Petri Net 入门
Petri Net（简称PN）是一种数学模型，用于描述并发系统中的并行处理、同步和异步事件的行为。它由卡尔·亨利克·彼得里于1962年提出，因此得名。
Petri Net 的基本概念
1. 位置（Place）
位置是Petri Net中的一个元素，用一个圆圈表示。位置代表系统中的一个状态，可以是一个资源、一个事件、一个缓冲区或者一个条件。
2. 变迁（Transition）
变迁是Petri Net中的另一个元素，用一个矩形表示。变迁代表系统中的一个事件或者处理过程。
3. 弧（Arc）
弧是连接位置和变迁之间或者变迁和位置之间的线条。弧分为输入弧和输出弧，分别表示流向变迁的弧和流出变迁的弧。
4. 标记（Marking）
标记是位置上的一个标记，表示位置当前的状态或者资源的数量。标记可以是自然数或者其他表示。
示例代码
下面是一个简单的Petri Net示例代码：
from petri_net import PetriNet
# 创建位置
p1 = PetriNet.Place('p1')
p2 = PetriNet.Place('p2')
# 创建变迁
t1 = PetriNet.Transition('t1')
t2 = PetriNet.Transition('t2')
# 创建弧
arc1 = PetriNet.Arc('arc1', p1, t1) # 输入弧
arc2 = PetriNet.Arc('arc2', t1, p2) # 输出弧
arc3 = PetriNet.Arc('arc3', p2, t2) # 输入弧
# 创建Petri Net
net = PetriNet('example_net')
net.add_place(p1)
net.add_place(p2)
net.add_transition(t1)
net.add_transition(t2)
net.add_arc(arc1)
net.add_arc(arc2)
net.add_arc(arc3)
# 初始化标记
p1.set_marking(1)
# 执行变迁
net.fire_transition(t1)
# 输出位置的标记
print(p1.get_marking()) # 输出：0
print(p2.get_marking()) # 输出：1
在示例代码中，我们首先创建了两个位置（p1和p2）和两个变迁（t1和t2）。然后，我们创建了三个弧，arc1是从p1指向t1的输入弧，arc2是从t1指向p2的输出弧，arc3是从p2指向t2的输入弧。接下来，我们将这些位置、变迁和弧添加到Petri Net中。然后，我们给p1位置设置了初始标记为1。最后，我们执行了变迁t1，并输出了位置的标记。
Petri Net 的应用领域
Petri Net广泛应用于并发系统的分析、设计和仿真中，特别是在工业自动化、通信协议、分布式系统和软件工程等领域。它可以用来描述系统的并发行为，帮助我们理解系统的工作原理和检测系统中的死锁和资源竞争等问题。
总结
本文介绍了Petri Net的基本概念和示例代码。Petri Net是一种用于描述并发系统行为的数学模型，通过位置、变迁和弧的组合，可以描述系统中的状态转换和同步机制。它在并发系统分析和设计中有着广泛的应用，帮助我们理解并发系统的行为和解决并发问题。
