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《基于多核機群的petri網(wǎng)并行模型及其算法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、摘要Petri網(wǎng)是一種系統(tǒng)的數(shù)學、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，并被廣泛應用于分布式并行處理、離散事件、柔性制造等復雜系統(tǒng)的設計和分析。目前，所建立的原型Petri網(wǎng)、著色Petri網(wǎng)、時間Petri網(wǎng)等各種系統(tǒng)模型，都著重于對其結構、行為、功能的靜態(tài)分析與研究；而系統(tǒng)的行為和功能等動態(tài)的性能需要通過系統(tǒng)的模擬、動畫演示或運行來體現(xiàn)。多核機群是先進的并行計算平臺，通過它進行系統(tǒng)的模擬或仿真，效果更加真實可靠。所以，我們對Petri網(wǎng)系統(tǒng)并行化方法進行研究，為實際的Petri網(wǎng)系統(tǒng)的
2、并行實現(xiàn)和運行提供有效的并行化方法，具有非常重要的意義。本文要進行的主要工作如下：首先，根據(jù)Petri網(wǎng)的相關理論，提出基于P-不變量的并行劃分方法。并針對該算法中庫所不變量只有零解的情況進行研究，提出解決方案，完善并行算法。第二，對復雜Petri網(wǎng)模型進行研究，結合其與P/T網(wǎng)的各自特點，提出復雜Petri網(wǎng)轉化成P/T網(wǎng)的方法，為復雜Petri網(wǎng)的并行劃分提供預處理。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，引進多核機群體系結構，通過對并行體系結構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，結合多核機群和Petri網(wǎng)并行化模型，提出基于多核機群的Petri網(wǎng)并行算法。最后，通過實驗對該算法進行驗證。本文通過對Petri網(wǎng)的并行性，復雜Petri網(wǎng)結構特征的研究，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群的并行體系結構和并行編程模型結合，創(chuàng)建和提出了基于多核機群的Petri網(wǎng)并行模型及其算法。應用多核機群的Petri網(wǎng)并行算法對四個不同結構的Petri網(wǎng)進行編程實驗，實驗結果均正確。通過串行、MPI、OPenMP三組對比
4、實驗，實驗結果顯示本文算法用時最短。因此，本文提出的基于多核機群的Petri網(wǎng)并行算法是可行有效的。關鍵詞：Petri網(wǎng)；并行劃分；MPI+OPenMP+STM；并行算法；多核機群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
