基于多核机群的Petri网并行模型及其算法研究

来源 :广西师范学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiaojiao2008zwj
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Petri网是一种系统的数学、图形建模和分析工具。它特别适用于具有同步、并发、冲突的离散事件系统的建模,并被广泛应用于分布式并行处理、离散事件、柔性制造等复杂系统的设计和分析。目前,所建立的原型Petri网、着色Petri网、时间Petri网等各种系统模型,都着重于对其结构、行为、功能的静态分析与研究;而系统的行为和功能等动态的性能需要通过系统的模拟、动画演示或运行来体现。多核机群是先进的并行计算平台,通过它进行系统的模拟或仿真,效果更加真实可靠。所以,我们对Petri网系统并行化方法进行研究,为实际的Petri网系统的并行实现和运行提供有效的并行化方法,具有非常重要的意义。本文要进行的主要工作如下:首先,根据Petri网的相关理论,提出基于P-不变量的并行划分方法。并针对该算法中库所不变量只有零解的情况进行研究,提出解决方案,完善并行算法。第二,对复杂Petri网模型进行研究,结合其与P/T网的各自特点,提出复杂Petri网转化成P/T网的方法,为复杂Petri网的并行划分提供预处理。第三,建立完整的Petri网并行化模型,并为其算法的并行执行寻找并行模型。依据算法特点,引进多核机群体系结构,通过对并行体系结构和并行编程模型的研究,提出适合该算法的编程模型—MPI+OPenMP+STM的三层编程模型。第四,结合多核机群和Petri网并行化模型,提出基于多核机群的Petri网并行算法。最后,通过实验对该算法进行验证。本文通过对Petri网的并行性,复杂Petri网结构特征的研究,创建并提出了Petri网并行模型及其并行算法;并将该模型与多核机群的并行体系结构和并行编程模型结合,创建和提出了基于多核机群的Petri网并行模型及其算法。应用多核机群的Petri网并行算法对四个不同结构的Petri网进行编程实验,实验结果均正确。通过串行、MPI、OPenMP三组对比实验,实验结果显示本文算法用时最短。因此,本文提出的基于多核机群的Petri网并行算法是可行有效的。
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