基于有色petri网的raid控制系统建模

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1、上海交通大学硕士学位论文基于有色Petri网的RAID控制系统建模摘要现代信息系统日趋大型化复杂化使人们不得不借助模型来完成系统设计与分析Petri网是信息系统的一种建模工具适合描述异步并发现象它不仅具有直观的图形表示能力还拥有严格的数学语义建立了许多数学分析技术有色Petri网是在Petri网基础上扩展而得的一种高级Petri网与传统Petri网相比有色Petri网丰富了托肯类型提供系统模块化层次化表述功能并采用SML的扩展语言CPNML以增强网络描述能力引入时间概念实现全局时钟环境有色Petri

2、网现已成为一种较完善的图形化数学建模工具广泛用于对系统的设计规范仿真和验证本实验室长期致力于基于SIPSCSIInterlockedProtocol的RAID控制器嵌入式系统开发RAID控制系统是一种带有异步并发特性的离散事件系统广泛应用于银行金融系统等对数据存储要求很高的领域本文旨在使用有色Petri网模型简化对实际RAID系统的描述运用有色Petri网的数学技术分析系统的属性发掘系统优化的潜力指导RAID控制器嵌入式系统的设计开发本文首先介绍了Petri网和有色Petri网的基本原理包括它们的形

3、式化定义分析方法和计算机工具软件随后介绍了基于SIP的RAID控制系统结构详细分析了RAID系统中的SIP协议以及系统工作线程本文阐述了使用有色Petri网对RAID系统建模的优势并提出模型设1上海交通大学硕士学位论文计的两个关键性问题RAID系统中的SIP交互和命令序列优化本文使用CPNTools工具软件对基于SIP的RAID控制系统根据两种不同的命令处理机制FIFO与地址优化排序分别建立了层次化有色Petri网模型运用发生图原理对模型进行分析验证通过有色Petri网时钟系统的扩展功能得到了仿真结

4、果基于仿真结果我们得出结论(1)允许I/O过程断开可实现任务并行处理(2)根据情况对命令队列采取地址优化排序可以提高磁盘访问效率两者均能提高系统的性能基于模型设计对于RAID控制器嵌入式系统开发本文提出合并原有的启动模块和目标模块使用两个线程完成原有模块的任务本文还总结了两种有色Petri网的设计模式最后对本课题做出展望关键词Petri网有色Petri网发生图磁盘阵列SIP2上海交通大学硕士学位论文MODELINGOFRAIDCONTROLSYSTEMBASEDONCOLOREDPETRINETSA

5、BSTRACTWiththeenlargerandcomplicationofinformationsystem,systemdesignandanalysisdependmoreandmoreonmodelingtechnology.PetriNetisamodelingtoolwithstronggraphicdescriptionabilityandstrictmathematicalsemantics,whichhasformedmanymathematicalanalysistechnol

6、ogies.ColoredPetriNets(CPN)isahigh-levelPetriNetsextendedfromclassicalPetriNets.ColoredPetriNetshasendowedtokenswithcomplexinformationandprovidesthefunctionofhierarchicalrepresentation.ItadoptsCPNML,anextensionlanguageofSML,asitsinscriptionlanguagesoas

7、toenhanceitsmodelingability.TheglobalclocksystemisalsorealizedinCPN.CPNhasbecomeamaturegraphicalandmathematicaltool,widelyusedinsystemdesign,specification,simulationandvalidation.OurlabhasfocusedonthedevelopmentofRAIDcontrolembeddedsystemforyears.RAIDc

8、ontrolsystemwithSIP(SCSIInterlockedProtocol)isakindofDES(DiscreteEventSystem)characterizedbyasynchronousconcurrencywhichhasbeenwidelyusedinsuchdemandingfieldsasBank,FinanceInstitutionetc.ThepaperaimstosimplifythedescriptionofRAIDsystema