基于庫所系統的增加類型變化傳播分析

彭珂

摘要：變化傳播在許多軟件領域都起著必不可少的重要作用，分析基于某種變化類型的傳播范圍更是一個難以忽視的問題。文中提出一種基于Petri網的庫所系統，依據單向影響關系，分析添加增加類型變遷的變化傳播范圍的方法。首先，以某打車軟件為例，建立打車軟件客戶端的庫所系統，并插入一個增加類型的變化變遷。其次，利用單向影響關系，衡量庫所系統原變遷集與所添加的增加類型變遷之間的影響關系。最后，根據增加類型變化傳播影響范圍公式，得出基于打車軟件的庫所系統，添加一個增加類型變化的傳播影響范圍。

關鍵詞：Petri網；庫所系統；增加類型；單向影響關系；變化傳播

中圖分類號：TP391.9 文獻標志碼：A 文章編號：1009-3044（2018）02-0211-02

Change Propagation Analysis of the Add Type Based on the Place System

PENG Ke

（College of Mathematics and Big Data， Anhui University of Science and Technology， Huainan 232001， China）

Abstract： Change propagation plays an important role in many software fields. It is a difficult problem to analyze the change propagation range of some type of change. This paper presents a method of analyzing the change propagation influence range， which inserting a transition of add type into a place system Based on Petri net on a basis of unidirectional influence relationship. Firstly， take a taxi software as an example， build a place system for car-hailing software， and then insert a change transition of add type into the system. Secondly， the influence relationship between the original change set of the system and the inserted transition of add type， which is measured by the unidirectional influence relationship method. Finally， according to the formula of change propagation influence range of a transition of the above inserted add type， it is concluded that the change propagation influence range of an inserted transition of add type Based on the place system of a car-hailing software.

Key words： Petri net； place system； add type； unidirectional influence relationship； change propagation

1 背景

現今，變化傳播分析是業務流程管理中的一個重要方面。而在不斷變化的業務環境下，依據變化類型，量化變化傳播范圍則一直屬于比較繁瑣又很困難的一類問題。因為變化類型分為好幾種，每種不同的變化在流程中生成或添加后，都會由于漣漪效應的多樣性而形成各種截然不同的新流程。故從變化傳播范圍角度分析變化傳播是一項刻不容緩的重任。

目前，關于變化類型和變化傳播已有許多研究。文獻[1]闡述了變化區域和變化傳播的概念，并對它們之間的關系進行了簡單的介紹。文獻[2]從變化分類角度來動態評估變化區域對整個流程系統的影響。文獻[3]提出了一種基于流程結構樹通用的分散式變化傳播方法，它同樣也是根據變化種類促使變化傳播持續使能發生。文獻[4]解決了利益相關者在業務流程中因通過不同視角執行變化而導致的不一致現象。文獻[5]則是在Petri網的庫所系統中，基于置信度要求變量來分析并鞏固變化傳播并給出由內部可信賴屬性生成的影響范圍。

本文的整體結構如下：第一部分介紹文中所涉及的相關基本概念；第二部分為基于庫所系統的增加變化類型變化傳播范圍分析；第三部分則是總結本文的貢獻以及未來工作的結束語。

2 基本概念

這一部分主要介紹了與本文密切相關的概念，其他相關定義可參見文獻[6]。

定義1[6]（Petri網）滿足下列三個條件的三元組[N=（P，T；F）]稱作Petri網：

1） [P]是一個有限非空庫所集，[T]是一個有限非空變遷集；

2） [P?T≠?]，[P?T=?]；

3） [F=（P×T）?（T×P）]表示流關系。

Petri網三元組包括庫所[P]、變遷[T]、流關系[F]。用圖形表示Petri網時，以圓圈表示庫所，矩形表示變遷。對于任意[x，y∈P×T]，若[x，y∈F]即[x]到[y]有一個流關系，則活動對之間用一個有向線段表示。為計算變化傳播范圍，下面介紹庫所系統。endprint

定義2[7]（庫所系統）六元組[Σ=S，T；F，K，W，M]是一個庫所系統（Place System），其中

1） [（S，T；F）]是一個網；

2） [W：F→{1，2，3，...}]成為權函數；

3） [K：S→{1，2，3，...}]成為容量函數；

4） [M：S→{1，2，3，...}]是[Σ]的一個標識，滿足條件[?s∈S：M（s）≤K（s）]

用一個庫所系統[PS]對一個系統建模時，五元組[S，T；F，K，W]描述系統的結構，標識[M]反應系統的狀態，此五元組也成為庫所系統的基網。

定義3[3]（增加類型變化）

[AddChangePattern：]= [Add（Fragment，pred，succ）]

變化類型共有大概四種，本文分散式計算中將會用到的就是定義3增加類型變化，它是通過在流程前承結點[pred]與后繼結點[succ]之間插入一個新的變遷實現的。

3 基于庫所系統的增加變化類型變化傳播范圍分析

當前，越來越多的市民和私家車踏入了某打車軟件這一領域，這些打車軟件使得閑置的私家車有了一番用武之地，司機也能掙得不少的外快。市民則因其便捷性和快捷性而更青睞于這一與出租車不同的打車方式。本文就以某打車軟件和乘客的交互行為為例子，建立庫所系統，以庫所系統為基礎，插入一個增加類型的變化變遷，并通過分析前驅后繼變遷集影響關系來計算影響范圍。圖1即為定義3所描述的增加類型變化，是圖2中變遷[t′]的變化類型。

[T={t2：使用此軟件；t7：新用戶驗證；t8：老用戶默認登錄；t15：所定位位置為初始位置；t16：自選位置；t17：到達位置為目的地；t18：現在叫車；t19：預約叫車；t22：搶單；t23：收到車輛信息；t28：車主電話聯系；t31：上車；t34：發送行車路線；t35：發送乘車金額；t38：無優惠券；t39：有優惠券；t40：付款}] 圖2中所增加的變化[t′={ 決定不坐車}]

為計算庫所系統的變化傳播范圍，本文將以衡量庫所系統原變遷集與所插入的增加類型變遷之間的影響關系為基礎。下面將介紹單向影響關系[5][M=（mt（i，j））]，

[mt（i，j）=1，ti與tj之間存在單向影響關系0，ti與tj之間不存在單向影響關系，1≤i，j≤n]

庫所系統由此影響關系得到添加一個增加變化后，包含此變化及其前驅變遷的影響關系矩陣[M1]和包含此變化及其后繼變化的影響關系矩陣[M2]，矩陣中的元素均由單向影響關系[M=（mt（i，j））]所組成。

增加一個變化[t′]后，包含此變化及其前驅變遷的影響關系矩陣為

增加類型變化傳播影響范圍的公式[8]為：

[CPIRA=M11M10，1+M21M2（0，1）×100%]，

其中[M1]和[M0，1]分別表示矩陣中的元素1以及元素0、1，而[M]則表示矩陣所包含元素個數。這個公式的意義就是根據計算前驅矩陣[M1]和后繼矩陣[M2]中，含1即存在單向影響關系的數量占含0，1總數的比例之和的百分比，來展示增加類型變化在庫所網中傳播的影響范圍。

由上述公式可以得到，本文基于庫所系統插入一個增加類型變化的傳播影響范圍是：

[CPIRA=40961+22144×100%=19.4%]

4 結束語

盡管過去的研究在包括軟件領域等企業管理范圍內各個方面的變化傳播分析都有所涉獵，卻很少考慮到從每個變化類型分散式的一一計算這些變化所傳播的范圍，本文則從增加類型變化彌補了一部分的短板。本文將乘客在使用某打車軟件時的交互行為來建立庫所系統，同時在其中添加一個增加類型的變化變遷。之后引入單向影響關系，用以衡量庫所系統原變遷集與所插入的增加類型變遷之間的影響關系。隨之得出由單向影響關系組成的，包含此增加類型變化的前驅矩陣和后繼矩陣。最后，再依據增加類型變化傳播影響范圍的公式計算得到本文基于庫所系統插入一個增加類型變化的傳播影響范圍。在此研究的基礎上，未來工作將從兩方面展開：試用本文中的方法計算基于其他變化類型的變化傳播范圍；以運行時間，運行良好程度等方面來檢驗此法的優劣之處，揚長避短，發揮優勢并改正缺陷。

參考文獻：

[1] Demuth A， Riel-Ehrenleitner M. Co-evolution of Metamodels and Models through Consistent Change Propagation[J]. The Journal of Systems and Software， 2016， 111： 281-297.

[2] Gupta C， Singh Y， Singh D. A Dynamic Approach to Estimate Change Impact using Type of Change Propagation[J]. Journal of Information Processing Systems， 2010， 4（6）：597-608.

[3] Fdhila W， Indiono C， Rechert M. Dealing with Change in Process Choreographies： Design and Implementation of Propagation Algorithms[J]. Information Systems， 2015， 9（5）：55-106.

[4] Grossmann G， Mafazi S. Change Propagation and Conflict Resolution for the Co-Evolution of Business Processes[J]. International Journal of Cooperative Information Systems， 2015， 12（8）：102-140.

[5] Chen Y， Cheng P， Yin J. Change Propagation Analysis of Trustworthy Requirements Based on Dependency Relations[J]. 2010 IEEE International Conference on Information Management and Engineering， 246-251.

[6] Polyvyanyy A， Armas-Cervantes A， Marlon Dumas. On the expressive power of behavioral profiles[J]. Formal Aspects of Computing， 2016， 5（28）：597-599.

[7] 吳哲輝. Petri網導論[M]. 北京： 機械工業出版社， 2006： 9-15.

[8] Salay R， Gorzny J， Chechik M. Change Propagation due to Uncertainty Change[J]. Springer Verlag Berlin Heidelberg， 2013， 28（21）：21-36.endprint