UML状态迁移策略研究：基于层次着色Petri网

"这篇论文是2008年由姚淑珍和金茂忠发表在北京航空航天大学学报上，探讨了基于Petri网的UML状态迁移策略。文章深入分析了UML状态图的语义，并介绍了Petri网的基础特征，特别是其在建模事件并发、同步和冲突方面的优势。研究提出了一种新的模型——层次着色Petri网（Hierarchical Colored Petri Net，HCPN），这是在着色Petri网和层次化Petri网的基础上发展而来的。HCPN的不同层通过库所子网或变迁子网相互关联，能够用于构建无二义性、可执行且可验证的UML状态图模型。论文通过实例展示了如何利用这些关联从HCPN合并得到标注Petri网，并强调了标注Petri网在事件驱动仿真过程中的应用，以及转换为基本Petri网后进行特性分析的可能性，以便对UML状态图模型进行合理评估和系统改进。该研究受到了航空科学基金的资助。" 本文的核心内容是将Petri网的理论应用于统一建模语言（UML）的状态机表示。UML是一种广泛使用的建模工具，尤其在软件工程领域，其状态图用于描述对象的行为。然而，UML状态图在处理并发性和冲突时可能会产生二义性。为了解决这个问题，作者提出了层次着色Petri网（HCPN）的概念。Petri网是一种图形模型，擅长表示并发执行的活动和事件间的同步关系，这对于理解和建模复杂的系统行为特别有用。 HCPN结合了着色Petri网（CPN）的特性，可以为不同的状态和转换分配颜色，以增加模型的表达力。同时，层次结构允许将复杂模型分解为更小、更易于管理的部分。在HCPN中，不同层次的CPN通过特定类型的子网（如库所子网或变迁子网）相互连接，以保持模型的一致性和完整性。 通过实例，作者展示了如何从HCPN构建标注Petri网，这是一种更具体的表示形式，可以直接指导事件驱动的仿真。此外，通过转换标注Petri网到基本的Petri网，可以进行进一步的分析，如可达性分析、死锁检测等，以评估UML状态图模型的有效性和正确性。这种方法有助于发现并改进建模过程中的问题，确保系统的可靠性和性能。 该论文为UML状态图提供了一种强大的建模和分析工具，利用Petri网的并发性和同步特性，使得软件设计者能够更准确地理解和验证复杂的系统行为。这一研究对于提高软件开发的效率和质量具有重要意义。