Introdução (Aula 1)
Modelagem e Design de Sistemas Discretos em Redes de Petri (2016)
As redes de Petri apareceram pela primeira vez na tese de doutorado de Karl Adam Petri em 1960, para representar a comunicação entre processos. Na figura acima a rede de Petri ao lado da foto representa o processo de visita às estações de trabalho (trata-se de uma linha de montagem de impressoras) para o recolhimento de peças e partes já montadas. Estes processos tipicamente lineares compartilham recursos (AGVs por exemplo), o que pode comprometer a eficiência dos processos.
As aplicações das redes de Petri se multiplicaram e, além das aplicações na manufatura e em processos de workflow, chegaram ao gerenciamento de sistemas de telefonia e mais tarde à modelagem de processos em redes de computadores. Mais recentemente estas aplicações atingiram a Engenharia de Software, a modelagem e análise de requisitos e finalmente se incorporaram de vez ao Design de Sistemas como formalismo padrão para sistemas discretos, ou, de modo geral para qualquer sistema dinâmico modelado segundo o paradigma de estado/transição. ampliaram sistematicamente o seu escopo de aplicação. Para aproximar as aplicações dos usuários não-acadêmicos várias extensões foram propostas, sempre inserindo interpretações e features próprios do nicho de aplicação (telefonia, redes, internet, workflow, etc.). O resultado foi uma profusão de modelos e propostas, todas igualmente usando o nome de redes de Petri.
Em 2004 um grupo de especialistas do mercado e da academia apresentou um formalismo de referência que viria a se tornar uma norma (ISO/IEC 15.909), premido pela grande difusão das RdP e pela necessidade de se ter uma referência para a fabricação de dispositivos e ambientes de software para tratar a modelagem de sistemas de grande porte. Foi então definido o significado das redes chamadas Lugar/Transição (Place/Transition), das redes de Alto Nível e das redes Relacionais. Um protocolo de transferência foi definido baseado em XML, o PNML, e finalmente abriu-se a discussão sobre as extensões definidas pelos usuários, desde que não violem nenhum dos itens anteriores.
Mesmo depois do lançamento da norma a discussão acadêmica (e a demanda das aplicações) continuou e as redes de Petri passaram a dar suporte ao design de sistemas de tempo real e de métodos formais de verificação, como o model-checking. Finalmente a passagem para o contínuo passou a ser um horizonte acadêmico inlcuindo aí a rede híbrida, que tem partes discretase partes contínuas.
Na primeira aula veremos uma breve introdução, ainda intuitiva, sobre as redes de Petri, e especialmente sobre os conceitos de modelagem de sistemas discretos.Também será aboradado brevemente os paradigmas de desenvolvimento e modelagem, sempre priorizando a modelagem de sistemas dinâmicos discretos seguindo a linha da modelagem estado/transição. Finalmente introduziremos os conceitos básicos de redes de Petri.