この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) と IEC (国際電気標準会議) は、世界標準化のための専門システムを形成しています。 ISO または IEC のメンバーである国家機関は、技術活動の特定の分野を扱うために、それぞれの組織によって設立された技術委員会を通じて、国際規格の開発に参加しています。 ISO と IEC の技術委員会は、相互に関心のある分野で協力しています。 ISO および IEC と連携して、政府および非政府の他の国際機関もこの作業に参加しています。
この文書の開発に使用された手順と、今後の維持のために意図された手順は、ISO/IEC 指令で説明されています。 1. 特に、さまざまなタイプの文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令の編集規則に従って作成されました。 2 ( www.iso.org/directives or www.iec.ch/members_experts/refdocs を参照)
このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO および IEC は、そのような特許権の一部またはすべてを特定する責任を負わないものとします。文書の作成中に特定された特許権の詳細は、序論および/または受信した特許宣言の ISO リスト ( www.iso.org/patents を参照) または受信した特許宣言の IEC リスト ( patents. iec.ch )。
このドキュメントで使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、保証を構成するものではありません。
規格の自主的な性質の説明、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および技術的貿易障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) の原則への ISO の準拠に関する情報については、 www を参照してください。 .iso.org/iso/foreword.html . IEC については、 www.iec.ch/understanding-standards を参照してください。
この文書は、合同技術委員会 ISO/IEC JTC 1, 情報技術、小委員会 SC 7, ソフトウェアおよびシステム工学によって作成されました。
ISO/IEC 15909 シリーズのすべての部品のリストは、ISO および IEC の Web サイトにあります。
序章
ペトリネットは、1962 年に発明されて以来、幅広いシステムを記述するために使用されてきました。この手法は数学的に定義されているため、アプリケーションの明確な仕様と記述を提供するために使用できます。また、これは実行可能な手法でもあり、仕様のプロトタイプを開発して、アイデアを最も早く安価な機会にテストすることができます。この手法で記述された仕様は、実装を開始する前に、仕様に関する特性を証明するための分析手法にかけることができるため、テストと保守の時間を節約し、高レベルの品質保証を提供できます。
ペトリネットの問題は、複雑なシステムを記述するために使用されると、グラフィック形式の要素数が爆発的に増えることです。高レベルのペトリネットは、複雑な構造化データをトークンとして使用したり、代数式を使用してネット要素に注釈を付けたりするなど、高レベルの概念を導入することにより、この問題を克服するために開発されました。これらのペトリネットを説明するための「高レベル」の使用は、(アセンブリ言語とは対照的に) 高レベルプログラミング言語での「高レベル」の使用に類似しており、ペトリネットで使用される通常の用語です。コミュニティ。このドキュメントが構築する高レベル ネットの初期の 2 つの形式は、1979 年に最初に導入され、1980 年代に開発された、述語遷移ネットと色付きペトリ ネットです。また、1980 年代半ばに初めて導入された、代数ペトリネット用に開発された概念の一部も使用します。このドキュメントは、これらの初期の開発の精神を捉えていると考えられています (参考文献を参照)
この技術には複数の用途があります。たとえば、システムを指定したり、形式的でない他の言語のセマンティクスを定義したりするために直接使用できます。また、状態遷移図やデータ フロー図など、現在個別に使用されている手法を統合するのにも役立ちます。この手法は、並行性をサポートするため、並列および分散システムの開発に特に適しています。この技法は、実装の選択 (つまり、ソフトウェア、ハードウェア (電子的および/または機械的)、または人間、またはその組み合わせ) とは無関係なレベルでシステムを指定することができます。このドキュメントは、システム (特に分散システム) の開発のための契約で引用されるか、アプリケーション開発者またはペトリネット ツールのベンダーまたはユーザーによって使用されます。
ISO/IEC 15909 シリーズは、ハイレベル ペトリネットとして知られるモデリング言語とその転送形式の定義に関係しています。 ISO/IEC 15909-1 は、セマンティック モデルと呼ばれる高レベル ペトリ ネットの数学的定義、高レベル ペトリ ネット グラフ (HLPNG) として知られる手法のグラフィカル形式、およびセマンティック モデルへのそのマッピングを提供します。また、HLPNG の一般的な表記規則もいくつか紹介します。
ISO/IEC 15909-2 は、さまざまなツール間での高レベル ペトリ ネットの交換をサポートするために、高レベル ペトリ ネットの転送形式を定義しています。この形式は、ペトリネット マークアップ言語 (PNML) と呼ばれます。高レベルのペトリネットに加えて、さまざまなタイプのペトリネットがあるため、ISO/IEC 15909-2 では、あらゆる種類のペトリネットの交換に使用できる XML 構文とともに、ペトリネットのコアコンセプトを定義しています。 ISO/IEC 15909-2 は、この PNML コア モデルに基づいて、ISO/IEC 15909-1 で定義されているペトリ ネットのタイプの転送構文も定義しています: 配置/遷移ネット、対称ネット1 、高レベル ペトリ ネット、優先度の付いたペトリネットと、時間の付いたペトリネット。配置/遷移ネットと対称ネットは、高レベルのペトリネットの制限付きバージョンと見なすことができます。優先順位付きのペトリネットと時間付きのペトリネットは、他のタイプの拡張と見なされます。
このドキュメントは、ISO/IEC 15909-1 で定義されているペトリネットのタイプの拡張を定義しています。これらの拡張機能には、ペトリ ネット タイプの強化と新しいペトリ ネット タイプの定義が含まれます。このドキュメントでは、これらのペトリ ネット タイプの構造化メカニズムも定義しています。
このドキュメントでは、考慮されるセマンティクスは常にインターリーブ セマンティクスです。
このドキュメントでは、この手法の抽象的な数学的構文と形式的なセマンティクスを提供します。ドキュメントへの適合は、いくつかのレベルで可能です。準拠のレベルは、選択した上位ネットのクラスによって異なります。通常のグラフィック表記法は、付録 A に示されています。
1 スコープ
このドキュメントは、ISO/IEC 15909-1 で提案されている定義に適用される、ペトリネットの強化、拡張、および構造化メカニズムを定義します。このドキュメントは、ISO/IEC 15909-1 で定義されているものとの互換性を維持しながら、新しい種類のペトリネットとその相互運用性の定義を容易にします。
このドキュメントは、共通のエンリッチメント、拡張機能、構造化メカニズム、および新しいものを定義するための一般化されたプロセスを定義することにより、新しいペトリ ネット バリアントの設計者向けのリファレンスとして書かれています。
このドキュメントは、さまざまな同時離散イベント システム、特に分散システムに適用できます。アプリケーションの一般的な分野は次のとおりです。
- 要件分析;
- 仕様、設計、およびテスト スイートの開発。
- リエンジニアリング前の既存システムの説明。
- ビジネスおよびソフトウェア プロセスのモデル化。
- 並行言語のセマンティクスを提供します。
- 信頼性を高めるためのシステムのシミュレーション。
- システムの動作の正式な分析。
- ペトリネット支援ツールの開発。
このドキュメントは、航空宇宙、航空交通管制、アビオニクス、銀行業務、生物学的および化学的プロセス、ビジネス プロセス、通信プロトコル、コンピュータ ハードウェア アーキテクチャ、制御システム、データベース、防衛コマンドなど、幅広いシステムおよびプロセスの設計に適用できます。および制御システム、分散コンピューティング、電子商取引、フォールト トレラント システム、ゲーム、病院手続き、情報システム、インターネット プロトコルおよびアプリケーション、法的プロセス、物流、製造システム、代謝プロセス、音楽、原子力システム、オペレーティング システム、輸送システム(鉄道制御を含む)、セキュリティ システム、テレコミュニケーションおよびワークフロー。
2 参考文献
以下のドキュメントは、その内容の一部またはすべてがこのドキュメントの要件を構成するように、本文で参照されています。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
- ISO/IEC 15909-1, システムおよびソフトウェア工学 — ハイレベル ペトリネット — 1: 概念、定義、およびグラフィック表記
3 用語と定義
このドキュメントの目的のために、ISO/IEC 15909-1 および以下に記載されている用語と定義が適用されます。
ISO および IEC は、次のアドレスで標準化に使用する用語データベースを維持しています。
3.1
容量
容量の場所 (3.2) が保持できるトークンの最大マルチセット
3.2
定員場所
指定された 容量 (3.1) を超えることのできない特別な種類の場所
3.3
FIFO
先入れ先出しで操作される特別な種類のキュー
3.4
インヒビターアーク
入力場所の論理を逆にする特別な種類のアーク
注記 1:関連する場所にいくつかのトークンが存在するかどうかをテストする代わりに、これらのトークンがないかどうかをテストします。
3.5
弧を読む
消費せずに、関連する場所にいくつかのトークンの存在をテストする特別な種類のアーク
3.6
円弧をリセット
入力場所で空になる特別な種類のアーク
3.7
ソートジェネレーター
指定された署名から構築された新しいソートと演算子のジェネレーター (パラメーターとして渡される)
参考文献
| [1] | ISO/IEC 15909-2, システムおよびソフトウェア工学 — ハイレベル ペトリネット — 2: 転送フォーマット |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) and IEC (the International Electrotechnical Commission) form the specialized system for worldwide standardization. National bodies that are members of ISO or IEC participate in the development of International Standards through technical committees established by the respective organization to deal with particular fields of technical activity. ISO and IEC technical committees collaborate in fields of mutual interest. Other international organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO and IEC, also take part in the work.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types of document should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, 2 (see www.iso.org/directives or www.iec.ch/members_experts/refdocs ).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO and IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ) or the IEC list of patent declarations received (see patents.iec.ch ).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www.iso.org/iso/foreword.html . In the IEC, see www.iec.ch/understanding-standards .
This document was prepared by Joint Technical Committee ISO/IEC JTC 1, Information technology, Subcommittee SC 7, Software and systems engineering.
A list of all parts in the ISO/IEC 15909 series can be found on the ISO and IEC websites.
Introduction
Petri nets have been used to describe a wide range of systems since their invention in 1962. The technique is mathematically defined and can thus be used to provide unambiguous specifications and descriptions of applications. It is also an executable technique, allowing specification prototypes to be developed to test ideas at the earliest and cheapest opportunity. Specifications written in the technique can be subjected to analysis methods to prove properties about the specifications, before implementation commences, thus saving on testing and maintenance time and providing a high level of quality assurance.
A problem with Petri nets is the explosion of the number of elements in their graphical form when they are used to describe complex systems. High-level Petri nets were developed to overcome this problem by introducing higher level concepts, such as the use of complex structured data as tokens, and using algebraic expressions to annotate net elements. The use of “high-level” to describe these Petri nets is analogous to the use of “high-level” in high-level programming languages (as opposed to assembly languages), and is the usual term used in the Petri net community. Two of the early forms of high-level nets that this document builds on are predicate-transition nets and coloured Petri nets, first introduced in 1979 and developed during the 1980s. It also uses some of the notions developed for algebraic Petri nets, first introduced in the mid-1980s. It is believed that this document captures the spirit of these earlier developments (see Bibliography).
The technique has multiple uses. For example, it can be used directly to specify systems or to define the semantics of other less formal languages. It can also serve to integrate techniques currently used independently such as state-transition diagrams and data flow diagrams. The technique is particularly suited to parallel and distributed systems development as it supports concurrency. The technique is able to specify systems at a level that is independent of the choice of implementation (i.e. by software, hardware (electronic and/or mechanical) or humans or a combination). This document may be cited in contracts for the development of systems (particularly distributed systems) or used by application developers or Petri net tool vendors or users.
The ISO/IEC 15909 series is concerned with defining a modelling language and its transfer format, known as high-level Petri nets. ISO/IEC 15909-1 provides the mathematical definition of high-level Petri nets, called the semantic model, the graphical form of the technique, known as high-level Petri net graphs (HLPNGs), and its mapping to the semantic model. It also introduces some common notational conventions for HLPNGs.
ISO/IEC 15909-2 defines a transfer format for high-level Petri nets in order to support the exchange of high-level Petri nets among different tools. This format is called the Petri net markup language (PNML). Since there are many different types of Petri nets in addition to high-level Petri nets, ISO/IEC 15909-2 defines the core concepts of Petri nets along with an XML syntax, which can be used for exchanging any kind of Petri nets. Based on this PNML core model, ISO/IEC 15909-2 also defines the transfer syntax for the types of Petri nets that are defined in ISO/IEC 15909-1: place/transition nets, symmetric nets 1 , high-level Petri nets, Petri nets with priorities, and Petri nets with time. Place/transition nets and symmetric nets can be considered to be restricted versions of high-level Petri nets. Petri nets with priorities and Petri nets with time are considered as extensions of the other types.
This document defines extensions to the types of Petri nets that are defined in ISO/IEC 15909-1. These extensions comprise enrichments of Petri net types and definitions of new Petri net types. This document also defines structuring mechanisms for these Petri net types.
In this document, the semantics which is considered is always the interleaving semantics.
This document provides an abstract mathematical syntax and a formal semantics for the technique. Conformance to the document is possible at several levels. The level of conformance depends on the class of high-level net chosen. The usual graphical notations are depicted in Annex A.
1 Scope
This document defines enrichments, extensions and structuring mechanisms of Petri nets, applied on the definitions proposed in ISO/IEC 15909-1. This document facilitates the definitions of new kinds of Petri nets and their interoperability, while remaining compatible with those defined in ISO/IEC 15909-1.
This document is written as a reference for designers of new Petri net variants, by defining common enrichments, extensions and structuring mechanisms, as well as a generalized process for defining new ones.
This document is applicable to a wide variety of concurrent discrete event systems and in particular distributed systems. Generic fields of application include:
- requirements analysis;
- development of specifications, designs and test suites;
- descriptions of existing systems prior to re-engineering;
- modelling business and software processes;
- providing the semantics for concurrent languages;
- simulation of systems to increase confidence;
- formal analysis of the behaviour of systems;
- and development of Petri net support tools.
This document can be applied to the design of a broad range of systems and processes, including aerospace, air traffic control, avionics, banking, biological and chemical processes, business processes, communication protocols, computer hardware architectures, control systems, databases, defence command and control systems, distributed computing, electronic commerce, fault-tolerant systems, games, hospital procedures, information systems, Internet protocols and applications, legal processes, logistics, manufacturing systems, metabolic processes, music, nuclear power systems, operating systems, transport systems (including railway control), security systems, telecommunications and workflow.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO/IEC 15909-1, Systems and software engineering — High-level Petri nets — 1: Concepts, definitions and graphical notation
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO/IEC 15909-1 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
3.1
capacity
maximum multiset of tokens a capacity place (3.2) can hold
3.2
capacity place
special kind of place that can hold no more than a specified capacity (3.1)
3.3
FIFO
special kind of queue that is operated first in first out
3.4
inhibitor arc
special kind of arc that reverses the logic of an input place
Note 1 to entry: Instead of testing the presence of some tokens in the related place, it tests the lack of these.
3.5
read arc
special kind of arc that tests the presence of some tokens in the related place, without consumption
3.6
reset arc
special kind of arc that empties an input place
3.7
sort generator
generator of new sorts and operators built from a given signature (passed as a parameter)
Bibliography
| [1] | ISO/IEC 15909-2, Systems and software engineering — High-level Petri nets — 2: Transfer format |