鍋爐仿真中并行死鎖問題的研究.pdf

1、隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,為滿足用戶的不同需求,越來越多的軟件在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用,尤其是仿真軟件的發(fā)展應(yīng)用;近年來,一些特定領(lǐng)域針對特定需求而開發(fā)的仿真軟件在實際生產(chǎn)生活中充當(dāng)了至關(guān)重要的角色,并且部分軟件已經(jīng)發(fā)展到了教育培訓(xùn)方向。工業(yè)鍋爐運(yùn)行的仿真軟件,用來完成對人員的培訓(xùn)及考核工作,不僅可以節(jié)省人力物力資源,同時也避免了實際操作過程中的不安全因素。
　　 死鎖是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的一種常見錯誤,雖然是不可避免的,但仍需

2、要選擇合適的方法盡可能多地排除它。我們希望在軟件開發(fā)初期的設(shè)計階段,就盡可能地發(fā)現(xiàn)錯誤和死鎖,從而減少后期維護(hù)的成本,因此研究軟件設(shè)計中的死鎖檢測方法就非常有必要。本文將對鍋爐運(yùn)行仿真軟件的設(shè)計過程進(jìn)行詳細(xì)地分析,完成了從建模工具的選擇到模型的建立,并深入研究了系統(tǒng)設(shè)計階段的死鎖檢測算法,主要完成的內(nèi)容和研究成果如下:
　　 (1)從需求分析入手,對整個過程進(jìn)行建模。通過分析,根據(jù)軟件的性質(zhì)和各種建模分析方法的特點(diǎn),選擇了UML

3、和Petri網(wǎng)這兩種建模工具。利用UML的圖形描述優(yōu)勢,自頂向下對系統(tǒng)進(jìn)行建模,得到整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和每個模塊的活動圖或狀態(tài)圖。
　　 (2)根據(jù)不同圖形元素研究了UML到Petri網(wǎng)的轉(zhuǎn)化規(guī)則,主要的圖形元素包括并行、選擇、合并和匯合,針對每一種情況將狀態(tài)和轉(zhuǎn)換、庫所和變遷互相對應(yīng),得到轉(zhuǎn)化規(guī)則;再利用規(guī)則將每個模塊的UML模型轉(zhuǎn)化為Petri網(wǎng)模型;Petri網(wǎng)建模完成后,利用Petri網(wǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)定理和分析方法,分析了系統(tǒng)的

4、靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動態(tài)性質(zhì),從理論上證明了系統(tǒng)的可達(dá)性、有界安全性和活性。
　　 (3)整個系統(tǒng)包括六個流程,每個流程又包括復(fù)雜的環(huán)節(jié),為了保證每個模塊的順利運(yùn)行,不產(chǎn)生死鎖、堵塞現(xiàn)象,論文采用了Petri網(wǎng)的可達(dá)樹分析方法,重點(diǎn)研究鍋爐仿真系統(tǒng)的并行死鎖問題。針對系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn),對已有的可達(dá)樹死鎖檢測算法進(jìn)行改進(jìn),全面考慮導(dǎo)致死鎖的因素,通過算法檢測出的死鎖因素包括:死鎖標(biāo)識、重復(fù)標(biāo)識、死變遷和不可逆達(dá)標(biāo)識;死鎖標(biāo)識可根據(jù)多個并發(fā)過程