Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-02-22Bitstream added on 2014-06-13T19:08:13Z : No. of bitstreams: 1 dias_gl_me_ilha.pdf: 1512537 bytes, checksum: d4d0e5ee3964bcbc96c83e3996d96313 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Neste trabalho apresentam-se quatro ferramentas de síntese digital, capazes de converter máquinas de estados finitos modeladas em rede de Petri para uma descrição VHDL correspondente à maquina modelada. As máquinas de estados finitos nos modelos de Mealy ou Moore são representadas em rede de Petri Lugar/Transição através de duas metodologias de modelagem desenvolvidas. Uma das metodologias modela apenas máquinas do tipo Mealy, enquanto que a outra modela máquinas de Mealy e Moore. As metodologias e o tipo de tradução da rede de Petri que se deseja obter são fatores essenciais para definir as ferramentas que serão utilizadas. Duas das ferramentas desenvolvidas traduzem o modelo da rede de Petri em uma tabela de transição de estados e as outras duas ferramentas traduzem o modelo da rede de Petri em uma descrição comportamental na linguagem VHDL. Dependendo da ferramenta utilizada é necessário integrar outras ferramentas de síntese, desenvolvidas em trabalhos anteriores, no processo de tradução da rede de Petri para VHDL. A aplicabilidade das ferramentas e metodologias desenvolvidas foi concluída através de simulações dos códigos VHDL obtidos. / In this work we present four digital synthesis tools capable of converting finite state machines modeled in Petri nets into a corresponding VHDL description. Mealy or Moore finite state machine models are represented in Place/Transition Petri nets through two possible methodologies, developed during this work. With one of the methodologies only Mealy machines can be modeled, while the with other both Mealy and Moore type machines can be dealt with. The methodologies and the kind of Petri net translation one desires to obtain are essential factors to determine the tools to be used. Two among the tools we developed translate a Petri net description into a state transition table, while the other two translate the Petri net description into a VHDL behavioral one. Depending on which of them is used it is also necessary to use some other synthesis tools developed by members of our research group. The adequacy of the developed methodologies an tools to the synthesis process has been verified through the simulation of the VHDL codes generated by our tools.

Orientador: Norian Marranghello / Banca: Aledir Silveira Pereira / Banca: Alexandre Cesar Rodrigues da Silva / Banca: Furio Damiani / Banca: Paulo Romero Martins Maciel / Resumo: O objetivo desta tese é o desenvolvimento de uma arquitetura multiprocessada e reconfiguravel que permita a implementação física de sistemas de controle descritos por meio de Redes de Petri coloridas de arcos constantes T-temporizadas e que possuam pro- babilidade de disparo nas transições. A arquitetura pode ser utilizada para implementar sistemas de controle (e n~ao para a avaliacao das propriedades da Rede de Petri), permi- tindo a implementacao física por meio de mapeamento tecnologico diretamente no nível comportamental, sem a necessidade de se utilizar um processo de síntese de alto nível para descrever o sistema em equações booleanas e tabelas de transição de estados. A arquitetura é composta por um arranjo de blocos de configuracao denominados BCERPs, por blocos reconfiguráveis denominados BCGNs e por um sistema de comunicacão, implementado por um conjunto de roteadores. Os blocos BCERPs podem ser configurados para implementar as transições da Rede de Petri e seus respectivos lugares de entrada. Blocos BCGNs são utilizados pelos blocos BCERPs para a geração de numeros pseudo-aleatorios. Estes numeros podem definir a probabilidade de disparo das transições e tambem podem ser usados no processo de resolução de conflito, que ocorre quando uma transição possuir um ou mais lugares de entrada compartilhados com outras transições. O sistema de comunicacão possui uma topologia de grelha, tendo como principal função o roteamento e armazenamento de pacotes entre os blocos de configuração. Os roteadores e blocos de configuração BCERPs e BCGNs foram descritos em VHDL e implementados em FPGAs. / Abstract: The goal of this thesis is to develop a reconfigurable multiprocessed architecture that allows the physical implementation of systems described by T-timed colored Petri nets with constant arcs having transitions with firing probabilities. The architecture can be used to implement control systems (not to evaluation Petri net properties). With this architecture, physical implementation of systems can be achieved through technology mapping directly from behavioral level, without the need to go through an expensive high level synthesis process to describe the system into boolean equations and state transition tables. The architecture comprises an array of configuration blocks named BCERPs; reconfigurable blocks named BCGNs; and a communication system implemented using a set of routers. BCERP blocks can be configured to implement Petri net transitions as well as the corresponding input places. BCGN blocks are used by BCERPs for pseudo random number generation. These numbers can define transitions firing probabilities. They can also be used for conflit resolution, which happens when two or more transitions share one or more input places. The communication system presents a grid topology. Its main functions are packet storage and routing among configuration blocks. The routers, BCGNs and BCERPs configuration blocks were described in VHDL and implemented in FPGAs. / Doutor

Neste trabalho se estuda os principais métodos de planejamento temporal. Propõe soluções baseadas no grafo de planos, bem como soluções baseadas na tradução deste em Redes de Petri Temporais. Objetivando a contextualização do cenário em que o presente trabalho se insere, é apresentada uma revisão dos algoritmos que fazem o tratamento de problemas de planejamento clássico e o planejamento temporal. Propõe-se um novo método de tratamento temporal sobre o grafo de planos e sua tradução para uma Rede de Petri Temporal. / In this work it is studied the main methods of temporal planning. It is proposed solutions based on graph of plans as well as solutions based on the translation of graph of plans into time Petri nets. A review is presented about the algorithms for the treatment of classical planning and temporal planning. This review aims at to present the context of this work. Subsequently, it is proposed a new method of temporal treatment for the graph of plans and its translation into a time Petri net.

Neste trabalho se estuda os principais métodos de planejamento temporal. Propõe soluções baseadas no grafo de planos, bem como soluções baseadas na tradução deste em Redes de Petri Temporais. Objetivando a contextualização do cenário em que o presente trabalho se insere, é apresentada uma revisão dos algoritmos que fazem o tratamento de problemas de planejamento clássico e o planejamento temporal. Propõe-se um novo método de tratamento temporal sobre o grafo de planos e sua tradução para uma Rede de Petri Temporal. / In this work it is studied the main methods of temporal planning. It is proposed solutions based on graph of plans as well as solutions based on the translation of graph of plans into time Petri nets. A review is presented about the algorithms for the treatment of classical planning and temporal planning. This review aims at to present the context of this work. Subsequently, it is proposed a new method of temporal treatment for the graph of plans and its translation into a time Petri net.

No presente trabalho serão apresentadas questões usuais em jogos diferenciais, nos quais os jogadores envolvidos têm objetivos diferentes; ou seja, enquanto um dos jogadores tenta fugir, o outro tenta pegar. Além disso, será definido um modelo de especificação para o jogo diferencial lobos e cordeiro. As Redes de Petri foram escolhidas como forma de especificação para o jogo proposto. Assim, o objetivo será estabelecer estratégias eficientes para o jogo lobos e cordeiro para que se possa realizar um estudo da complexidade das questões apresentadas para este jogo, levando-se em consideração a especificação formal apresentada para tal jogo. / In this work usual questions in differential games will be presented, in which the involved players have different objectives; that is, while one of the players tries "to run away", the other tries "to catch". Moreover, a specification for the differential game "wolves and lamb" will be defined. The Petri Nets had been chosen as specification formalism for the considered game. Thus, the objective is to establish efficient strategies for the game wolves and lamb so that we can carry out a study of the complexity of the presented questions, taking into consideration the presented formal specification for the game.

Esquemas baseados em grafos, em diferentes níveis de formalismo, são um forte apelo para a constituição de representações de sistemas complexos e de grande porte aplicados em várias áreas do conhecimento. Este fato responde pelo crescimento acentuado de métodos e representações formais baseadas em grafos e aplicadas em diferentes áreas, especialmente na Engenharia. As Redes de Petri (RdP) constituem um destes métodos, que apareceu em 1962 e desde então tem contribuído para o avanço dos métodos formais para o tratamento de sistemas de controle, sistemas discretos, logística, workflow, cadeia de fornecedores, redes de computadores, e uma variada classe de outros sistemas. Da mesma forma que outras representações formais, as primeiras tentativas de uso prático destas redes estiveram sempre ligadas ao domínio de aplicação, o que levou à criação de várias extensões. Por outro lado, a necessidade de se aplicar a representação em redes para sistemas de grande porte suscitou a discussão sobre as limitações do formalismo e sobre a necessidade de se inserir redes de alto nível. No entanto, todo este desenvolvimento, apesar de sua difusão em diferentes domínios, levantou a discussão sobre a unificação das redes. Desde 1992 a unificação do formalismo das RdPs é discutida pela comunidade acadêmica e, finalmente, no início deste século um padrão ISO/IEC foi proposto. Esta proposta conduz a dois desafios: i) mostrar que um formalismo de redes que seja candidato a ser usado na prática pertença de fato à classe de redes prescrita pelo padrão; ii) participar da discussão sobre a semântica das extensões propondo ambientes computacionais para o uso prático na modelagem e design de sistemas de grande porte. A rede GHENeSys, concebida e desenvolvida no Design Lab da Universidade de São Paulo, é uma rede estendida com conceitos de orientação a objetos, um mecanismo de hierarquia e, até o momento, parece ser uma das primeiras tentativas de prover um ambiente de modelagem e design com as propriedades de uma rede unificada, com capacidade para cobrir as diferentes variantes das RdP e suas extensões. Neste trabalho é apresentada uma proposta de ambiente integrado de modelagem para a representação de sistemas a eventos discretos (SEDs) em RdP, baseada em um formalismo enquadrado dentro da norma ISO/IEC 15909 recentemente proposta. Este formalismo é a rede GHENeSys, que terá sua definição estendida utilizando como base a definição das RdPs Coloridas (CPN) com o objetivo de permitir a representação de tipos nas marcas. Um protótipo para testes, resultado da integração de diversos trabalhos desenvolvidos separadamente por membros do D-Lab que nunca foram implementados nem integrados em formalismo único, é apresentado. Este protótipo é utilizado em um estudo de caso com a finalidade de validar de forma prática os novos elementos acrescentados à definição da rede GHENeSys para permitir a modelagem de sistemas utilizando os elementos das RdPs de alto nível. / Graph schemas are a strong approach to the representation (in dierent degrees of formality) of large and complex systems in several areas of knowledge. This fact has provided a continuous growth of methods and new formal schemas, specially in Engineering. Petri Nets(PN) are one of these methods, which appears in 1962 and since then has improved the representation of discrete control, discrete systems, logistics, workflow, supply chain, computer networks, and a variety of other systems. As any other representation, the first attempts to use it in practice were always made in a close relation between the representation and the domain of discourse, openning opportunity for several extensions. Also the need to use it in large systems brought a discussion about the formalism and the need for high level systems. However, all this development, besides the broad use in different domains, rose the need for an unified approach. Since 1992 such unification has been addressed by the scientific community and finally, in the beginning of this century, a ISO/IEC standard was proposed. That proposal also brings two new challenges: i) to show that any proposed net that belongs to Petri Net class proved itself as satisfying the requirements of the standard; ii) to enter the discussions of the semantics of extensions and also provide practical and unified system environments that can really support the design of large and complex systems. In this work, we present a proposal for the developing of an integrated modeling environment for the representation of discrete event systems using Petri Nets. This environment will use an underlying formalism framed within the rules defined recently by the ISO/IEC, in the standard 15909. The formalism to be used will be the GHENeSys net, which will have its definition extended using the definition of the Coloured PN (CPN) as a starting point in order to allow the representation of types within the net tokens. A testing prototype for this integrated modeling environment, result of the integration of several previous works of D-Lab members that were never implemented or integrated in a unique formalism, is presented. This prototype will be used in a case study in order to validate in practical way the new elements added to the definition of GHENeSys, to allow the modeling of systems using the elements of HLPNs.

A fase inicial de projeto de sistemas, baseada na elicitação, modelagem e análise dos requisitos é considerada a mais complexa e a mais estratégica para obtenção de bons resultados. Por conseguinte, erros precisam ser detectados durante esta fase inicial, antes de começar a implementação, evitando assim o desperdício de tempo e recursos. Este trabalho propõe um método formal de modelagem, análise e verificação de requisitos, partindo de uma representação semi-formal de requisitos em UML, e utilizando o formalismo das Redes de Petri para proceder à modelagem, análise e verificação. Propriedades das redes de Petri, tais como invariantes, são usadas para analisar os requisitos, permitindo uma validação antecipada dos requisitos no processo de design. O objetivo deste trabalho é estender a aplicação das redes de Petri como representação formal para a modelagem e análise de requisitos, endereçando assim a fase anterior às especificações. Pressupõe-se a existência de uma disciplina de projeto baseada em modelos (model driven) que abrange a fase inicial do projeto e se propaga para a modelagem e verificação de soluções. Assim, a abordagem proposta nesta tese se encaixa plenamente em um processo orientado a modelos que use a mesma linguagem: as redes de Petri. / The first stage of system design, which includes elicitation, modeling, and analysis of requirements is considered at the same time, very complex and very strategic to achieve proper results.Therefore it is important to detect mistakes both, conceptual and in requirements, before implementation begins, avoiding the waste of time and resources. This work proposes a formal method for modeling, analysis and verification of requirements, starting with a semi-formal representation of requirements in UML. Petri net and its properties such as invariants are used to analyze requirements, thereby allowing that requirements can be validated earlier. The main objective of this work is to extend the application of Petri Nets, as a formal representation, to requirements phase, addressing specification building. It is assumed that there is a model driven design approach that encompass the initial (requirements) phase and goes through the modeling and verification of solutions. Therefore the approach proposed in this work fits a model driven general approach which could use the same formal language: Petri Nets.

No mercado global e digital, as empresas são desafiadas a encontrar caminhos inovadores para atender o aumento da pressão -competitiva. A competição é uma das formas de interação das organizações, além da colaboração e da cooperação. A cooperação e a colaboração apresentam formas de produzir conjuntamente aumentando o potencial de atendimento das empresas. Os desafios mais encontrados no mercado são: reduzir os custos, sempre assegurar qualidade e personalizar os produtos e serviços. Um fenômeno de negócios comum hoje é a terceirização da manufatura e da logística para fornecedores domésticos e estrangeiros e provedores de serviços. Essa terceirização provoca, intrinsecamente, um espalhamento geográfico da produção em novos centros que oferecem vantagens nos recursos energéticos, matérias primas e centros de produção de conhecimento. Essa terceirização pode ser realizada também nas formas de colaboração e cooperação. Para isso, as empresas necessitam estabelecer uma forma de confiança entre si. No conceito de empresa virtual, a confiança é amplamente discutida para atingir uma colaboração e/ou cooperação entre empresas. O objetivo deste trabalho é propor e modelar uma ferramenta que atenda as necessidades das empresas para colaboração e/ou cooperação entre elas, considerando suas necessidades de confiança. As empresas aqui são vistas como sistemas produtivos, com suas camadas de gerenciamento de negócios, de acordo com o padrão ANSI/ISA 95. Além disso, um tipo de interpretação da rede de Petri, chamada de rede de Petri produtiva é introduzida como ferramenta para descrever o processo produtivo realizado pelas empresas na forma de workflow. A modelagem dessa arquitetura do sistema produtivo utiliza técnicas de sistemas distribuídos, como a arquitetura orientada a serviços. Além disso, um dos enfoques é das necessidades para o desenvolvimento de novos produtos, que envolve o desafio de personalização. Testes foram realizados para avaliar a proposta de workflow com pessoas de diferentes níveis de conhecimento sobre os processos, sejam de manufatura, sejam de outras áreas. Já a arquitetura proposta foi submetida a um estudo analítico das hipóteses levantadas no ambiente colaborativo. / In global and digital market, companies are challenged tof ind innovative ways to meet the increased competitive pressure. Competition is one way of interacting for organizations, as well as collaboration and cooperation. Cooperation and collaboration have ways to produce together increasing the potential of companies of meeting demands. Challenges most commonly found on the market are reducing costs, always ensuring quality and customizing products and services. A common business phenomenon today is the outsourcing of manufacturing and logistics for domestic and foreign suppliers and service providers. This outsourcing causes, intrinsically, a geographical spread of production in new centers which offer advantages in energy resources, raw materials and knowledge production centers. This outsourcing can be done also in the ways of collaboration and cooperation. For this, companies need to establish a trust between them. In the concept of virtual enterprise, trust is widely discussed to achieve the collaboration and/or cooperation between companies. The goal of this work is proposing and modeling a tool that meets the needs of companies for collaboration among them, considering their trust needs. Companies are understand as productive systems, in here, with their business process management layers, according to the standard ANSI/ISA 95. In addition, a kind of interpretation of Petri net, called productive Petri net is introduced as a tool to describe the production process performed by companies as workow. The modeling of this architecture of productive system uses techniques of distributed systems, such as service-oriented architecture. Furthermore, one of the approaches is the need for developing new products, which involves the customization challenge. Tests were conducted to evaluate the proposal of workflow with people from different levels of knowledge about the processes, both manufacturing and other areas. And the proposed architecture was studied analytically with the hypotheses elaborated from the collaborative environment.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Web Services (WS) sÃo pilares para a construÃÃo de aplicaÃÃes orientadas a serviÃos. Uma sÃrie de linguagens para a composiÃÃo de serviÃos web tÃm sido propostas, sendo formado um consenso em torno da linguagem de execuÃÃo de processos de negÃcio (BPEL). BPEL centra-se em processos de negÃcio que orquestram interaÃÃes de WS. No entanto, em geral, processos de negÃcio sÃo compostos por um amplo espectro de atividades que exigem muitas vezes a participaÃÃo humana para executar tarefas, rever ou aprovar medidas e inserir dados. Essas interaÃÃes humanas sÃo abordadas em uma nova especificaÃÃo do BPEL denominada de BPEL4People. BPEL4People introduz a atividade humana para BPEL. Com o uso do BPEL4People, modelos formais (como as redes de Petri) de BPEL4People tÃm sido propostos. Com base em modelos formais à possÃvel a realizaÃÃo de anÃlises formais, tais como anÃlise de desempenho de modelos para descobrir possÃveis problemas em WS orquestrados com o BPEL4People. Hà duas dimensÃes importantes para o desempenho de WS: tempo de resposta e escalabilidade. O tempo de resposta à a capacidade de um sistema de prover tempos aceitÃveis para suas atividades e a escalabilidade à a capacidade de um sistema de continuar a cumprir seus objetivos de tempo de resposta quando a demanda pelo mesmo aumenta. Alguns trabalhos tÃm sido propostos acerca da anÃlise do desempenho de WS orquestrados com o BPEL. Nesta tese, à proposta uma arquitetura denominada ``SOASPE' (SOA + SPE) para a transformaÃÃo de cÃdigos BPEL4People em redes de Petri estocÃsticas generalizadas - Generalized Stochastic Petri Nets (GSPN) e redes de Petri coloridas - Coloured Petri Net (CPN). AtravÃs dos modelos GSPN e CPN de BPEL4People à possÃvel avaliar o desempenho dos WS orquestrados com o BPEL4People atravÃs da comparaÃÃo dos seus tempos de resposta reais quando submetidos a uma quantidade de requisiÃÃes e dos tempos de resposta dos modelos GSPN e CPN dos WS gerados pela arquitetura ``SOASPE' quando realizadas simulaÃÃes com a mesma quantidade de requisiÃÃes. Durante a transformaÃÃo de cÃdigos BPEL4People, as redes de Petri sÃo usadas para modelar atividades BPEL e as atividades humanas. EntÃo, pela simulaÃÃo dos modelos gerados, problemas potenciais com o desempenho de WS orquestrados com o BPEL4People podem ser detectados. / Web Services (WS) are pillars for the construction of service-oriented applications. A number of languages for web service composition have been proposed, formed a consensus on the language of business process execution (BPEL). BPEL focuses on business processes that orchestrate WS interactions. However, in general, business processes are composed of a broad spectrum of activities that often require human involvement to perform tasks, review or approve steps and enter data. These human interactions are discussed in a new specification of BPEL called BPEL4People. BPEL4People introduces human activity to BPEL. With the use of BPEL4People, formal models (such as Petri nets) of BPEL4People have been proposed. Based on formal models is possible to perform formal analysis, such as performance analysis of models to discover potential problems with the WS orchestrated with BPEL4People. There are two dimensions important to the performance of WS: response time and scalability. The response time is the ability of a system to provide an acceptable time for their activities and scalability is the ability of a system to continue to fulfill its goals of response time when demand for it increases. Some works have been proposed about the performance analysis of WS orchestrated with BPEL. In this thesi, it is proposed an architecture called ``SOASPE' (SOA + SPE) for the transformation of the BPEL4People code in generalized stochastic Petri nets (GSPN) and colored Petri nets (CPN). Through the GSPN and CPN models of BPEL4People is possible to evaluate the performance of WS orchestrated with BPEL4People by comparing their real response times when subjected to a number of requests and response times of the GSPN and CPN models generated by the architecture ``SOASPE' when simulations with the same amount of requests. During the transformation of BPEL4People code, Petri nets are used to model BPEL activities and human activities. Then, by simulation of generated models, potential problems with the performance of WS orchestrated with BPEL4People can be detected.

Orientador: Leo Pini Magalhães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T11:59:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pelluzi_DennisGuimaraes_M.pdf: 2207338 bytes, checksum: e4656cffaa84f29e86a7fef7fc189ee2 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho aborda o problema da coordenação de atividades interdependentes em processos computacionais. As interdependências entre atividades podem ser temporais, de recursos, de bloqueio e de mútua exclusão, entre outras. Exemplos de processos computacionais com atividades interdependentes são ambientes multimídias, ferramentas de suporte ao trabalho colaborativo, workflows, vídeo games, animação computacional e composição de web services. Uma das dificuldades em projetar o mecanismo de coordenação é garantir que tal mecanismo seja consistente com a especificação do processo. Vários trabalhos sugerem o uso de ferramentas de modelagem como redes de Petri ou linguagens de coordenação para construir um mecanismo de coordenação. Um desse trabalhos apresenta a metodologia Grafo de Relações (GR) que trata das dependências temporais entre atividades. Esta dissertação apresenta uma extensão da metodologia GR para lidar com dependências de recursos, uma ferramenta para automatizar a modelagem do mecanismo de coordenação e uma proposta para o coordenador (componente de software responsável pela coordenação das atividades) / Abstract: This work approaches the problem of coordination of activities in computational processes. The coordination necessity appears when there are interdependencies among activities. The type of interdependencies can be temporal, of resources, blockage and mutual exclusion, among others. Processes with interdependent activities occur in multimedia environments, collaborative work support tools, workflows, video games, computational animation and web services composition. One of the difficulties in designing coordination mechanisms is to guarantee that such mechanisms are consistent with the specification of the process. Some works suggest the use of modeling tools such as Petri Nets or coordination languages to construct a coordination mechanism. One of them presents the methodology of Relations Graph which deals with the temporal dependencies among activities. This work presents an extension for the methodology of GR to deal with dependencies of resources, a tool which automates the modeling of the coordination mechanism and proposes a coordinator (software component which coordinates activities) / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica