34、具有上下文弧和局部性的基本网系统综合

具有上下文弧和局部性的基本网系统综合

1. 引言

在并发计算系统中，存在一类系统的动态行为呈现出异步和同步执行的特定混合模式，这类系统通常遵循“全局异步局部同步”（gals）范式。直观来讲，彼此“接近”的动作会同步执行，并且会尽可能多地选择动作进行执行；而在其他情况下，动作则异步执行。

gals 方法在硬件设计和生物计算中有重要应用：
- 硬件设计 ：VLSI 芯片可能包含多个时钟，用于同步不同的门子集。
- 生物计算 ：膜系统模拟具有隔室的细胞，隔室内的反应以协调的脉冲方式进行。

为了对 gals 系统进行形式化建模，前人引入了带局部性的 Place/Transition 网（ptl - 网），即 pt - 网中为转换分配明确的局部性。之后，又用基本网系统（en - 系统）取代 pt - 网作为底层系统模型。本文在此基础上，考虑在 en - 系统中扩展两种非标准的弧：抑制弧和激活（或读取）弧，统称为上下文弧，得到的模型称为具有上下文弧和局部性的基本网系统（encl - 系统）。

抑制弧表示转换的启用依赖于某个位置未被标记，激活弧表示转换的启用依赖于某个位置被标记的令牌数多于转换触发时消耗的令牌数。这些上下文弧可用于测试特定条件，在通信协议、性能分析和并发编程等领域很有用。

以一个生产者/消费者系统为例，如图 1 所示，包含一个生产者（可执行事件 p1、p2 和 p3）和两个消费者（可执行事件 c1、c2、c3 和 c4）。中间的缓冲条件 b 保存由事件 p1 生产并由 c1 消费的物品。p1 和 b3 之间的激活弧表示只有当有消费者等待时，生产