Petri网课程：从入门到应用，探索异步并发与控制理论

本课程计划与教材围绕Petri网展开，这是一种强大的工具，由德国科学家Carl Adam Petri在1962年的博士论文中提出，用于描述异步并发系统的复杂行为。Petri网以其形象直观的图形表示，如token游戏和物理进程，将抽象的数学概念可视化，从而在生物学、化学、物理学和数学等多个领域中找到应用。 课程分为四部分： 1. 入门篇（2章）： - 引入了Petri网的魅力，强调其对并发过程的表达能力，以及其作为描述和仿真的数学模型。课程还讨论了时间在Petri网中的角色，如全局控制流的问题，比如人为控制导致的主观与客观冲突，以及全球状态和时间概念在实际系统中的挑战。全球时间的管理在Petri网中是通过逻辑时钟来处理的，而非实现实体时钟，以避免同步实现中的困难。 2. 系统篇（3章）： - 深入探讨了基本网系统、库所/变迁系统和高级网系统，这些概念用于建模并行环境中的过程和依赖关系。这部分还涵盖了全局状态和局部状态的关系，以及如何用Petri网描述和解决排队问题，避免全局控制的不现实性。 3. 应用篇（1章）： - 提供了电梯控制系统的实例，展示了Petri网在实际应用中的价值。通过这个案例，学习者可以理解Petri网如何应用于实际问题解决，特别是对于复杂系统动态的模拟和优化。 4. 辅助知识： - 课程还涉及科学理论的概念，如模型和规则的建立，以及好的科学理论应具备的特征。此外，课程明确指出Petri网不会涉及概率，强调了概率在某些情况下的局限性，以及度量和同步的概念，区分了同步和异步系统。 总结来说，这门课程提供了一个深入理解Petri网理论和实践的框架，旨在帮助学习者掌握这一工具，用于设计、分析和控制异步并发系统，特别是在面临复杂全局控制和不确定性问题的环境中。通过实例演示，学员能更好地掌握Petri网在系统建模和优化中的应用。