行模型及其并行算法；并將該模型與多核機(jī)群的并行體系結(jié)構(gòu)和并行編程模型結(jié)合，創(chuàng)建和提出了基于多核機(jī)群的Petri網(wǎng)并行模型及其算法。應(yīng)用多核機(jī)群的Petri網(wǎng)并行算法對(duì)四個(gè)不同結(jié)構(gòu)的Petri網(wǎng)進(jìn)行編程實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果均正確。通過(guò)串行、MPI、OPenMP三組對(duì)比
4、實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示本文算法用時(shí)最短。因此，本文提出的基于多核機(jī)群的Petri網(wǎng)并行算法是可行有效的。關(guān)鍵詞：Petri網(wǎng)；并行劃分；MPI+OPenMP+STM；并行算法；多核機(jī)群IABSTRACTPetrinetisasystemictoolformathematical,graphicalmodelingandanalysis.Itisparticularlysuitableformodelingwithsimultaneous,concurrent,conflictofdiscreteeventsystems,andi
5、swidelyusedindesigningandanalysisofdistributedparallelprocessing,discreteevents,flexiblemanufacturingandothercomplexsystems.Currently,theprototypePetrinets,colloredPetrinets,timedPetrinetmodelandothervariousbuiltsystemsareallfocusonstaticanalysisandresearchofstruct
6、ure,behaviorandfunction;andtheperformanceoffunctions,behaviororotherdynamicfunctionsaboutsystemsneedtobeshownbyusingsystemsimulationoranimation.Multi-coreclusterisanadvancedcomputingplatform,wecangetmorereliableeffectbyusingittorunsystemsimulation.Therefore,therese
7、archonPetrinetsystemsparallelizationmethodhasveryimportantsignificanceinprovidingefficientparallelmethodsforrealPetrinetsystemimplementationandoperation.Mainworkofthispaperisshownbelow:First,accordingtothetheoryofPetrinet,proposedparallelclassificationmethodbasedon
8、P-invariant.Andproposedsolutionsaboutthecasethatplace-invariantonlyhavezerosolutioninthealgorithm.Second,carryonaresearchoncomplexPetrinetmodel,c
