原创《基于Petri网构件表示组装》：该文是关于构件论文范文，为你的论文写作提供相关论文资料参考。
摘 要：基于构件的软件开发是当前软件开发的主流泛型.如何形式化地刻画构件的组装过程是业界关注的重要问题之一.本论文对Petri网进行扩展,作为演化活动的表示基础.在此基础上分析了构件的动态性质和结构性质,给出了组装的原理、组装的方式和组装的框架,对复合组装的行为和框架性质进行分析.
关键词：Petri网；构件性质；构件组装
1 构件的Petri网表示及性质
1.1 扩展Petri网表示构件
形式化构件定义由两个部分组成,输入输出规约,把构件封装为一个边界单入口单出口的接口规约,其次是由构件内部组成,内部包括构件的功能化属性和参数化属性,参数化属性是内部组成间的联系机制,功能化发生是实现内部间交互式行为的动作部件,这些部件间的相互关系组成了一个构件内部实体,通过规约相互依赖、相互生存、相互作用,从而在接口处产生一组操作序列,引发构件行为并感染其他相连接的构件.
定义1 构件C由一个4元组组成,是Petri网的一种扩展,C等于：
①P为有限库所集,表示构件状态；其中P?勐{p,ip,op}；其中ip,op出入口处的特殊库所,是构件间相互通信、相互作用、相互依赖的接口库所；
②T为有限变迁集,表示构件操作和实现,构件的行为动作；
③F?哿P×T∪T×P,表示有向的弧集,是构件内部相互操作行为和状态的约束关系；
④W为非空有限集,表示库所变迁中功能属性和参数化属性组合及数量,构件C中弧集集合的权函数和容量函数产生的数据类型集；
⑤I/O等于{IP,OP}IP/OP?哿P分别为构件C的边界出入口集,有?坌ip∈IP,?坌op∈OP
定义2 构件网C-net（CN）系统是由多元组组成CN等于
其中,C为基网,C由无限个子构件C1C2C3等CK组成,M为构件系统的标识集,当M等于M0时系统为初始标识,L为连接件,连接构件网中所有构件从面组成一个构件网拓扑结构.
1.2 构件的分析方法
1.2.1 结构化简
结构化简用于处理和分析复杂问题的一种手段,基本原则在保持化简前后构件网性质不变前提下,将多个不同的位置或迁移抽象为单个的位置或迁移.同时保持构件网的活性、有界性和安全性等.几种结构化简方案：（图1）
1.2.2 覆盖树
覆盖树设∑等于（P,T,F,W,M0）,是一个构件网系统.∑的可达树是这样的一棵树,它的节点用从P到N∪{?棕}的函数标记,它的弧用T的元素标记.
2 层次Petri网描述复合构件组装
2.1 复合组装行为分析方法
2.1.1 二叉树结构表示复合构件网组装运算
我们可以用二叉树的结构和动态特性来表达复合构件组装过程的运算表达,根据层次Petri网描述复合组装过程,显然也是递归的分层过程.
2.1.2 构件网系统可替换性分析
构件的可替代性,指组装框架中一个构件被另外一个属性性质相同的构件替换,替换后不影响整个框架性质和功能,构件框架中表达可替换性引入投影继承.
①如果构件网中扩展构件从构件网事件流中得到一个标识,经过变换处理后该标识产生的结果返回到构件系统中,那么该扩展构件满足投影继承.
②如果构件网中扩展的构件,运行过程和结果不改变构件网执行特性,那么任意结构的扩展构件加入构件网中满足投影继承.
③如果构件网中扩展的构件,在扩展后能够正常启动系统,并且扩展后的构件不影响构件网原系统的控制指挥权,那么该扩展的构件结构满足投影继承.
如果替换的构件满足以上3个投影继承规则之一,则该构件网有可替换性.
证明：根据三种投影规则,第一种扩展构件经过变换处理标识后产生结果返回到构件系统中,结构上构件网保持有界性、安全性、公平性和活性,所以是可替换的.第二种扩展的构件,运行结果不改变构件网特性,过程中结构上构件网也保持有界性、安全性、公平性和活性,所以是可替换的.第三种扩展的构件能够正常启动系统,不影响构件网原系统的控制指挥权,并且结构上构件网保持有界性、安全性、公平性和活性,所以是可替换的.
2.2 复合组装框架性质分析
2.2.1 复合构件网可靠性判定
进行构件组成的必要前提是组装后的复合构件能够保持原有构件的特征,保证组装方式的可靠性.
定义 4 一个复合构件网CN是可靠的,当且仅当：
①CN是安全的；
②任一初始状态ip的可达状态M,必存在从M到状态op的发生序列：M[t>M′,M′等于{ip→op}；
③不存在死锁和陷阱状态： （·pp·）, （p··p）
④状态op是唯一的正常结束状态：M[t>M′并且Mop.
定理2 如果构成复合构件网的每个构件网C1,C2,等,Ck是可靠的,则复合构件网是可靠的.
证明 对于由4种操作组装形成的复合构件网：
①由之前定理可知4种基本操作都是安全的,CN初始状态只有一个标识,而且每个子构件网安全的,因此它是安全的；
②我们对其中第一种顺序组装方式进行证明：
?坌M′∈R（M0）,（CN,M0）[t>M′,因为CN中只有一个标识,此时若标识在构件网C2,由于C2是可靠的,则（CN,M′）[t>（CN,{op2等于OP}）；若标识位于C1,则有（CN,M′）[t>（CN,{op1}）,类似可证明选择,并行,重复组装结构；
③我们对其中的选择组装为例子证明：
对于tip1,tip2,top1,top2,显然它们是使能的,对于?坌t∈Ti,因为Ci（i等于1,2）是可靠的,也不会存在死变迁,由此不存在死锁陷阱,其他三种类型的组装方式也可类似证明；
构件论文参考资料：
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