Redes de Petri reactivas e hierárquicas - integração de formalismos no projecto de sistemas reactivos de tempo-real

Abstract

Nesta dissertação faz-se a apresentação de uma nova classe de Redes de Petri, as Redes de Petri Reactivas e Hierárquicas (RdP-RH). O objectivo principal da proposta é o de suportar o projecto integrado de sistemas reactivos de tempo-real, permitindo, para além do apoio às diversas fases do ciclo de desenvolvimento, nomeadamente especificação, validação, verificação e realização, integrar submodelos especificados através de diferentes formalismos. Como exemplos representativos de sistemas reactivos de tempo-real refiram-se os sistemas embebidos, os sistemas de automação e os circuitos digitais de aplicação específica. De entre os formalismos tidos como interessantes, refiram-se, os formalismos típicos de especificação dos sistemas a eventos discretos passíveis de uma representação gráfica, como as máquinas de estado, os statecharts e as redes de Petri, bem como alguns dos formalismos genericamente designados como de controlo inteligente, como sistemas de produção de regras, de regras com imprecisão e de regras difusas. A classe das Redes de Petri Reactivas (RdP-R), utilizada como núcleo das RdP-RH, é caracterizada como tomando as Redes de Petri Coloridas como classe de referência, às quais se adicionam capacidades de modelação de características não-autónomas, intrínsecas aos sistemas que se pretendem modelar. Discutem-se alguns aspectos ligados à sua realização, nomeadamente os temas de construção do espaço de estados e da resolução automática de conflitos. A introdução de três mecanismos distintos de estruturação hierárquica, denominados por decomposição horizontal, vertical e mista, conduz à definição das RdP-RH. Nelas se utilizam três tipos de nós denominados por macronós, metanós e supernós, associados aos três mecanismos propostos. Os mecanismos de estruturação hierárquica do modelo são complementados com a representação vectorizada dos nós do grafo. Discute-se a aplicação das RdP-RH na modelação de statecharts e de formalismos de controlo inteligente, com ênfase para os controladores difusos, onde a necessidade de integrar controlo e processamento de dados permite utilizar cabalmente as capacidades das RdP-RH. Em torno da análise de trabalhos realizados na área de aplicação de “edifícios inteligentes”, utilizada como referência para o trabalho desenvolvido, identificam-se alguns temas em que se prevêm ou são desejados desenvolvimentos no futuro próximo recorrendo às RdP-RH.