460-4006/01 – Petriho sítě I (PES I)

Garantující katedraKatedra informatikyKredity4
Garant předmětudoc. Ing. Zdeněk Sawa, Ph.D.Garant verze předmětuMgr. Pavla Dráždilová, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
SNE10 Mgr. Pavla Dráždilová, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 10+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Porozumět základním pojmům a metodám systémového modelování pomocí Petriho sítí. Naučit používat Petriho sítě při řešení problémů spojených s návrhem, analýzou a verifikací složitých systémů. Získat základní praktickou zkušenost s programovými nástroji pro práci s Petriho sítěmi. Dovednost reprezentovat a navrhovat diskrétní systémy s bohatou strukturou, s distribuovanými stavy a s paralelními procesy pomocí modelů ve tvaru Petriho sítí. Schopnost analyzovat tyto systémy prostředky teorie Petriho sítí (metody stavového prostoru, algebraické metody, kompoziční metody). Při práci s Petriho sítěmi umět používat programové nástroje podporujícími návrh, editaci, simulaci a formální analýzu Petriho sítí.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Petriho sítě jsou jsou jedním z nejpoužívanějších nástrojů pro modelování a návrh složitých systémů s paralelními procesy, distribuovanými stavy a hierarchickou strukturou. Mají mnoho aplikací v oblasti byznys modelování, paralelního programování, operačních systémů, distribuovaných databází a řízení složitých procesů jakéhokoliv druhu. Přednáška seznamuje se základním pojmovým aparátem a metodami teorie Petriho sítí a s metodikou použití této teorie při praktickém návrhu a modelování informačních systémů. Výuka klade důraz na rozvoj schopnosti přecházet od výchozího neformálního slovního popisu systému k jeho formálně přesné a přitom názorné (grafické, síťové) reprezentaci.

Povinná literatura:

Markl, J.: Petriho sítě I. Učební texty v elektronické podobě, VŠB-TU Ostrava, http://drazdilova.cs.vsb.cz/Data/Sites/5/petrinet/petrinetsylabus.pdf Reisig, W.: Understanding Petri Nets, Springer-Verlag, 2013.

Doporučená literatura:

R.David, H.Alla: Petri Nets and Grafcet /Tools for modelling discrete event systems/. Prentice Hall Ltd., 1992. W.Resig-G.Rozenberg (Eds.): Lectures on Petri Nets I: Basic Models, LNCS 149, Springer, 1998. W.Resig-G.Rozenberg (Eds.): Lectures on Petri Nets II: Applications, LNCS 1492, Springer, 1998. M.A.Marsan, G.Balbo, G.Conte, S.Donatelli, G.Franceschinis: Modelling with Generalised Stochastic Petri Nets. John Wiley & Sons, 1995. L.Priese, H.Wimmel: Theoretische Informatik Petri-Netze, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2003.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: Práce s programovými nástroji volně dostupnými na webu pro práci s Petriho sítěmi. Práce na semestrálním úkolu. Kontrolní písemná zkouška v polovině semestru. Podmínky udělení zápočtu: Získání alespoň 12 bodů (z 25 možných) z kontrolní písemky v polovině semestru . Získání alespoň 7 bodů (z 15 možných) za aktivitu během semestru (znalost práce s programovými nástroji, práce na projektu). Bodové ohodnocení celé zkoušky se skládá ze tří položek: - Kontrolní písemka v polovině semestru max.25 bodů, - Aktivita na cvičení (případný projekt) max.15 bodů, - Závěrečná (hlavní) zkouška max.60 bodů.

E-learning

Další požadavky na studenta

Další požadavky na studenta nejsou kladeny.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: 1. Problém analýzy, modelování a návrhu složitých systémů s paralelismem a hierachickou strukturou. Petriho sítě jako vhodný nástroj pro řešení tohoto problému. 2. Neformální úvod do modelování pomocí Petriho sítínižší úrovně. C/E Petriho sítě, P/T Petriho sítě. Petriho sítě s inhibitory. 3. Neformální úvod do modelování pomocí Petriho sítí vyšší úrovně. Barevné (barvené) Petriho sítě. Hierarchické Petriho sítě. Objektově orientované Petriho sítě. 4. Struktury, systémy a modely Petriho sítí. Statika a dynamika Petriho sítí. Stav /značení/ a množina dosažitelných stavů PN-systému. Graf dosažitelnosti. 5. Stupeň proveditelnosti přechodu a relace definované na množině všech přechodů: konflikt, souběžnost, kauzalita, exkluzivita, konfúze. 6. Vlastnosti Petriho sítí: omezenost, bezpečnost, živost, neexistence uzamčení, reverzibilita, konzervativnost. Problém dosažitelnosti a problém pokrytí. Stavová analýza Petriho sítí 7. Strukturní analýza Petriho sítí. Metody grafové a metody algebraické. Zámky a pasti. Fundamentální rovnice. 8. P-invarianty a konzervativní komponenty sítě. T-invarianty a repetiční komponenty sítě. Duální Petriho sítě. 9. Speciální typy Petriho sítí: automatové sítě, synchronizační sítě a sítě s volným výběrem. 10. Syntéza bezpečných, živých a reverzibilních Petriho sítí. Jednoduchá hierarchizace metodou substituce míst a přechodů. 11. Jazyky Petriho sítí a jejich vztah k Chomského hierarchii jazyků. 12. Speciální rozšíření pojmu Petriho sítě: synchronizované sítě, časované sítě, sítě s prioritou. Cvičení na tabulové učebně: Obsah cvičení je dán obsahem přednášek. Cvičení jsou zaměřena na: Ověření a upevnění teoretických znalostí při řešení konkrétních typových příkladů. Schopnost modelování reálných systémů Petriho sítěmi. Osvojení si sady standardních algoritmů pro analýzu systémů modelovaných Petriho sítěmi. Používání podpůrných programových prostředků pro práci s Petriho sítěmi (editace, simulace, analýza,). Otázky aplikací zejména v oblasti inženýrské informatiky. 1. Příklady modelování a návrhu systémů s paralelismem a hierachickou strukturou pomocí Petriho sítí. 2. Příklady na C/E Petriho sítě, P/T Petriho sítě a Petriho sítě s inhibitory. 3. Příklady Petriho sítí vyšší úrovně. Barevné (barvené) Petriho sítě. Hierarchické Petriho sítě. 4. Příklady na struktury, systémy a modely Petriho sítí. Statika a dynamika Petriho sítí. Stav /značení/ a množina dosažitelných stavů PN-systému. Konstrukce grafu dosažitelnosti. 5. Příklady na stupeň proveditelnosti přechodu a relace definované na množině všech přechodů: konflikt, souběžnost, kauzalita, exkluzivita, konfúze. 6. Príklady na určení vlastností Petriho sítí: omezenost, bezpečnost, živost, neexistence uzamčení, reverzibilita, konzervativnost. Problém dosažitelnosti a problém pokrytí. Stavová analýza Petriho sítí 7. Příklady na strukturní analýzu Petriho sítí. Metody grafové a metody algebraické. Zámky a pasti. Fundamentální rovnice. 8. Určení P-invariantů a konzervativních komponent sítě. Určení T-invariantů a repetičních komponent sítě. Duální Petriho sítě. 9. Příklady speciálních typu Petriho sítí: automatové sítě, synchronizační sítě a sítě s volným výběrem. 10. Příklady na syntézu bezpečných, živých a reverzibilních Petriho sítí. Jednoduchá hierarchizace metodou substituce míst a přechodů. 11. Generování a rozpoznávání jazyků Petriho sítí. 12. Příklady na speciální rozšíření pojmu Petriho sítě: synchronizované sítě, časované sítě, sítě s prioritou.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2012/2013 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40 (40) 21
                Projekt Projekt 15  7
                Písemná práce Písemka 25  12
        Zkouška Zkouška 60  30
Rozsah povinné účasti: povinná účast na cvičeních, jsou akceptovány 3 omluvy

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2021/2022 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2021/2022 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2020/2021 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2020/2021 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku