Réseaux de Petri
Les réseaux de Petri sont des modèles mathématiques dont la structure sous-jacente est un graphe orienté avec deux types de sommets : les places (dessinées avec des ronds) et les transitions (dessinées avec des rectangles). Les places contiennent des jetons et une dynamique est associée au transitions : activer une transition mange des jetons dans les places en entrée et envoie des jetons dans les places en sortie. Ces modèles ont été introduits par C. Petri (rien à voir avec les boites du même nom) dans sa thèse en 1962 pour travailler sur la notion de concurrence dans les systèmes distribués (la légende dit qu'il les avait utilisé dès 1939 à 13 ans pour représenter des réactions chimiques). Ils sont depuis utilisés pour la modélisation dans de nombreux domaines scientifiques. Dans un article de synthèse, J. Peterson essaie d'expliquer leur succès : "The success of any model is due to two factors: its modeling power and its decision power. Modeling power refers to the ability to correctly represent the system to be modeled so that the model will be a faithful representation of the modeled system. Decision power refers to the ability to analyze specific versions of the model and determine properties of the modeled system." (J. Peterson, Computer Surveys, vol. 9, n. 3, 1977).
L'objectif de ce sujet est de faire une présentation des réseaux de Petri, en mettant en valeur les liens que vous trouverez avec la théorie et l'algorithmique des graphes. Voici quelques pistes pour vous guider :
- Définir les réseaux de Petri en général et éventuellement donner des illustrations.
- Présenter des classes de réseaux de Petri fréquemment étudiées, qu'elles soient définies par des propriétés sur la structure du réseau (graphe d'état/state machine, graphe d'événement/marked graph, réseau à choix libre/free-choice petri net ...) ou sur sa dynamique (réseaux de Petri vivants/live, bornés/bounded/safe ...).
- Donner des résultats de décidabilité ou de complexité sur les réseaux de Petri, pour illustrer le "Decision power" de ces modèles.
Quelques références (pas exhaustif).
- La page Wikipedia en anglais sur les réseaux de Petri contient pas mal d'informations et définitions. Il existe d'ailleurs beaucoup d'autres sites web qui présentent les principales définitions, avec des illustrations.
- Decidability and complexity of Petri nets problems - an introduction, article de synthèse par J. Esparza, Lectures on Petri Nets I: Basic Models, Springer, pages 374-428 (1998). Excellent article avec 10 grands principes à retenir sur les questions de décidabilité et complexité sur les réseaux de Petri.
- C. A. Petri and Petri Nets, article de W. Brauer et W. Reisig, traduit d'un article de Informatik-Spektrum n. 5 (2006). Court article sur l'histoire des réseaux de Petri.
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