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《基于多核机群的petri网并行模型及其算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、摘要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
2、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
3、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
4、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。关键词：Petri网；并行划分；MPI+OPenMP+STM；并行算法；多核机群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
