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IN/0119 - AUTOMI E RETI DI PETRI

Anno Accademico 2017/2018

Docente
ALESSANDRO GIUA (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
 



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[70/83]  INGEGNERIA ELETTRONICA [83/00 - Ord. 2016]  PERCORSO COMUNE550
Obiettivi

I sistemi ad eventi discreti sono sistemi dinamici caratterizzati da uno spazio di stato discreto e non necessariamente numerico, la cui evoluzione è guidata dall'occorrenza di eventi anch'essi discreti e non numerici. Il verificarsi degli eventi, con cadenzamento irregolare non necessariamente noto a priori, determina istantanei cambiamenti di stato. Le attività individuate dagli eventi sono tipicamente concorrenti e richiedono strategie di sincronizzazione e controllo.

Esempi significativi si ritrovano nei processi produttivi, nelle reti di elaboratori elettronici, di trasporto, di comunicazioni.

Il corso intende fornire un insieme di strumenti formali per la modellistica, l'analisi e il controllo dei sistemi ad eventi discreti logici, in cui la nozione di tempo non viene presa in conto e si considera solo l'ordine in cui gli eventi si verificano.

Descrittori di Dublino
- Conoscenza e capacità di comprensione avanzate relative ai sistemi ad eventi discreti e agli strumenti formali usati per descriverli.
- Conoscenza e capacità di comprensione applicate che consentano di risolvere problemi originali di modellazione, controllo e diagnosi di sistemi ad eventi discreti.
- Autonomia di giudizio: gestione della complessità di un sistema reale anche solo parzialmente noto, astraendo il suo comportamento mediante un modello ad eventi.
- Abilità comunicative: descrizione in modo preciso e non ambiguo del comportamento dinamico di un sistema ad eventi discreti e di eventuali specifiche.
- Capacità di apprendere: essere in grado di proseguire lo studio dei sistemi ad eventi leggendo la letteratura scientifica del settore.

Prerequisiti

Nessuno

Contenuti

**** Cassificazione dei sistemi dinamici
**** Lezione: 2h
Sistemi ad avanzamento temporale: a tempo continuo e tempo discreto. Sistemi ad eventi discreti: logici e pemporizzati. Sistemi ibridi.

**** Automi e linguaggi
**** Lezione 10h, Esercitazione 6h
Introduzione alla teoria dei linguaggi formali: alfabeti, stringhe, linguaggi, operatori sui linguaggi. Automi finiti deterministici (AFD). Automi finiti non deterministici (AFN). Proprità degli automi. Determinazione di un AFD equivalente ad un dato AFN. Minimizzazione di un AFD. Espressioni regolari e equivalenza con gli automi. Diagnosi mediante automi. L'operatore di composizione concorrente sugli automi.

**** Controllo supervisivo
**** Lezione 8h, Esercitazione 2h
Definizione di sistema e proprietà. Operatori su linguaggi e su automi: sincronizzazione, proiezione e composizione concorrente. Supervisore funzione e supervisore sistema. Proprietà del supervisore. Verifica delle proprietà di un supervisore. Specifiche sul linguaggio e sullo stato. Sintesi di supervisori.

**** Reti di Petri
**** Lezione 12h, Esercitazione 4h
Introduzione alle reti posto/transizione (P/T). Dinamica delle reti P/T. Esempi di modellazione. Proprietà delle reti P/T: raggiungibilità, limitatezza e conservatività, ripetitività, reversibilità, vivezza. Analisi mediante grafo di raggiungibilità e di copertura. Analisi mediante l'equazione di stato. Analisi mediante invarianti. Classi di reti P/T: macchine a stati e grafi marcati.

**** Controllo di reti di Petri mediante monitor
**** Lezione 4h, Esercitazione 2h
Specifiche sullo spazio di stato di una rete mediante vincoli di mutua esclusione generalizzati (GMEC). Posto monitor corrispondente ad una GMEC. Sintesi di monitor in presenza di transizioni incontrollabili.

Metodi Didattici

Il corso prevede 36 ore di lezioni frontali e 14 ore di esercitazioni. Le lezioni frontali verrano svolte con l'uso di lavagna in ardesia e gesso. Le esercitazioni verranno svolte in classe con carta e penna sotto la supervisione del docente e potranno essere completate a casa anche mediante l'uso di programmi dedicati.

In preparazione delle prove intermedie viene offerta la possibilità di frequentare ore di tutorato dedicate alla risoluzione di esercizi.

Si possono tenere all'interno del corso dei brevi seminari su argomenti avanzati.

Gli studenti che completano e consegnano le esercitazioni in itinere possono sostenere una prova scritta divisa in due parti: una intermedia e una finale.

Infine gli studenti interessati possono preparare un progetto su un argomento concordato con il docente.

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica:
- prove scritte (intermedia e finale) durante il periodo di lezione
- prova orale durante i regolari appelli

Criteri di attribuzione del voto finale:

a) A chi sostiene le prove intermedie e le prove scritte viene attribuito un punteggio P (max 73 punti) sommando i voti delle due prove (max 30 punti ciascuna), il voto ottenuto dalla valutazione delle esercitazioni svolte durante l'anno (max 10 punti) e il voto del progetto opzionale (max 3 punti). Lo studente che ottiene un punteggio P pari o superiore a 42 supera l'esame con un voto V in 30mi calcolato come segue:
- V = 18 se P = 42;
- V = ceiling(P/2-21)+17 if 42

- V = 30 se P >= 67.

b) Durante i regolari appelli le prove saranno orali e gli studenti verranno valutati in base alla loro capacità di: a) presentare gli argomenti in termini chiari, precisi ed esaurienti; b) risolvere esercizi.

Testi

A. Di Febbraro, A. Giua. Sistemi ad eventi discreti. Mc-Graw-Hill Italia, 2002

C.G Cassandras, S. Lafortune. Introduction to Discrete Event Systems. Springer, 2008.

Altre Informazioni

La pagina web del corso [http://www.diee.unica.it/giua/ARP] contiene:
- compiti ed esercitazioni dal 2001 ad oggi
- software per svolgere gli esercizi
- appunti relativi alla parte sulla diagnosi di guasto

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