Ситуации, возникшие в процессе печати

Задание

 

1. Выбрать вычислительный процесс и на его примере:

- построить метамодель «асинхронный процесс» и определить свойства исходного процесса на основе анализа метамодели;

- выполнить операции над процессом: репозиция, редукция, композиция, и оценить полученные результаты с практической точки зрения;

- построить предметную интерпретацию метамодели на основе сети Петри и сделать вывод о динамических характеристиках исходного процесса.

2. Оформить отчет.

Выполнение задания

1. Выделить компоненты рассматриваемого процесса.

2. Сформировать множество ситуаций рассматриваемого процесса.

3. Описать модель «асинхронный процесс».

4. Определить траектории выполнения процесса и классы эквивалентности ситуаций и сделать вывод о свойствах рассматриваемого процесса (эффективность, управляемость, простота).

5. Определить множество дополнительных ситуаций для возобновления процесса (если они есть) и построить полную или частичную репозицию процесса.

6. Выделить входные или выходные компоненты асинхронного процесса, выбрать требуемые и построить на их основе редукцию процесса.

7. Определить два подпроцесса на базе исследуемого, выбрать удобный вид композиции (последовательную или параллельную) и построить ее.

8. Описать составляющие модели «асинхронный процесс», используя понятия модели «сеть Петри».

9. Провести анализ свойств мест сети Петри на ограниченность и безопасность.

10. Провести анализ свойств переходов сети Петри на живость и устойчивость.

 

Постановка задания

 

Рассмотреть процесс печати с использованием струйного принтера Hewlett Packard (термоструйная печать). Построить метамодель «асинхронный процесс» и модель «сеть Петри». Исследовать их свойства.

Описание процесса

 

Струйные принтеры Hewlett Packard используют технологию термоструйной печати. В струйных принтерах имеется термоголовка, нижняя часть которой находится на небольшом расстоянии (около 1 мм и меньше) от листа бумаги. В нижней части головки на небольшом расстоянии друг от друга находятся несколько сопел (металлические пластинки, разделенных тончайшими щелями), объединенных в прямоугольную матрицу. Каждое сопло оборудовано одним или двумя нагревательными элементами (микроскопическими тонкопленочными резисторами). Сосуды с краской, сопла и нагревательные резисторы зачастую объединяются в один блок ─ картридж.

Специальные механизмы перемещают бумагу и каретку, в которой в специальных держателях установлены печатающие картриджи.

При подаче напряжения резистор за несколько микросекунд нагревается до температуры около 500°, краска вскипает. В кипящих чернилах постепенно образуется пузырек воздуха, рост которого приводит к выдавливанию чернил из сопла. Спустя приблизительно 3 микросекунды пузырек лопается и происходит отрыв, и последующий выброс уже сформировавшейся капли. После разрушения пузырька и выброса капли силы поверхностного натяжения втягивают новую порцию чернил в камеру.

Т.к. расстояние между соплом и бумагой невелико, то капля краски попадает в строго определенное место на листе бумаги. Затем печатающая головка перемещается на некоторое расстояние и процесс повторяется.

Построение метамодели «асинхронный процесс».

Компоненты

1. K – устройство управления

K+ - контролирует работу печати и всех элементов принтера

K– - бездействует

 

2. M – память

M+ - содержит задания на печать

M– - свободна

 

3. P – бумага

P+ - содержится в лотке

P– - отсутствует

 

4. V – система валиков для подачи бумаги

V+ - работает (перемещает бумагу)

V– - ожидает (покоится)

 

5. C – каретка с печатающими картриджами

C+ - перемещается

C– - покоится

 

6. R – нагревательный элемент (тонкопленочный резистр)

R+ - нагрет

R– - охлажден

 

7. S – сопло

S+ - выбрасывает каплю чернил

S– - бездействует

 

8. H – камера

H+ - содержит чернила

H– - пуста

9. B – пузырь

B+ - есть

B– - отсутствует

 

Ситуации, возникшие в процессе печати

1. Принтер включен. Задание печати.

 

K+ M + P– V– C– R – S – H + B –

 

2. В начале печати – проверка на наличие бумаги. Ее подача. При повторении печати – прокрутка бумаги.

 

K+ M + P+ V+ C– R – S – H + B –

 

3. Отсутствие бумаги. Вывод сообщения об ошибке.

 

K+ M + P– V+ C– R – S – H + B –

 

4. Каретка перемещается.

 

K+ M + P+ V– C+ R – S – H + B –

 

5. Пропускается ток. Резистр осуществляет быстрый нагрев чернил, находящихся в небольшой камере, до температуры их кипения.

 

K+ M + P+ V– C– R + S – H + B –

6. Образуется пузырек воздуха, который постепенно растет. Из выходного отверстия сопла выдавливаются пузырем чернила. Ток отключается. Нагревательный элемент остывает.

 

K+ M + P+ V– C– R – S – H + B +

 

7. Пузырек лопается. Происходит отрыв и последующий выброс уже оформившейся капли на бумагу. Силы поверхностного натяжения втягивают новую порцию чернил в камеру.

 

K+ M + P+ V– C– R – S + H + B –

 

8. С помощью системы валиков бумага выходит из принтера. Память принтера освобождается.

 

K+ M – P– V + C– R – S – H + B –

 

s₁ = (1,1,0,0,0,0,0,1,0)

s₂ = (1,1,1,1,0,0,0,1,0)

s₃ = (1,1,0,1,0,0,0,1,0)

s₄ = (1,1,1,0,1,0,0,1,0)

s₅ = (1,1,1,0,0,1,0,1,0)

s₆ = (1,1,1,0,0,0,0,1,1)

s₇ = (1,1,1,0,0,0,1,1,0)

s₈ = (1,0,0,1,0,0,0,1,0)

 

Ситуации: S={s₁, s₂, s₃, s₄, s₅, s₆, s₇, s₈}

Инициаторы: I= {s₁, s₂, s₄}

Результанты: R={s₃, s₇, s₈}

Ситуация s₁ описывает начальный этап процесса, то есть задание печати.

Ситуация s₂ описывает ситуацию, когда происходит проверка на наличие бумаги в лотке. Она инициирует два возможных результата – дальнейшее продолжение печати, либо ее прекращение после вывода сообщения об ошибке.

Ситуация s₄ инициирует непосредственно начало процесса печати (то есть процесса нанесения чернил на бумагу).

 

Ситуация s₃ описывает возможный результат в случае отсутствия бумаги.

Ситуация s₇ описывает непосредственно результат печати.

Ситуация s₈ описывает завершение работы принтера после печати.