面向对象模糊Petri网的理论及建模研究

摘要

随着Petri网的发展，其基础理论研究(如库所、变迁的不变量，状态树、状态图、活性分析等)已经相当成熟，其研究成果很多早已完美的展现于世人面前。目前，Petri网研究领域的研究重点则更多地侧重于实际应用。因此，近些年来提出了各种针对不同实际用途的扩展Petri网模型，也引发了为便于该应用问题进行建模与分析的Petri网仿真与分析软件开发需求。
　　 本文将面向对象Petri网与模糊理论相结合，提出了面向对象模糊Petri网(Object-Oriented Fuzzy Petri Net，OOFPN)的新概念。全文以OOFPN为中心，围绕OOFPN概念的引入，对OOFPN的建模方法及相关理论进行了较深入的研究，并采用计算机集群负载均衡系统作为OOFPN建模的实例研究对象，对其进行了较深入地分析与研究。最后编程实现了一个适用于OOFPN的仿真与动态性能分析系统。通过研究实例，使得面向对象模糊Petri网的相关理论得到了很好的展现。
　　 综合起来，本文主要做了以下几点工作：
　　 1.讨论了包括时间Petri网、随机Petri网、面向对象Petri网以及模糊Petri网在内的几种扩展的Petri网模型，分析了它们各自的特点及其相互之间的联系，为引出面向对象模糊Petri网(OOFPN)做好了理论铺垫。
　　 2.深入探讨计算机集群及其负载均衡问题，基于Petri网的理论对目前已有的几种算法策略进行了建模分析。
　　 3.给出了超库所的概念与理论，提出了面向对象模糊Petri网的形式化定义(OOFPN)，基于OOFPN的理论体系对采用动态策略的集群负载均衡系统进行了建模分析。
　　 4.实现了一个适用于OOFPN的仿真与性能分析平台。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 研究背景

1.2 Petri网和集群负载均衡问题的研究现状

1.2.1 Petri网的研究现状

1.2.2集群负载均衡问题的研究现状

1.3论文研究的内容及成果

1.3.1研究内容和本文所做的工作

1.3.2研究目标

1.3.3创新之处

1.3.4全文总览

第二章几种扩展的Petri网模型及建模方法

2.1 时间Petri网的基本理论

2.1.1时间变迁与瞬时变迁

2.1.2时间Petri网与原型Petri网

2.2面向对象Petri网的基本理论

2.2.1面向对象与Petri网

2.2.2超库所

2.3模糊Petri网的基本理论

2.3.1模糊Petri网的定义

2.3.2面向对象与模糊Petri网

2.4 Petri网建模方法研究

2.4.1自底向上的抽象方法

2.4.2自顶向下的精化方法

2.4.3 OOFPN对以上两种方法的良好支持

2.5本章小节

第三章集群负载均衡问题的分析与设计

3.1计算机集群与负载均衡概述

3.2负载均衡策略及其Petri网模型描述

3.2.1静态策略

3.2.2动态策略

3.3基于面向对象模糊Petri网的负载均衡模型设计

3.3.1服务请求模块

3.3.2负载均衡器/集群节点缓存队列模块

3.3.3负载分配模块

3.4本章小节

第四章OOFPN仿真平台的设计及应用

4.1 Petri网相关仿真工具介绍

4.1.1 Tina

4.1.2 Visual Object Net++

4.2 OOFPN仿真与分析软件的设计和开发

4.2.1需求分析

4.2.2详细设计

4.3 负载均衡系统模型的建模仿真

4.4本章小节

第五章结论

5.1 总结

5.2进一步的工作与展望

参考文献

致谢

附录A(攻读学位期间发表论文目录)