Задание
Выбрать вычислительный процесс и на его примере:
-построить метамодель «асинхронный процесс» и определить свойства исходного процесса на основе анализа метамодели;
-выполнить операции над процессом: репозиция, редукция, композиция, и оценить полученные результаты с практической точки зрения;
-построить предметную интерпретацию метамодели на основе сети Петри и сделать вывод о динамических характеристиках исходного процесса.
Оформление отчета
Цифровая фотокамера. Принцип создания кадра с помощью цифровой камеры
1. Проверяется наличие свободного места во внутренней памяти для одного кадра.
2. Производится экспозамер освещенности.
3. В соответствии с экспозицией устанавливается время выдержки, чувствительность матрицы, размер диафрагмы.
4. На матрице фиксируется изображение
5. Полученное изображение переносится во внутреннюю памят
асинхронный процесс метамодель петри
Построение метамодели «асинхронный процесс»
В данном асинхронном процессе можно выделить следующие компоненты:
К – контроллер М – блок проверки памяти RM – регистр заполнения памяти D – Блок установки диафрагмы, чувствительности, выдержки. S - Экспонометр Mt – матрица E – Внутренняя память Сформируем множество ситуаций: S1=1000000 контроллер включён S2=1100000 проверки памяти на наличие свободной памяти для одного кадра S3=1010000 свободной памяти нет S4=1000100 производится экспозамер S5=1001000 установка в соответствии с экспозамером диафрагмы, время выдержки и чувствительность матрицы
S6=1000010 получение изображения на матрице
S7=1000001 запись изображения во внутреннюю память
Описание модели «асинхронный процесс»
Поставим нашему асинхронному процессу в соответствие четвёрку , в которой:
={S1 ,S2,S3,S4 ,S5,S6,S7}
I={S1,S2} Ситуация описывает начальный этап данного процесса включение камеры, который инициирует ход всего процесса.
Ситуация инициирует проверку на наличие свободной памяти и дальнейшую работу камеры.
R={S3,S7}
Ситуация описывает невозможность создания кадра.
Ситуация описывает, запись созданного кадра во внутреннюю память.
Первая траектория описывает процесс, результат которого –записанный во внутреннюю память созданный кадр.
Вторая траектория описывает процесс проверки наличие свободной памяти и как результат запись во внутреннюю память созданного кадра.
Третья траектория описывает невозможность создания кадра.
Четвёртая траектория описывает процесс проверки наличие свободной памяти и как результат невозможность создания кадра из-за её отсутствия.
АП эффективен, т.к. из инициаторов все траектории ведут в результанты и все траектории, приводящие к результантам, исходят из инициаторов.
Определим классы эквивалентности. Для множества можно определить отношение такое, что:
1) , ;
2) .
Отношение позволяет разбить множество на классы эквивалентности:
Так как мой АП - эффективный, то:
К начальным классам относится T1
К заключительным относится T3 и T7
Так как в этом АП каждый класс идёт от начального в один и в разные заключительные классы эквивалентности, то процесс не управляемый.
Данный ЭАП не является простым, так как первая и вторая траектории содержат 2 инициатора.
Таким образом, АП P является эффективным ,но не управляемым и не является простым.
Процесс не является простым т.к каждая траектория содержит больше чем один инициатор и результант.
Операции над процессами
Требу
Sd- описывает ситуацию стирания памяти для одного кадра.
Sd={1,0,0,0,0,0,1}
Инициатором является S3 т.к отсутствие свободной памяти инициирует дальнейший процесс={S3}
Результантом является S1 это повторение процесса создания кадра.
I`={S3} R`={S1} S`={S1,S3,Sd} F`={S3-> Sd, Sd->S1}
P`=<S`,F`.S`.R`>
Осуществлённая репозиция является частичной, так как .
Редукция объединенная с исходным процессом
В результате мы получили процесс при в котором при отсутствии памяти стирается память для одного кадра и возобновляется процесс создания кадра.
Редукция
С помощью редукции требуется упростить процесс, с помощью редукции процесс путём исключения ситуации связанная с отсутствием свободной внутренней памяти.
В качестве входной компоненты возьмем 3-й и 7-й компонет
X={00,10,11}
X*={00,11}
т.е выберем те ситуации при котором свободная внутренняя память всегда есть либо когда созданный кадр записан во внутреннюю память.
подходит
подходит
не подходит
не подходит
S(X*)={S1,S2,S4,S5,S6,S7}
I(X*)={S1,S2}
R(X*)={S7}
F(X*):
В этом упрощенном процессе будет рассматриваться только процесс создания кадра без учёта того что свободного места в памяти для одного кадра нет.
Композиция
В виду того, что АП P2 элементарный, примем, что он совпадает со своей редукцией по входным компонентам
,
Сделаем редукцию процесса P1 по выходным компонентам.
X1={100,110,111}
X1*={100,111}
S*={S1,S2,S4,S5,S6,S7}
подходит
подходит
не подходит
не подходит
S(X*)={S1,S2,S4,S5,S6,S7}
I(X*)={S1,S2}
R(X*)={S7}
Т.е получим процесс в котором отсутствует ситуация при котором нет свободной памяти, а кадр не создан
Производя сцепление процессов P1 и P2, получим процесс P3 ,который будет являться последовательной композицией процессов P1 и P2
={S1 ,S2,,S4 ,S5,S6,S7, ,}
I ={S1,S2}
В результате мы получили процесс создания кадра и запись его на внешнюю память.
Предметная интерпретация асинхронного процесса
N=<P,T,M0,H,F>,где
P={K,M,S,D,Mt,E}-конечное множество условий
T={ t1,t2,t3,t4,t5}- конечное множество событий
F(K, t1)=1;
F(M, t2)=1;
F(S, t3)=1;
F(D, t4)=1;
F(Mt, t5)=1;
H(t1,K)=1;
H(t1,M)=1;
H(t2,S)=1;
H(t3,D)=1;
H(t4,Mt)=1;
H(t5,E)=1;
M0={1,0,0,0,0,0}
Здесь местами являются компоненты процесса, а разметками – ситуации. Начальная разметка совпадает с ситуацией S1.
Данная сеть Петри ограниченная т.к при любой разметки M(p) 1,
Сеть является безопасной т.к для любой разметки для любого места p, M(p) 1. Данная сеть является живой, т.к. все её переходы живы.
Все переходы в этой сети устойчивы, т.к. структура сети является линейной и из каждого условия дуги направлены только на один переход.
Заключение
В данной работе мы рассмотрели создание модели АП процесса создания кадра с помощью цифровой фотокамеры. На этой моделью произвели операции: репозицию, редукцию, композицию.
В редукции мы упростили вычисления и выделили процесс в линейный. Также построили сеть Петри по редукции и определили его свойства