现代信息系统日趋大型化、复杂化，使人们不得不借助模型来完成系统设计与分析。Petri网是信息系统的一种建模工具，适合描述异步并发现象。它不仅具有直观的图形表示能力，还拥有严格的数学语义，建立了许多数学分析技术。有色Petri网是在Petri网基础上扩展而得的一种高级Petri网。与传统Petri网相比，有色Petri网丰富了托肯类型；提供系统模块化、层次化表述功能；并采用SML的扩展语言CPN ML以增强网络描述能力；引入时间概念，实现全局时钟环境。有色Petri网现已成为一种较完善的图形化数学建模工具，广泛用于对系统的设计、规范、仿真和验证。 本实验室长期致力于基于SIP（SCSI Interlocked Protocol）的RAID控制器嵌入式系统开发。RAID控制系统是一种带有异步并发特性的离散事件系统，广泛应用于银行、金融系统等对数据存储要求很高的领域。本文旨在使用有色Petri网模型简化对实际RAID系统的描述，运用有色Petri网的数学技术分析系统的属性，发掘系统优化的潜力，指导RAID控制器嵌入式系统的设计开发。 本文首先介绍了Petri网和有色Petri网的基本原理，包括它们的形式化定义、分析方法和计算机工具软件。随后介绍了基于SIP的RAID控制系统结构，详细分析了RAID系统中的SIP协议以及系统工作线程。本文阐述了使用有色Petri网对RAID系统建模的优势，并提出模型设计的两个关键性问题：RAID系统中的SIP交互和命令序列优化。 本文使用CPN Tools工具软件，对基于SIP的RAID控制系统，根据两种不同的命令处理机制（FIFO与地址优化排序），分别建立了层次化有色Petri网模型；运用发生图原理对模型进行分析验证；通过有色Petri网时钟系统的扩展功能得到了仿真结果。 基于仿真结果，我们得出结论：(1)允许I/O过程断开可实现任务并行处理；(2)根据情况，对命令队列采取地址优化排序可以提高磁盘访问效率。两者均能提高系统的性能。基于模型设计，对于RAID控制器嵌入式系统开发，本文提出合并原有的启动模块和目标模块，使用两个线程完成原有模块的任务。本文还总结了两种有色Petri网的设计模式。最后对本课题做出展望。