Published September 17, 2013 | Version v1
Publication Open

Connector algebras for C/E and P/T nets' interactions

  • 1. University of Southampton
  • 2. University of Buenos Aires
  • 3. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 4. University of Pisa

Description

A quite flourishing research thread in the recent literature on component-based systems is concerned with the algebraic properties of different classes of connectors. In a recent paper, an algebra of stateless connectors was presented that consists of five kinds of basic connectors, namely symmetry, synchronization, mutual exclusion, hiding and inaction, plus their duals, and it was shown how they can be freely composed in series and in parallel to model sophisticated 'glues'. In this paper we explore the expressiveness of stateful connectors obtained by adding one-place buffers or unbounded buffers to the stateless connectors. The main results are: i) we show how different classes of connectors exactly correspond to suitable classes of Petri nets equipped with compositional interfaces, called nets with boundaries; ii) we show that the difference between strong and weak semantics in stateful connectors is reflected in the semantics of nets with boundaries by moving from the classic step semantics (strong case) to a novel banking semantics (weak case), where a step can be executed by taking some 'debit' tokens to be given back during the same step; iii) we show that the corresponding bisimilarities are congruences (w.r.t. composition of connectors in series and in parallel); iv) we show that suitable monoidality laws, like those arising when representing stateful connectors in the tile model, can nicely capture concurrency (in the sense of step semantics) aspects; and v) as a side result, we provide a basic algebra, with a finite set of symbols, out of which we can compose all P/T nets with boundaries, fulfilling a long standing quest.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يهتم موضوع بحث مزدهر للغاية في الأدبيات الحديثة حول الأنظمة القائمة على المكونات بالخصائص الجبرية لفئات مختلفة من الموصلات. في ورقة بحثية حديثة، تم تقديم جبر للموصلات عديمة الحالة يتكون من خمسة أنواع من الموصلات الأساسية، وهي التماثل والتزامن والاستبعاد المتبادل والاختباء والتقاعس، بالإضافة إلى ثنائياتها، وتم عرض كيف يمكن تكوينها بحرية في سلسلة وبالتوازي مع نموذج "الغراء" المتطور. نستكشف في هذه الورقة التعبير عن الموصلات ذات الحالة التي تم الحصول عليها عن طريق إضافة مخازن مؤقتة في مكان واحد أو مخازن مؤقتة غير محدودة إلى الموصلات عديمة الحالة. النتائج الرئيسية هي: 1) نوضح كيف تتوافق فئات مختلفة من الموصلات تمامًا مع فئات مناسبة من شبكات بتري المجهزة بواجهات تركيبية، تسمى الشبكات ذات الحدود ؛ 2) نوضح أن الفرق بين الدلالات القوية والضعيفة في الموصلات ذات الحالة ينعكس في دلالات الشبكات ذات الحدود من خلال الانتقال من دلالات الخطوة الكلاسيكية (الحالة القوية) إلى دلالات مصرفية جديدة (حالة ضعيفة)، حيث يمكن تنفيذ خطوة من خلال أخذ بعض الرموز "المدينة" التي سيتم إعادتها خلال نفس الخطوة ؛ 3) نظهر أن التشابهات المقابلة هي تطابقات (w.r.t. تكوين الموصلات في السلسلة وبالتوازي )؛ 4) نظهر أن قوانين الأحادية المناسبة، مثل تلك التي تنشأ عند تمثيل الموصلات ذات الحالة في نموذج البلاط، يمكن أن تلتقط بشكل جيد التزامن (بمعنى الدلالات الخطوة) ؛ و 5) كنتيجة جانبية، نقدم جبرًا أساسيًا، مع مجموعة محدودة من الرموز، والتي يمكننا من خلالها تكوين جميع/الشباك ذات الحدود، والوفاء بمطلب طويل الأمد.

Translated Description (French)

Un fil de recherche assez florissant dans la littérature récente sur les systèmes à base de composants concerne les propriétés algébriques de différentes classes de connecteurs. Dans un article récent, une algèbre de connecteurs apatrides a été présentée qui se compose de cinq types de connecteurs de base, à savoir la symétrie, la synchronisation, l'exclusion mutuelle, la dissimulation et l'inaction, ainsi que leurs doubles, et il a été montré comment ils peuvent être librement composés en série et en parallèle pour modéliser des « colles » sophistiquées. Dans cet article, nous explorons l'expressivité des connecteurs avec état obtenus en ajoutant des tampons à un seul endroit ou des tampons illimités aux connecteurs sans état. Les principaux résultats sont les suivants : i) nous montrons comment différentes classes de connecteurs correspondent exactement à des classes appropriées de réseaux de Petri équipés d'interfaces de composition, appelées réseaux avec des limites ; ii) nous montrons que la différence entre la sémantique forte et la sémantique faible dans les connecteurs à états se reflète dans la sémantique des réseaux avec des limites en passant de la sémantique classique des étapes (cas fort) à une nouvelle sémantique bancaire (cas faible), où une étape peut être exécutée en prenant des jetons de « débit » à restituer au cours de la même étape ; iii) nous montrons que les bisimilarités correspondantes sont des congruences (composition des connecteurs en série et en parallèle) ; iv) nous montrons que des lois de monoïdalité appropriées, comme celles qui apparaissent lors de la représentation des connecteurs à états dans le modèle de tuiles, peuvent capturer avec précision les aspects de la simultanéité (au sens de la sémantique des étapes) ; et v) comme résultat secondaire, nous fournissons une algèbre de base, avec un ensemble fini de symboles, parmi lesquels nous pouvons composer tous les réseaux P/T avec des limites, remplissant une quête de longue date.

Translated Description (Spanish)

Un hilo de investigación bastante floreciente en la literatura reciente sobre sistemas basados en componentes se refiere a las propiedades algebraicas de diferentes clases de conectores. En un artículo reciente, se presentó un álgebra de conectores sin estado que consta de cinco tipos de conectores básicos, a saber, simetría, sincronización, exclusión mutua, ocultación e inacción, más sus duales, y se mostró cómo se pueden componer libremente en serie y en paralelo para modelar "pegamentos" sofisticados. En este artículo exploramos la expresividad de los conectores con estado obtenidos mediante la adición de búferes de un solo lugar o búferes ilimitados a los conectores sin estado. Los principales resultados son: i) mostramos cómo las diferentes clases de conectores corresponden exactamente a las clases adecuadas de redes de Petri equipadas con interfaces de composición, llamadas redes con límites; ii) mostramos que la diferencia entre la semántica fuerte y débil en los conectores con estado se refleja en la semántica de las redes con límites al pasar de la semántica de pasos clásica (caso fuerte) a una semántica bancaria novedosa (caso débil), donde se puede ejecutar un paso tomando algunos tokens de "débito" que se devolverán durante el mismo paso; iii) mostramos que las bisimilaridades correspondientes son congruencias (composición de conectores en serie y en paralelo); iv) mostramos que las leyes de monoidalidad adecuadas, como las que surgen al representar conectores con estado en el modelo de mosaico, pueden capturar muy bien los aspectos de concurrencia (en el sentido de la semántica de pasos); y v) como resultado secundario, proporcionamos un álgebra básica, con un conjunto finito de símbolos, de los cuales podemos componer todos los nets P/T con límites, cumpliendo una larga búsqueda.

Files

pdf.pdf

Files (1.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b04eb36ef87b91d7ad608f5645315ba6
1.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
جبر الموصل لتفاعلات شبكات C/E و P/T
Translated title (French)
Algèbres connectrices pour les interactions des réseaux C/E et P/T
Translated title (Spanish)
Álgebras de conectores para interacciones de redes C/E y P/T

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2016355163
DOI
10.2168/lmcs-9(3:16)2013

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W124725137
  • https://openalex.org/W1485270633
  • https://openalex.org/W1493543558
  • https://openalex.org/W1507554808
  • https://openalex.org/W1511881082
  • https://openalex.org/W1516536200
  • https://openalex.org/W1517294405
  • https://openalex.org/W1528214111
  • https://openalex.org/W1529735239
  • https://openalex.org/W154180254
  • https://openalex.org/W1554285005
  • https://openalex.org/W1554903263
  • https://openalex.org/W1562133699
  • https://openalex.org/W1573502168
  • https://openalex.org/W1585218195
  • https://openalex.org/W1586572263
  • https://openalex.org/W1662239198
  • https://openalex.org/W1909063750
  • https://openalex.org/W1911405709
  • https://openalex.org/W1970813562
  • https://openalex.org/W1976195354
  • https://openalex.org/W1980713285
  • https://openalex.org/W1984882019
  • https://openalex.org/W1988680012
  • https://openalex.org/W1996887001
  • https://openalex.org/W2002273357
  • https://openalex.org/W2023983336
  • https://openalex.org/W2031742887
  • https://openalex.org/W2036836043
  • https://openalex.org/W2075050099
  • https://openalex.org/W2078060182
  • https://openalex.org/W2089663991
  • https://openalex.org/W2098116976
  • https://openalex.org/W2098346263
  • https://openalex.org/W2101195035
  • https://openalex.org/W2118023438
  • https://openalex.org/W2118229393
  • https://openalex.org/W2131994575
  • https://openalex.org/W2133038101
  • https://openalex.org/W2135173989
  • https://openalex.org/W2139842876
  • https://openalex.org/W2140272810
  • https://openalex.org/W2141614398
  • https://openalex.org/W2162034401
  • https://openalex.org/W2316437449
  • https://openalex.org/W2688977212
  • https://openalex.org/W2917242645
  • https://openalex.org/W3105507374
  • https://openalex.org/W82378783