D01:10.13374.isml00103x.2007.10.22 第29卷第10期 北京科技大学学报 Vol.29 No.10 2007年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0et.2007 基于Petri网的ECA规则建模 宋丽)艾迪明) 1)军械工程学院管理工程系.石家庄0500032)军械工程学院军械技术研究所.石家庄050003 摘要在Petri网理论基础上.对ECA规则进行了建模研究，建立了基本Petri网模型.对如何用Petri网表示具有复合事件 ECA规则进行了专门分析.提出了扩展的Peti网系统.并综合考虑ECA规则自身特性，建立了ECA规则系统Petri网模型. 比较全面地反映了ECA规则系统特性.通过构建可达树和变迁序列，可以较为清楚地了解ECA规则系统及其行为特性，便 于对规则系统进行合理性验证，以帮助系统管理员对其进行分析和管理. 关键词Peti网：ECA规则；复合事件 分类号TP18 主动数据库系统通常采用主动规则系统来实现 Peti理论对模型进行分析，能够比较全面、深入地 主动功能，而主动规则系统一般采用ECA规则模 了解ECA规则系统及其行为特性.虽然己有类似 型F习.ECA规则系统是一个复杂的规则系统，规 文献利用Peti网技术对ECA规则系统建模分析. 则设计人员很难预测他们设计的规则会给数据库状 如文献[4]提出了约束库所/变迁网(constraint 态带来什么样的影响.因此，只有对ECA规则系统 place/transit net,.简称CP/T网)，并利用该网对主 进行全面、深入的了解，才能进行有效的规则验证， 动规则进行建模分析，但其在建模过程中并未考虑 以保证规则系统的合理性、数据库主动功能的实现 事件-条件-动作间的耦合关系. 及数据库状态的正确性. 本文在Petri网的基础上，对ECA规则进行了 ECA规则系统之所以复杂，是由于它的行为十 建模研究：提出了一种扩展Peti网系统并以此建 分复杂.首先ECA规则由事件触发，这里的事件或 立了ECA规则模型，它能够充分反映ECA规则自 许是外部或用户行为引发的，或者为前一规则造成 身特性 的.而且规则的触发事件可以是原子事件，也可以 是复合事件.另外，当规则被触发后，并未处于激活 1ECA规则的基本Petri网模型 状态，只有系统状态满足判断条件才算激活，进而执 1.1 Petri网基本原理 行相应的动作.而何时激活规则和执行动作，则由 Petri网是Peti于1962年在他的博士论文中 规则的调度、耦合方式决定.因此如果没有很好的 首次提出的，用于描述计算机事件之间的关系，描述 分析工具和方法，难免造成规则间的矛盾和冲突. 离散事件系统中复杂的事件之间的先后、并行、异步 目前对于ECA规则系统的分析，主要采用规则 等关系，并能方便地描述制造系统中资源冲突、死锁 执行图分析方法，如触发图、活化图等，但其只能 及缓冲区容量问题. 刻画出规则间的触发、激活关系，而无法体现每条规 定义1Peti网为一个三元组N=(S,T: 则的触发、激活过程.因此这种方法并不能全面反 F),其中，S和T分别称为N的库所(place)集和变 映出ECA规则自身特性也不能真正体现出规则系 迁(transition)集F为流关系(flow relation),其充分 统行为的复杂性.Peti网具有良好的形式化基础， 必要条件为可： 能够方便地描述系统状态的变化，并有较为成熟的 (1)S∩T=0: 分析理论，在系统建模、行为分析等方面是强有力的 (2)SUT≠0： 描述分析工具.因此利用Petri网技术对ECA规 (3)FCSX TU TX S; 则系统建模，充分考虑ECA规则自身特性并利用 (4)dom(F)U cod(F)=SUF. 收稿日期：200606-19修回日期：2007-03-07 其中dom(F)={x|3y(x,y)∈F},cod(F)= 基金项目：国家自然科学基金资助项目(N0.60375038) {yl3xx,y)∈F}分别为F的定义域和值域. 作者简介：宋丽(1980一)，女博士研究生：艾迪明(1973一)，男， 高级工程师 库所和变迁又分别称为S-元素和T-元素，或基于 Petri 网的 ECA 规则建模 宋 丽1) 艾迪明2) 1) 军械工程学院管理工程系, 石家庄 050003 2) 军械工程学院军械技术研究所, 石家庄 050003 摘 要 在 Petri 网理论基础上, 对 ECA 规则进行了建模研究, 建立了基本 Petri 网模型.对如何用 Petri 网表示具有复合事件 ECA 规则进行了专门分析.提出了扩展的 Petri 网系统, 并综合考虑 ECA 规则自身特性, 建立了 ECA 规则系统 Petri 网模型, 比较全面地反映了 ECA 规则系统特性.通过构建可达树和变迁序列, 可以较为清楚地了解 ECA 规则系统及其行为特性, 便 于对规则系统进行合理性验证, 以帮助系统管理员对其进行分析和管理. 关键词 Petri 网;ECA 规则;复合事件 分类号 TP18 收稿日期:2006-06-19 修回日期:2007-03-07 基金项目:国家自然科学基金资助项目( No .60375038) 作者简介:宋 丽( 1980—) , 女, 博士研究生;艾迪明( 1973—) , 男, 高级工程师 主动数据库系统通常采用主动规则系统来实现 主动功能, 而主动规则系统一般采用 ECA 规则模 型 [ 1-2] .ECA 规则系统是一个复杂的规则系统, 规 则设计人员很难预测他们设计的规则会给数据库状 态带来什么样的影响 .因此, 只有对 ECA 规则系统 进行全面、深入的了解, 才能进行有效的规则验证, 以保证规则系统的合理性、数据库主动功能的实现 及数据库状态的正确性. ECA 规则系统之所以复杂, 是由于它的行为十 分复杂.首先, ECA 规则由事件触发, 这里的事件或 许是外部或用户行为引发的, 或者为前一规则造成 的.而且规则的触发事件可以是原子事件, 也可以 是复合事件 .另外, 当规则被触发后, 并未处于激活 状态, 只有系统状态满足判断条件才算激活, 进而执 行相应的动作.而何时激活规则和执行动作, 则由 规则的调度 、耦合方式决定 .因此, 如果没有很好的 分析工具和方法, 难免造成规则间的矛盾和冲突. 目前对于 ECA 规则系统的分析, 主要采用规则 执行图分析方法, 如触发图 、活化图等[ 3] , 但其只能 刻画出规则间的触发 、激活关系, 而无法体现每条规 则的触发 、激活过程 .因此, 这种方法并不能全面反 映出 ECA 规则自身特性, 也不能真正体现出规则系 统行为的复杂性 .Petri 网具有良好的形式化基础, 能够方便地描述系统状态的变化, 并有较为成熟的 分析理论, 在系统建模、行为分析等方面是强有力的 描述分析工具.因此, 利用 Petri 网技术对 ECA 规 则系统建模, 充分考虑 ECA 规则自身特性, 并利用 Petri 理论对模型进行分析, 能够比较全面、深入地 了解 ECA 规则系统及其行为特性 .虽然已有类似 文献利用 Petri 网技术对 ECA 规则系统建模分析, 如文献[ 4] 提出 了约束 库所/变迁网 ( constraint place/ transit net, 简称 CP/ T 网) , 并利用该网对主 动规则进行建模分析, 但其在建模过程中并未考虑 事件-条件-动作间的耦合关系 . 本文在 Petri 网的基础上, 对 ECA 规则进行了 建模研究 ;提出了一种扩展 Petri 网系统, 并以此建 立了 ECA 规则模型, 它能够充分反映 ECA 规则自 身特性 . 1 ECA 规则的基本 Petri 网模型 1.1 Petri 网基本原理 Petri 网是 Petri 于 1962 年在他的博士论文中 首次提出的, 用于描述计算机事件之间的关系, 描述 离散事件系统中复杂的事件之间的先后、并行、异步 等关系, 并能方便地描述制造系统中资源冲突、死锁 及缓冲区容量问题 . 定义 1 Petri 网为一个三元组 N =( S , T ; F) , 其中, S 和 T 分别称为 N 的库所( place) 集和变 迁( transition) 集, F 为流关系( flow relation) , 其充分 必要条件为[ 5] : ( 1) S ∩ T = ; ( 2) S ∪ T ≠ ; ( 3) F S ×T ∪ T ×S ; ( 4) dom( F ) ∪ cod( F) =S ∪ F . 其中 dom( F ) ={x y ∶( x , y ) ∈ F}, cod( F ) = {y x∶( x , y ) ∈ F}分别为 F 的定义域和值域 . 库所和变迁又分别称为 S -元素和 T -元素, 或 第 29 卷 第 10 期 2007 年 10 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol.29 No.10 Oct.2007 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2007.10.022