离散事件动态系统的称谓,首先是由哈佛大学何毓琦(Y。 C。 Ho)教授在1980年前后引人的,概指上面提到的一类人造系统,以区别于已得到广泛研究的连续变量动态系统。

2。1。2 DEDS的基本概念

严格地讲,对于离散事件动态系统,至今还没有一个具有概括性和普适性并被一致认同的定义。下面给出离散事件动态系统的简单定义:

定义 2。1  离散事件动态系统(Discrete Event Dynamic System, DEDS)是由离散事件驱动,并由离散事件按照一定运行规则相互作用,导致状态演化的一类动态系统。

在连续系统中,状态通常随着时间变化而变化,正是由于这一特征,我们称这类系统为时间驱动系统,时间变量t是一自然的、独立的变量,是所有输人、状态、输出函数的自变量;在离散事件动态系统中,每一状态的转移都与事件的发生相关联,事件的发生导致系统从一个离散的状态转换至另一个离散状态,一系列事件的发生导致了状态的连续转移,我们用事件集E表示这些事件[5]。

这个定义显示出,DEDS具有两个基本的特点:

第一,状态空间是离散集,系统的状态无法用微分方程模型描述;

第二,第二,DEDS的系统属性表现为由离散事件驱动,事件的发生与时间无关,往往与人为因素有关,这也正是其能覆盖大批高科技技术的人造系统的原因所在。

而对于DEDS的研究有如下这些理论方法:(1)形式语言与自动机 (Formal Language and Automata)(2)极大-加法代数方法(Max-Plus Algebra) (3)马尔科夫链(Markov Chain) (4)摄动分析(Perturbation Analysis) (5)排队论(Queuing Theory) (6) Petri网(Petri Net)

以上前5种方法不再进行介绍,本文会着重介绍Petri网的相关理论。文献综述

2。2 Petri网的历史与发展

Petri网起源于1962年德国数学家Carl Adam Petri所著的一篇博士论文——《Communication with Automata》 ,他在文中将通信系统用网状结构进行模拟。后来Petri网便作为这种系统模型的名称被众人所熟知。现在,Petri网一词既指以这种模型为基础发展起来的理论,也可仅指这种模型。

1970至1975年,MIT的计算结构研究小组积极参与到Petri网的相关研究中来,并在1975年7月在MIT举行第一次Petri网和相关方法的研讨会。从1980年召开第一次Petri网理论和应用的国际研讨会以来,每年一次的国际研讨会连续不断,Petri网理论和应用的研究成果也不断涌现,到1987年已有2074篇重要的相关论文发表。

2。2。1Petri网的历史

网论从一开始就以物理为基础,当时的理论计算机科学包括自动机模型和形式语言理论,其概念构架不适合描述物理系统,它缺少重要的并发概念[1]。

Petri网是一个状态变迁模型,可用来描述系统中各异步成分之间的关系,同时允许同时发生多个状态变迁,也是一个并发模型。当时的计划是要用一种兼容物理和计算机科学两者的语言和概念构架来形式化描述制约通信进程的所有“自然法则”[1]。

Petri网理论的研究可以概括为三个阶段。整个20世纪60年代,发展的是叫特殊网论(special net theory)的Petri网系统,此处“特殊”是与“通用”相比较而言的,是在指代孤立的网系统个体;70年代Petri又提出通用网论(general net theory)的Petri网逻辑,以并发论(concurrency)、同步论(synchrony)、网逻辑(enology)和网拓扑(net topology)为主要内容的理论体系;80年代 Petri网研究进入综合发展阶段,以理论与应用结合及计算机辅助工具的开发为主要内容,提出的是形式语用学的Petri网工程,1986年的第二届夏季培训班是又一次阶段性总结,讲稿集结为LNCS 254和255两卷;因人们始终局限于特殊网论,而不顾通用网论,更不知有计算语用学,故90年代至今Petri就不再公开他研究的更为高级的量子计算系统了,90年代的主要发展是工作流模型和网系统的标准化。[6]

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