离散事件动态系统的PN机理论

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出版者:科学出版社
作者:蒋昌俊
出品人:
页数:202 页
译者:
出版时间:2000年01月
价格:18.0
装帧:精装
isbn号码:9787030082183
丛书系列:
图书标签:
  • 系统
  • 数学
  • 控制
  • DEDS
  • 离散事件系统
  • PN模型
  • 系统建模
  • 动态系统
  • 理论基础
  • 并发控制
  • 形式化方法
  • 状态机
  • 系统仿真
  • 流程分析
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具体描述

本书是在作者近几年学习和工作中取得的研究成果的基础上撰写而成,着重论述集系统物理结构与动态行为于一体的PN机理论及其分析方法,反映了这一领域的研究现状和主要成果。全书共分八章,第一章绪论,综述了DEDS的研究现状,论述了本工作的必要性。第二章为预备知识。第三章是PN机理论框架的建立,研究了矢量文法、PN机及其语言关系。第四章至第七章分别研究了PN语言的性质及其在系统建模和行为分析方面的应用。第八章

《离散事件动态系统的PN机理论》 旨在深入探讨离散事件动态系统(Discrete Event Dynamic Systems, DEDS)的核心理论框架,特别关注基于Petri网(Petri Net, PN)的建模与分析方法。本书将从基础概念出发,逐步引导读者理解PN机理论的精髓及其在DEDS领域的广泛应用。 核心内容涵盖: 离散事件动态系统的基础概念: 详细阐述DEDS的定义、特征以及其在现实世界中的普遍性,例如生产制造系统、通信网络、计算机系统、交通流量控制等。介绍离散事件、状态、转移、事件序列等关键组成要素,为后续理论学习奠定基础。 Petri网的数学模型与结构: 深入介绍Petri网的数学定义,包括库所(place)、变迁(transition)、弧(arc)、标记(token)以及使能(enable)和触发(fire)等核心概念。详细讲解普通Petri网(Ordinary Petri Net, OPN)的结构和工作原理。 Petri网的扩展与变种: 介绍各种Petri网的扩展形式,以增强其表达能力和建模能力。这包括: 有色Petri网(Colored Petri Net, CPN): 引入颜色(color)的概念,使得标记可以携带额外的信息,从而更精确地建模具有多样化实体的系统。 时间Petri网(Timed Petri Net, TPN): 允许变迁具有发生时间,用于建模具有时间延迟的系统,分析系统的响应时间和吞吐量。 随机Petri网(Stochastic Petri Net, SPN): 为变迁分配概率分布,用于分析系统的可靠性、性能和故障率。 高级Petri网(High-level Petri Net, HPN): 进一步整合CPN、TPN、SPN等概念,提供更强大的建模能力,如输入输出函数、守卫条件等。 其他变体: 如具有优先级的Petri网、具有重置输入的Petri网、可重构Petri网等,根据具体应用场景进行选择。 Petri网的建模方法与实践: 引导读者学习如何将复杂的DEDS映射到Petri网模型中。讲解如何设计库所、变迁和弧,以及如何分配标记和颜色,以准确反映系统的行为。提供多个实际案例,如生产线建模、并发进程建模、资源分配建模等,演示建模过程和技巧。 Petri网的分析技术与方法: 重点介绍利用Petri网对DEDS进行分析的各种技术: 可达性分析(Reachability Analysis): 确定系统可能达到的所有状态,研究系统的安全性、活性(liveness)和有界性(boundedness)。 覆盖性分析(Coverability Analysis): 探索系统是否能达到某个特定状态或满足某个性能指标。 不变性分析(Invariance Analysis): 识别系统的保持量(invariant),如库所标记的线性组合,用于推导系统的安全属性。 故障注入与可靠性分析: 基于随机Petri网,分析系统的故障模式、故障概率以及整体可靠性。 性能评估: 利用时间Petri网和随机Petri网,分析系统的吞吐量、延迟、队列长度等性能指标。 模型检查(Model Checking): 将Petri网模型与形式化规范相结合,自动验证系统是否满足指定的属性。 PN机理论在DEDS领域的应用: 详细阐述PN机理论在不同领域的实际应用,包括但不限于: 生产制造与自动化: 建模和优化柔性制造系统、自动化生产线、物流调度等。 通信网络: 分析协议行为、网络性能、资源分配和拥塞控制。 计算机系统: 建模并发进程、操作系统调度、分布式系统行为。 交通系统: 模拟和优化交通流量、信号控制、车辆排队。 工作流管理: 规范和分析业务流程、任务执行顺序。 生物信息学与制药: 建模生物过程、药物发现与递送。 PN机理论的前沿研究与发展趋势: 探讨PN机理论在人工智能、机器学习、软件工程等领域的最新研究进展,如基于机器学习的Petri网参数学习、Petri网在复杂系统集成中的应用、以及可解释性AI与PN机理论的结合等。 本书旨在为读者提供一个全面且深入的PN机理论学习路径,帮助他们掌握使用Petri网工具来理解、建模、分析和优化离散事件动态系统的能力,从而解决实际工程和科学问题。

作者简介

目录信息

前言
第一章 绪论
1. 1 引言
1. 2 离散事件动态系统模型
1. 3 内容的安排
参考文献
第二章 基本知识
2. 1 形式语言
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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当我翻开《离散事件动态系统的PN机理论》这本书时,我的心中充满了对探索复杂系统运作机制的期待。我一向认为,理解一个系统的本质,离不开对其内在的动态行为和事件驱动的演化过程的深入洞察。“离散事件动态系统”这个术语,对我来说,就代表着现实世界中那些由一系列离散事件引发状态改变的系统。而“PN机理论”,我一直将其视为一种强大而优雅的建模工具,能够精确地捕捉这些系统的核心特征。我非常希望这本书能够系统地介绍PN机的基本构成要素,例如库所(Places)、变迁(Transitions)、弧(Arcs)以及标记(Tokens),并详细阐述它们如何在模型中准确地表示系统的状态、事件和约束。更重要的是,我期待书中能够提供一套完整的分析方法,利用PN机来研究系统的关键属性,例如系统的可达性(Reachability)——即系统能否到达某个特定的状态,以及系统的活性(Liveness)——即系统是否能够持续地向前推进,而不会陷入死锁或饥饿。这些分析对于确保系统的正确性、可靠性和效率至关重要。我尤其关注书中是否会包含不同应用领域的案例研究,例如在生产制造、交通控制、计算机网络等领域,这些案例将有助于我更直观地理解PN机理论的实际应用价值。

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我一直认为,理解复杂系统的本质,关键在于把握其内在的动态规律和事件驱动的触发机制。而“离散事件动态系统”这个概念,恰恰是对这类系统最贴切的描述。这本书的出现,在我看来,填补了我在这一研究方向上理论深度上的空白。我之所以对此书充满期待,是因为“PN机理论”本身就蕴含着强大的建模和分析能力,尤其擅长描述具有并发性、同步性和资源共享特性的系统。我期望书中能够详细解析PN机如何精确地捕捉离散事件的发生、条件的满足以及状态的转移,并提供一套完整的数学框架来支持这些描述。例如,书中对“库所”和“变迁”的定义,以及它们之间的“弧”如何传递“标记”以驱动系统演化,这些基础概念的清晰阐述,对我理解PN机的运作至关重要。我尤其关注书中会否涉及更高级的主题,如如何利用PN机来分析系统的死锁检测、可达性分析以及性能评估等,这些都是在实际工程应用中不可或缺的分析手段。这本书如果能够提供丰富的案例研究,展示PN机在不同领域(如生产调度、交通控制、通信协议等)的应用,那将是对理论知识的有力支撑,使我能够更有效地将所学知识应用于我的研究和实践中。

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我始终认为,掌握一套能够精确描述和分析复杂动态系统的理论工具,对于深入理解和优化这些系统至关重要。我一直对“离散事件动态系统”这一概念颇感兴趣,因为它涵盖了广泛的现实世界场景,从生产线上的工序流转到交通网络中的车流变化,都属于这一范畴。而“PN机理论”,在我看来,恰恰是理解和分析这类系统的一套强大且富有表现力的理论框架。我期待这本书能够系统地阐述PN机的基本构成,包括库所(Places)如何代表系统状态、变迁(Transitions)如何代表事件的发生、弧(Arcs)如何连接库所和变迁,以及标记(Tokens)如何在系统中传递以驱动状态的改变。我尤其希望书中能够详细介绍如何利用PN机来分析系统的各种关键属性,例如系统的可达性(Reachability)——即能够达到的所有状态的集合;系统的活性(Liveness)——即系统是否能够避免死锁和饥饿;以及如何通过PN机来研究系统的并发性和同步性。这些分析对于设计可靠、高效的离散事件动态系统至关重要。我非常期待书中能够提供丰富的实际应用案例,例如在工业自动化、物流管理、计算机系统仿真等领域,通过这些案例来展示PN机理论的强大实践指导意义。

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长期以来,我都在思考如何才能更精确地捕捉和理解那些在特定时间点由事件驱动而发生状态变化的复杂系统。我一直坚信,一套严谨而又富有表现力的理论框架是实现这一目标的基石。“离散事件动态系统”这个概念,正是对这类系统最贴切的描述,而“PN机理论”则是我近年来在这一领域中所遇到过的、最具潜力的建模与分析工具。我期待这本书能够系统地梳理PN机理论的脉络,从其基本构成元素——库所、变迁、弧和标记——的定义与相互作用开始,详尽地阐述它们如何在模型中准确地映射离散事件的发生、条件的满足以及状态的转移。我尤其希望书中能够深入探讨如何利用PN机来分析系统的关键属性,例如系统的可达性(Reachability),即能否达到某个特定的系统状态;系统的活性(Liveness),即是否存在可能导致系统“卡住”的死锁或饥饿现象;以及如何通过PN机来分析资源的分配与共享等问题。这些分析能力对于确保复杂系统的正确运行、评估其性能以及进行优化设计至关重要。我非常期待书中能够通过丰富的案例研究,展示PN机理论在不同领域的实际应用,如生产调度、交通流量控制、通信协议建模等方面,这将极大地帮助我理解理论知识的落地与价值。

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当我第一眼看到《离散事件动态系统的PN机理论》这本书时,我的研究兴趣就被深深地吸引了。我一直以来都致力于深入理解那些在特定时间点上,由于外部或内部事件的发生而改变其状态的复杂系统。在我的认知中,“离散事件动态系统”正是对这类系统最精准的定义。而“PN机理论”则是我认为最有潜力的工具,可以帮助我建立一套严谨且富有表现力的模型来描述和分析这些系统。我非常期待这本书能够从PN机的基本原理出发,详细解释构成PN机的核心要素,如库所(Places)、变迁(Transitions)、输入弧(Input Arcs)、输出弧(Output Arcs)以及标记(Tokens),并清晰地阐述它们是如何协同工作,来模拟离散事件的发生、条件的满足以及系统状态的转移。此外,我对于书中是否会深入探讨如何利用PN机进行系统分析抱有极大的兴趣。我希望能够了解到如何运用PN机来分析系统的可达性(Reachability),判断系统是否能够达到某个特定的状态;以及如何分析系统的活性(Liveness),确保系统不会出现死锁或饥饿等问题。这些分析能力对于评估一个离散事件动态系统的性能和可靠性至关重要。我尤其关注书中是否会包含一些实际的应用案例,比如在制造业的生产线调度、交通系统的流量管理、或者计算机网络的通信协议设计等方面,通过这些具体的案例来展示PN机理论的强大应用潜力。

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在我长期的研究和学习过程中,我一直致力于寻找能够精确描述和分析复杂动态系统行为的理论工具。“离散事件动态系统”这个概念,正是对我所关注的那些在特定时间点由事件触发而改变状态的系统最贴切的描述。而“PN机理论”,在我看来,是理解和构建这类系统的理想框架。我期待这本书能够为我提供一个系统而深入的学习路径,从PN机的基本构成元素——库所(Places)、变迁(Transitions)、弧(Arcs)以及标记(Tokens)——的定义和相互关系开始,详细阐述它们如何在模型中准确地映射系统的状态、事件以及事件触发的条件。更重要的是,我希望书中能够深入探讨如何利用PN机来分析系统的关键属性,比如系统的可达性(Reachability),即系统所有可能达到的状态;系统的活性(Liveness),即系统是否能够持续地运行而不会陷入停滞,比如死锁;以及如何处理资源分配、并发控制和同步机制等问题。这些分析能力对于确保系统的正确性、可靠性和效率具有不可估量的价值。我非常期待书中能够包含不同领域的实际应用案例,例如在生产制造、交通流量控制、计算机网络协议等方面,通过这些案例来展示PN机理论的强大生命力和广泛的适用性。

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我对于那些能够精确捕捉现实世界复杂动态行为的理论模型一直有着浓厚的兴趣。当我在书架上看到《离散事件动态系统的PN机理论》时,我的直觉告诉我,这本书可能正是我一直在寻找的那个理论工具。我平日里就深信,理解一个系统的本质,关键在于把握其内在的事件驱动的演化过程。“离散事件动态系统”这个概念,恰恰是对这类系统最精准的描述。而PN机理论,在我看来,正是用于描述和分析这类系统的一套强大而富有表现力的语言。我期待这本书能够从基础概念入手,详细阐述PN机的核心组成部分,例如库所(Places)、变迁(Transitions)、弧(Arcs)以及标记(Tokens),并深入剖析它们之间如何通过事件的触发来驱动系统的状态转移。更重要的是,我希望书中能够提供一套完整的分析方法论,利用PN机来研究系统的各种关键属性,诸如可达性、活性、冲突、同步性以及资源共享等问题。这些分析对于确保系统的正确性、可靠性和效率至关重要。我尤其关注书中是否会包含不同领域(例如生产制造、交通管理、计算机网络通信等)的实际应用案例,通过这些案例来展示PN机理论的强大生命力和实用价值。

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这本书的封面设计就足够吸引人了,那深邃的蓝色背景,辅以简洁却充满力量感的标题字体,仿佛预示着即将展开一场深入理解复杂系统运作的旅程。我平日里就对那些模拟现实世界中各种动态变化的模型深感兴趣,尤其是那些能够精确捕捉系统在不同时间点、由特定事件触发而产生的行为模式。PN机理论这个概念,在我的印象中,总是与事件的发生、状态的转移以及条件的判定紧密相连,这与我一直以来所追求的系统建模方法论有着天然的契合。我设想,这本书一定能够提供一套严谨而又实用的工具,帮助我理解并设计那些由离散事件驱动的系统,比如生产线上的流水作业,交通流量的实时调度,甚至是网络通信中的数据包传输。我特别期待书中能够深入剖析PN机在描述和分析这些系统时的优势,比如它在处理并发性、同步性以及因果关系方面的能力。这本书的出现,对于任何希望将理论知识转化为实际应用,或者是在已有模型基础上进行优化和改进的研究者或工程师来说,都无疑是一份宝贵的财富。我迫不及待地想翻开它,开始我的探索之旅,去领略PN机理论在离散事件动态系统领域的独特魅力。

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读过市面上不少关于系统建模的书籍,但真正能触及到“离散事件动态系统”这一核心概念并提供深入理论框架的,却屈指可数。当我在书店看到《离散事件动态系统的PN机理论》时,我的第一反应是,这或许就是我一直在寻找的那本能填补我知识空白的著作。我对于“PN机”这个术语并不陌生,它在一些自动化控制和系统仿真领域有所提及,但其在离散事件动态系统中的完整理论体系和应用范畴,却一直是我研究中的一个模糊区域。我期待这本书能系统地阐述PN机的基本构成元素,例如“库所”、“变迁”、“弧”以及它们之间的关系,并详细介绍如何利用这些元素来精确地建模系统的状态和事件驱动的演化过程。更重要的是,我希望它能提供一套完整的分析方法,包括如何通过PN机来研究系统的可达性、活性、死锁等关键属性。这些属性对于评估一个动态系统的性能和可靠性至关重要。此外,我也非常关注书中是否会探讨PN机在不同类型离散事件动态系统中的具体应用案例,例如制造业、物流、计算机网络等,这无疑将极大地增强这本书的实践指导意义。

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当我看到《离散事件动态系统的PN机理论》这本书时,脑海中立即浮现出许多关于如何精确建模和分析复杂动态过程的想法。我长期以来一直致力于研究那些在特定时间点上由外部或内部事件触发而改变状态的系统,而“离散事件动态系统”正是这一研究领域的精确定义。我一直认为,要深刻理解这些系统的行为,必须依赖于一套严谨的理论框架。“PN机理论”在我看来,正是这样一套能够提供强大建模和分析能力的理论工具。我迫不及待地想了解书中是如何将抽象的PN机模型与具体的离散事件动态系统联系起来的。我期待书中能够详细介绍PN机的基本构成要素,包括库所(Places)、变迁(Transitions)、输入弧(Input Arcs)、输出弧(Output Arcs)以及标记(Tokens),并阐述它们如何在模型中扮演各自的角色,协同工作以模拟系统的动态演化。此外,我对于书中如何利用PN机来进行系统分析也抱有极大的兴趣,例如,书中是否会介绍如何通过PN机来分析系统的可达性(Reachability)、活性(Liveness)以及是否存在死锁(Deadlock)等关键属性。这些分析能力对于确保系统的稳定运行和高效性能至关重要。

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印刷错误多的不能直视,这书本来就那么“简洁”,还一堆印刷错误还能看吗。。

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