1、分布式系统建模：从进程代数到Petri网

分布式系统建模：从进程代数到Petri网

1. 分布式系统概述

分布式系统在当今信息和通信技术中无处不在，它由多个组件构成，这些组件可以是硬件、软件或两者的结合，它们可能位于不同的地点，甚至在地理上相隔甚远。这些组件通过基于消息传递的通信协议进行协作，以完成任务或提供服务，互联网及其最重要的服务万维网就是典型的分布式系统示例。

从抽象层面看，分布式系统有两个主要特征。一是分布性，系统的全局状态由一系列位于不同地点的局部状态组成，系统的每个活动可能只涉及这些局部状态的一个子集。二是通信仅通过消息传递进行，信息交换依赖于显式的发送和接收通信原语，不存在组件共享的全局内存。通信机制可以是同步的（发送和接收动作同时进行）或异步的（发送和接收动作解耦）。为了便于研究，通常假设通信是同步的，因为同步通信可以通过添加缓冲区等媒介轻松实现异步通信，而反向操作则较为困难。

2. 分布式系统的语义模型

为了对分布式系统进行建模，人们提出了许多语义模型，以下是其中一些常见的模型：
- Petri网 ：具有分布性是其核心概念，能以有限结构模拟递归行为，有简单精确的形式语义，具备可判定的分析技术，且有大量应用于实际分布式系统建模的文献。
- 转换系统
- 事件结构
- 因果树
- 并发历史
- 状态图
- 消息序列图
- K