SIMTHESys：一种混合系统高级建模语言与性能评估

"SIMTHESys: 混合系统建模与性能评估的高层次描述语言" SIMTHESys 是一种用于混合系统建模和性能评估的高层次描述语言，旨在简化混合系统的分析。混合系统（Hybrid Systems, HS）是计算机科学和工程领域的一种重要建模工具，它结合了连续动态和离散事件的特性，能够有效地描述跨越多个领域的复杂行为，如生物学、网络和电信等。HS 的传统分析通常依赖于底层细节的精确描述，这需要建模者明确指定每个状态，这种方式既繁琐又容易出错。 SIMTHESys 基于分段确定性马尔可夫过程（Segmented Deterministic Markov Processes, SDMPs），这是一种随机模型，其随机性体现在离散的点事件中。这种建模方法提供了一个更加抽象和用户友好的环境，允许模型构建者以更高级别的概念来描述混合系统的行为，从而简化建模过程。 元建模（Meta-modeling）是SIMTHESys的一个核心概念，它允许用户创建和扩展自己的建模形式主义。这种灵活性使得SIMTHESys能够处理多种不同的建模语言，包括流体随机Petri网和混合Petri网，这些网络类型已经在HS建模中显示出强大的潜力。 混合Petri网（Hybrid Petri Nets, HPNs）是SIMTHESys支持的一种特定建模工具，它结合了传统的Petri网的离散事件模型和连续变量，能够模拟系统中的时间和物理效应。通过SIMTHESys，HPNs和其他建模形式可以被转换为SDMPs，从而便于性能评估和分析。 SIMTHESys 提供了一种有效的方法来解决如数据中心能源消耗这样的实际问题。在示例中，作者展示了如何使用Petri网和混合Petri网来建立模型，然后利用SIMTHESys进行转换和分析，以评估系统的性能和能耗。 关键词：性能评估，混合系统，元建模，分段确定性马尔可夫过程，随机模型，Petri网，混合Petri网，能源消耗模型。 这篇论文强调了HS建模的挑战以及使用SIMTHESys作为高层次建模工具的优势。通过提供一个通用的框架，SIMTHESys使得研究者和工程师能够更高效地建模和评估复杂系统的性能，而不必深入到底层的数学细节中。此外，它的开放获取性质意味着这个工具和技术可以广泛地应用于学术界和工业界，促进混合系统建模和分析的进一步发展。