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2024年5月16日发(作者：环形光布光示意图)
实验一 Petri网建模工具的使用
一 实验目的和要求
1）了解Petri网的特点。
2）通过上机实践，了解PetriLab的使用，并借助该工具，对网上购物系统进行建模。
二 实验内容与步骤
1、Petri网的描述
Petri 网是描述具有分布、并发、异步特征的离散事件动态系统的有效工具。作为一种
图示和数学融合的模型工具，Petri 网有两个显著的特点。首先，作为一种图示组合模型，
具有直观、易懂和易用的优点，它能形象化地描述和分析系统的资源并发、同步(或异步)、
并行、冲突分布等行为特征。其次，Petri 网又有严格而准确的数学描述，可以借助数学工
具得到 Petri 网的分析方法和技术，可以对 Petri 网进行静态的结构分析和动态的行为分
析，能与随机过程论、信息论结合在一起描述和分析系统的不确定性或随机性。
Petri 网是由节点和有向弧组成的一种有向图。它有两类节点，一类称为库所(Place)，
另一类称为变迁(Transition)，两类元素之间的连接用有向弧表示。Petri 网中另一重要元
素是令牌(token)，代表系统的条件、资源、状态等。令牌在库所中的分布称为标识，用来
描述网系统的状态，其中网的初始标识记为M
0
。
2、一个网上购物的例子
用户小王(买方)正和一个网上商店服务器(卖方)通信以购买商品。为此小王需要发送她
的信用卡细节给公共服务器(她已认证并确信和她通信的不是入侵者)。小王除了想确保她的
信用卡细节在传输中不被偷看外(用加密实现)，还希望确保交易细节在到达服务器前不受任
何改变。商店服务器需要使小王以后不能否认已完成的购买，并且需要小王已授权服务器支
取她的信用卡帐目。为此，可用数字签名：既为小王提供数据完整性，又为网上商店服务器
提供不可否认功能。小王可用私钥为消息产生和添加数字签名，当网上商店服务器接收到该
消息后，它用小王的公钥检查数字签名，验证它是否与消息内容匹配。若是，则消息一定是
小王发出的，因为只有小王知道其私钥，这样就提供了不可否认。检查数字签名是否匹配消
息也保证了消息的完整性。那么，服务器就可以记录消息确实是由小王发出的了。
网上购物系统中主要包括买方和卖方，实际应用中还应该考虑有银行系统，或其他货币
系统，因为买方和卖方都可能要通过银行转帐或其他方式付款或收款，为简化讨论，我们不
考虑这些细节，只考虑买方和卖方的行为安全性。
P
11
T
11
K
P
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P
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K
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15
图1顾客订单处理过程 Petri网模型
图1给出了网上购物系统中客户小王的订单处理过程 Petri网模型。其中
P
11
：表示小王准备填写订单；
P
12
：表示填写好的订单；
P
13
：表示小王的私钥；
P
14
：表示签名后的订单；
P
15
：表示订单发送等待返回信息；
P
16
：表示接收到的返回信息；
MP
11
：表示客户发送的订单信息；
MP
12
：表示客户接收到的服务器的返回信息；
T
11
：表示小王填写订单；
T
12
：表示小王用自己的私钥对订单进行数字签名；
T
13
：表示向卖方发送签名后的订单；
T
14
：表示小王接收被卖方拒绝的订单；
T
15
：表示接收来自卖方的订单确认信息；
初始标识 M
0
(P
11
)=1，M
0
(P
13
)=1；
图2给出了网上购物系统中卖方的订单处理过程 Petri网模型。其中
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