Decomposing Service Definition in Predicate/Transition-Nets for Designing Distributed Systems

In this paper, we propose a new algorithm for the derivation of a protocol specification in Pr/T-nets, which is the specification of communicating N entities (N can be given), from a given service specification in Pr/T-nets and an allocation of the places of the service specification to the N entities. Our algorithm decomposes each transition of the service specification into a set of communicating Pr/T-subnets running on the N entities. Moreover, for the efficient control of conflict of shared resources, we present a timestamp-based mutual exclusion algorithm and incorporate it into the derivation algorithm

Model-based dependability analysis : state-of-the-art, challenges and future outlook

Abstract: Over the past two decades, the study of model-based dependability analysis has gathered significant research interest. Different approaches have been developed to automate and address various limitations of classical dependability techniques to contend with the increasing complexity and challenges of modern safety-critical system. Two leading paradigms have emerged, one which constructs predictive system failure models from component failure models compositionally using the topology of the system. The other utilizes design models - typically state automata - to explore system behaviour through fault injection. This paper reviews a number of prominent techniques under these two paradigms, and provides an insight into their working mechanism, applicability, strengths and challenges, as well as recent developments within these fields. We also discuss the emerging trends on integrated approaches and advanced analysis capabilities. Lastly, we outline the future outlook for model-based dependability analysis

Software Engineering and Petri Nets

This booklet contains the proceedings of the Workshop on Software Engineering and Petri Nets (SEPN), held on June 26, 2000. The workshop was held in conjunction with the 21st International Conference on Application and Theory of Petri Nets (ICATPN-2000), organised by the CPN group of the Department of Computer Science, University of Aarhus, Denmark. The SEPN workshop papers are available in electronic form via the web page:http://www.daimi.au.dk/pn2000/proceeding

Contributions to the deadlock problem in multithreaded software applications observed as Resource Allocation Systems

Desde el punto de vista de la competencia por recursos compartidos sucesivamente reutilizables, se dice que un sistema concurrente compuesto por procesos secuenciales está en situación de bloqueo si existe en él un conjunto de procesos que están indefinidamente esperando la liberación de ciertos recursos retenidos por miembros del mismo conjunto de procesos. En sistemas razonablemente complejos o distribuidos, establecer una política de asignación de recursos que sea libre de bloqueos puede ser un problema muy difícil de resolver de forma eficiente. En este sentido, los modelos formales, y particularmente las redes de Petri, se han ido afianzando como herramientas fructíferas que permiten abstraer el problema de asignación de recursos en este tipo de sistemas, con el fin de abordarlo analíticamente y proveer métodos eficientes para la correcta construcción o corrección de estos sistemas. En particular, la teoría estructural de redes de Petri se postula como un potente aliado para lidiar con el problema de la explosión de estados inherente a aquéllos. En este fértil contexto han florecido una serie de trabajos que defienden una propuesta metodológica de diseño orientada al estudio estructural y la correspondiente corrección física del problema de asignación de recursos en familias de sistemas muy significativas en determinados contextos de aplicación, como el de los Sistemas de Fabricación Flexible. Las clases de modelos de redes de Petri resultantes asumen ciertas restricciones, con significado físico en el contexto de aplicación para el que están destinadas, que alivian en buena medida la complejidad del problema. En la presente tesis, se intenta acercar ese tipo de aproximación metodológica al diseño de aplicaciones software multihilo libres de bloqueos. A tal efecto, se pone de manifiesto cómo aquellas restricciones procedentes del mundo de los Sistemas de Fabricación Flexible se muestran demasiado severas para aprehender la versatilidad inherente a los sistemas software en lo que respecta a la interacción de los procesos con los recursos compartidos. En particular, se han de resaltar dos necesidades de modelado fundamentales que obstaculizan la mera adopción de antiguas aproximaciones surgidas bajo el prisma de otros dominios: (1) la necesidad de soportar el anidamiento de bucles no desplegables en el interior de los procesos, y (2) la posible compartición de recursos no disponibles en el arranque del sistema pero que son creados o declarados por un proceso en ejecución. A resultas, se identifica una serie de requerimientos básicos para la definición de un tipo de modelos orientado al estudio de sistemas software multihilo y se presenta una clase de redes de Petri, llamada PC2R, que cumple dicha lista de requerimientos, manteniéndose a su vez respetuosa con la filosofía de diseño de anteriores subclases enfocadas a otros contextos de aplicación. Junto con la revisión e integración de anteriores resultados en el nuevo marco conceptual, se aborda el estudio de propiedades inherentes a los sistemas resultantes y su relación profunda con otros tipos de modelos, la confección de resultados y algoritmos eficientes para el análisis estructural de vivacidad en la nueva clase, así como la revisión y propuesta de métodos de resolución de los problemas de bloqueo adaptadas a las particularidades físicas del dominio de aplicación. Asimismo, se estudia la complejidad computacional de ciertas vertientes relacionadas con el problema de asignación de recursos en el nuevo contexto, así como la traslación de los resultados anteriormente mencionados sobre el dominio de la ingeniería de software multihilo, donde la nueva clase de redes permite afrontar problemas inabordables considerando el marco teórico y las herramientas suministradas para subclases anteriormente explotadas

Modeling sequential resource allocation systems using Extended Finite Automata

Deadlock avoidance for resource allocation systems (RAS) is a well-established problem in the Discrete Event System (DES) literature. This paper is mainly concerned with modeling the class of Conjunctive / Disjunctive sequential resource allocation systems (C/D RAS) as finite automata extended with variables. The proposed modeling approach allows for modeling multiple instance execution, routing flexibility and failure handling. With an appropriate model of the system, a symbolic approach is then used to synthesize the optimal supervisor, in the least restrictive sense. Furthermore, a set of compact logical formulae can be extracted and attached to the original model, which results in a modular and comprehensible representation of the supervisor

Measurements, Models, Systems and Design

531 s.

Toward a decision support system for the clinical pathways assessment

This paper presents a decision support system to be used in hospital management taskswhich is based on the clinical pathways. We propose a very simple graphical modeling lan-guage based on a small number of primitive elements through which the medical doctorscould introduce a clinical pathway for a specific disease. Three essential aspects relatedto a clinical pathway can be specified in this language: (1) patient flow; (2) resource uti-lization; and (3) information interchange. This high-level language is a domain specificmodeling language calledHealthcare System Specification (HSS), and it is defined as anUnified Modeling Language (UML) profile. A model to model transformation is also pro-posed in order to obtain, from the pathways HSS specification, a Stochastic Well-formedNet (SWN) model that enables a formal analysis of the modeled system and, if needed, toapply synthesis methods enforcing specified requirements. The transformation is based onthe application of local rules. The clinical pathway of hip fracture from the “Lozano Blesa”University hospital in Zaragoza is taken as an example

Recent advances in petri nets and concurrency

CEUR Workshop Proceeding

Sixth Workshop and Tutorial on Practical Use of Coloured Petri Nets and the CPN Tools Aarhus, Denmark, October 24-26, 2005

This booklet contains the proceedings of the Sixth Workshop on Practical Use of Coloured Petri Nets and the CPN Tools, October 24-26, 2005. The workshop is organised by the CPN group at the Department of Computer Science, University of Aarhus, Denmark. The papers are also available in electronic form via the web pages: http://www.daimi.au.dk/CPnets/workshop0