随着并发系统在诸多领域的广泛应用,如何对其性能分析以确保系统的质量,这已成为开发人员及使用者特别关注的问题。在软件工程的早期阶段,对系统建立模型并做性能分析,可以及时发现设计错误,减少后期修改及测试的费用。人们提出了许多形式化建模和性能分析方法,主要有:排队论、随机Petri网(SPN)、随机进程代数(SPA)。这些方法都是基于马尔可夫过程,因此会遇到状态空间爆炸问题。且排队论无法合理描述并发系统的同步、资源共享等现象。由于随机Petri网(SPN)对并发系统具有很强的描述、分析能力,备受人们的青睐。尽管人们提出了许多减小状态空间的技术,然而仍旧存在状态空间爆炸问题。为此,本文借助并行计算,通过并行求解常微分方程组,提出一种大规模并发系统建模及性能分析的方法。主要工作如下:(1)建模。本文引入Petri网描述并发系统,将其连续化,用常微分方程组对系统建模。这样不仅避免了状态爆炸,而且直接利用MATLAB,通过求解方程组就能定量地分析系统的性能。(2)并行计算。当实际系统规模变大时,状态个数将很多,MATLAB显然不够用。针对本文这种具有特殊结构的方程组,给出Petri网到超图的转换规则,根据超图剖分的结果将方程组分块,进而借助软件SUNDIALS并行求解,达到了负载平衡最优化、通讯最小化,解决了并行计算的瓶颈问题。(3)性能分析。结合方程组的解,给出系统性能分析方法及优化性能的建议,并与随机Petri网性能分析的方法及复杂度比较证明。最后通过典型实例具体分析了并行算法的复杂度、系统的性能,进而说明本文方法的优越性。