Доклад посвящен применению теории сетей Петри для моделирования процессов разработки программного обеспечения с целью их анализа и улучшения.

скачать

УДК 004(06) Компьютерные системы и технологии

А.Р. ХАЧАТУРОВ, И.Ф. БАБАЛОВА

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАЗРАБОТКИ

ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

УЧЕБНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ СЕТЕЙ ПЕТРИ

Доклад посвящен применению теории сетей Петри для моделирования процессов разработки программного обеспечения с целью их анализа и улучшения. Авторами предлагается вариант математического аппарата моделирования при помощи сетей Петри, позволяющий повысить качество модели процесса разработки программного обеспечения. Описанный подход, в частности, применяется для моделирования процесса разработки программного обеспечения учебного назначения.

Применение сетей Петри в качестве математического аппарата моделирования позволяет учесть особенность процесса разработки программного обеспечения – параллелизм выполнения деятельностей участниками проекта. Моделирование и анализ процесса разработки программных систем не рассматривается при этом с точки зрения длительности выполнения тех или иных деятельностей. Модель анализируется с поведенческой точки зрения, рассматривается в виде последовательности дискретных событий.

Исходной информацией для получения модели процесса в виде сети Петри являются алгоритмы выполнения дисциплины и объектно-ориентированную модель объектов процесса.

Первым шагом в построении модели процесса осуществляется определение множество вершин сети Петри. Для заданного алгоритма выполнения дисциплины множество позиций (P) состоит из объединения следующих трех непересекающихся множеств: множество позиций деятельностей (Pd), множество позиций ролей (Pr), и множество позиций рабочих продуктов (Pw). Если в сеть Петри ввести две специальные позиции: позиция начала (ps) и позиция завершения (pf) алгоритма выполнения дисциплины, тогда множество позиций определяется формулой:

P = Pd + Pr + Pw + { ps, pf }.

Позиция в сети Петри представляет собой логическое высказывание, которое либо истинно (представляется фишкой в позиции), либо ложно (представляется отсутствием фишки в позиции). Для модели процесса разработки программного обеспечения определяются следующие типы позиций:

Позиция деятельности – определяет, инициировано выполнение деятельности или нет.
Позиция роли – определяет, свободна ли роль, и может она быть активирована для выполнения деятельностей.
Позиция рабочего продукта – определяет, создан ли рабочий продукт и свободен он для применения для выполнения деятельности.

Моделирование процессов разработки программного обеспечения при помощи сетей Петри позволяет добиться следующих результатов:

Выявить ошибки в логике исходной модели процесса, которые могут вести к многократной инициации одной и той же деятельности в один момент времени, что, в свою очередь, ведет к увеличению затрат ресурсов, увеличению проектного времени и нарушению логики модели процесса.
Убедиться в том, что все рабочие продукты модели процесса создаются лишь один раз и присутствуют в количестве одного экземпляра на всем протяжении выполнения той или иной дисциплины. Это позволит гарантировать отсутствие дублирования проектной информации, а в случае необходимости устранить лишние затраты, требуемые для этого.
Выявить возможные тупиковые ситуации и устранить их. Тупик в сети Петри – это переход (или множество переходов), который не может быть запущен [1]. Выполнение модели процесса не должно блокироваться без возможности дальнейшего продолжения. Модель процесса должна быть свободна от наличия тупиковых ситуаций.
Оптимизация модели процесса разработки программного обеспечения. Оптимизация производится поэтапно решением следующих подзадач: увеличением уровня параллелизма, поиском пассивных позиций и переходов и их исключением [2].
Важной качественной характеристикой модели процесса является равномерность распределения загрузки ресурсов. Анализ данной характеристики позволяет выявить возможные простои ресурсов по ходу выполнения проекта, определить минимальную, максимальную, среднюю и другие количественные характеристики загрузки ресурсов.

Список литературы