Higher-order Petri net models based on artificial neural networks

AbstractIn this paper, the properties of higher-order neural networks are exploited in a new class of Petri nets, called higher-order Petri nets (HOPN). Using the similarities between neural networks and Petri nets this paper demonstrates how the McCullock-Pitts models and the higher-order neural networks can be represented by Petri nets. A 5-tuple HOPN is defined, a theorem on the relationship between the potential firability of the goal transition and the T-invariant (HOPN) is proved and discussed. The proposed HOPN can be applied to the polynomial clause subset of first-order predicate logic. A five-clause polynomial logic program example is also included to illustrate the theoretical results

Graph Grammars for Knowledge Representation

This report consists of two papers presented at the March 1990 GRAGRA meeting in Bremen: the more general ''Representation of knowledge using graph grammars'' which argues for graphs as the universal KR formalism and the more specific ''The four musicians: analogies and expert systems -- a graphic approach'' which demonstrates the use of graphics for type inheritance and analogical reasoning

Real-time software methodologies: Are they suitable for developing Manufacturing control software?

Computer-Integrated Manufacturing (CIM) systems may be classified as real-time systems. Hence, the applicability of methodologies that are developed for specifying, designing, implementing, testing, and evolving real-time software is investigated in this article.Peer Reviewedhttp://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/45553/1/10696_2005_Article_BF01358949.pd

Petri net modelling of a communications protocol

The Petri net is a formal modelling tool applicable to distributed systems and communication protocols. Two methods of analysis are applied to formal models of the "Alternating Bit Protocol". (i) A timed Petri net model is simulated to measure protocol performance. (ii) A modular numeric Petri net model is validated by reachability analysis. The simulation and validation tools are programmed in (i) "C" language and (ii) Prolog. A specification language "Needle" is developed. It describes the model system as a hierarchy of modular state transition networks. The model is searched for all possible event sequences, and the result displayed as a reachability tree. The specification language is capable of describing models which execute backwards in simulation time. The modular numeric Petri net is the basis of a powerful computer architecture, capable of parsing its own specification language to build complex models. Attention is drawn to the similarities between Petri net theory and quantum mechanics

Les aspects temporels qualitatifs et quantitatifs dans les systèmes embarqués

Je présente mes travaux qui se situent à différentes étapes du cycle de vie d'un système. Certains de mes travaux concernent l'expression des besoins et plus précisément le passage d'une expression semi-formelle des besoins (diagrammes UML) à leur expression formelle (réseau de Petri) pour des besoins de vérification. D'autres travaux concernent les phases de conception et de mise en oeuvre en s'appuyant sur des systèmes multi-agents, et des réseaux de Petri avec ou sans information imprécise (floue). Une partie de mes travaux traite des aspects formels avec la vérification de réseaux de Petri temporels et temporels flous. Ces travaux ont en commun un même outil de base, les réseaux de Petri, et se trouvent à l'intersection de différentes disciplines, faisant appel par exemple à la logique linéaire, la théorie des possibilités, le raisonnement temporel et UML. Ils sont organisés en quatre unités thématiques : - la sémantique des diagrammes UML décrivant la dynamique, - la vérification et mise en oeuvre de systèmes à événements discrets, - la spécification de contraintes floues, - la spécification et vérification de contraintes temporelles quantitatives imprécises et floues

Redes de Petri reactivas e hierárquicas - integração de formalismos no projecto de sistemas reactivos de tempo-real

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Electrotécnica, especialidade de Sistemas Digitais, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e TecnologiaNesta dissertação faz-se a apresentação de uma nova classe de Redes de Petri, as Redes de Petri Reactivas e Hierárquicas (RdP-RH). O objectivo principal da proposta é o de suportar o projecto integrado de sistemas reactivos de tempo-real, permitindo, para além do apoio às diversas fases do ciclo de desenvolvimento, nomeadamente especificação, validação, verificação e realização, integrar submodelos especificados através de diferentes formalismos. Como exemplos representativos de sistemas reactivos de tempo-real refiram-se os sistemas embebidos, os sistemas de automação e os circuitos digitais de aplicação específica. De entre os formalismos tidos como interessantes, refiram-se, os formalismos típicos de especificação dos sistemas a eventos discretos passíveis de uma representação gráfica, como as máquinas de estado, os statecharts e as redes de Petri, bem como alguns dos formalismos genericamente designados como de controlo inteligente, como sistemas de produção de regras, de regras com imprecisão e de regras difusas. A classe das Redes de Petri Reactivas (RdP-R), utilizada como núcleo das RdP-RH, é caracterizada como tomando as Redes de Petri Coloridas como classe de referência, às quais se adicionam capacidades de modelação de características não-autónomas, intrínsecas aos sistemas que se pretendem modelar. Discutem-se alguns aspectos ligados à sua realização, nomeadamente os temas de construção do espaço de estados e da resolução automática de conflitos. A introdução de três mecanismos distintos de estruturação hierárquica, denominados por decomposição horizontal, vertical e mista, conduz à definição das RdP-RH. Nelas se utilizam três tipos de nós denominados por macronós, metanós e supernós, associados aos três mecanismos propostos. Os mecanismos de estruturação hierárquica do modelo são complementados com a representação vectorizada dos nós do grafo. Discute-se a aplicação das RdP-RH na modelação de statecharts e de formalismos de controlo inteligente, com ênfase para os controladores difusos, onde a necessidade de integrar controlo e processamento de dados permite utilizar cabalmente as capacidades das RdP-RH. Em torno da análise de trabalhos realizados na área de aplicação de “edifícios inteligentes”, utilizada como referência para o trabalho desenvolvido, identificam-se alguns temas em que se prevêm ou são desejados desenvolvimentos no futuro próximo recorrendo às RdP-RH