信息物理系统设计的挑战,及应对大模拟数据时代的到来

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1、信息物理设计挑战NI趋势展望2014大模拟数据™—最大的大数据射频仪器软件无线电化助您提高生产力的技术趋势系统级设计的发展移动设备作为远程用户界面掀起工程教育的改革浪潮信息物理系统是由测试和测量硬件构建而通过软件进行控制的完整控制系统，可用于大型复杂系统，如癌症的强子治疗。您不可不知的技术趋势NI自1976年成立以来一直秉承“为工程师和科学家提供工具来增强其生产力、创新力和探索力”的使命。为了实现这一使命，我们密切观察各行业的发展趋势，并基于这些观察结果开发出集成前沿先进技术的工具。NI工具应用于众多行

2、业和应用领域，因此NI能够洞察到包括测量、传感器、网络、测试等领域正在发生的最新趋势与动向。我们将所了解的信息进行整合，编写成这一技术趋势展望，以帮助您利用最新的技术实现突破，保持竞争的领先地位。NI不仅仅是一个产品供应商——更是一个技术顾问。我们希望这些信息能够帮助您提高生产效率，让您能够全身心专注于核心工作。—NI全球销售和市场推广资深副总裁EricStarkloff目录信息物理系统信息物理设计挑战通过结合分布式计算部件和物理部件，开发连续动态地与环境交互的系统大模拟数据大模拟数据™—最大的大数据将

3、IT基础架构和云等分析工具连接至数据采集系统，基于测试数据更快速地做出决策企业的组织能力。射频/无线射频仪器软件无线电化将各种软件定义无线电技术集成到射频测试设备中，掀起无线通信行业的革命系统正常运行时间计算模型转变思维方式：系统级设计的发展在统一的环境中集成多个开发方式，简化复杂的分布式和实时应用移动通信使用移动设备作为测试测量和控制系统的远程用户界面设计可随时随地通过任意设备连接的系统教学掀起工程教育的革命让学生掌握跨学科方法，为将来进行工程实践做好准备信息物理设计挑战现代工程系统很难由单个人独立一

4、次性完成，通常要与他人合作，多次设计，持续完善。例如，汽车的制动系统是从马车的机械杠杆制动器演变而来，不久之后便出现了液压系统来提高制动系统的制动能力和稳定性。随着助力制动器的问世，制动系统开始集成了各种电子元器件。其中最显著的成就就是防抱死制动系统，该系统作为机械反馈控制系统，最早用于飞机的起落架轮，可防止起落架轮抱死。后来，汽车上也开始使用防抱死制动系统。当今的汽车制动系统集成了电子稳定控制系统、牵引力控制系黑工业大学计算机科学学院的创始人和院长ManfredBroy博统、自适应巡航控制系统和紧急制

5、动辅助系统等各种系统。过士在其编写的Cyber-PhysicalSystems:ImminentChallenges去仅仅由一根杠杆构成的制动器现在却是由多个分布式计算中写到：信息物理系统“将犹如互联网一样，革命性地改变个机、独立制动车轮以及人工输入、车辆性能和环境障碍传感器人和企业控制物理世界以及与物理世界交互的方式。”CPS尽组成的复杂系统。汽车本身是更大型系统的一部分，城市交通管刚出现不久，但已经产生了具有影响力和实践意义的结果。监测控制系统通过与汽车的交互来调整交通信号灯、快车道和汽车停放收费计

6、，从而满足社会的需求。又如望远镜，最初是前所未有的紧迫设计挑战由两片玻璃透镜构成，而现在欧洲南方天文台的极大望远镜是与所有工程系统一样，CPS的设计必须克服严格的资源限制，由8000多个镜面组成，这些镜面由一个分布式计算机网络每包括成本、功耗、可靠性、可扩展性和性能等。许多可满足这隔几毫秒进行驱动调整。随着时间的推移，独立运行的产品逐些约束条件的技术忽略了CPS最独特最重要的属性：它们必须渐被平台所取代，甚至是最简单的“杠杆级”设计也演变成多与现实世界进行有意义、动态且可预见的交互。随着这些系统个相互关

7、联的动态系统。日益普及且复杂性日益增加，设计人员必须跨越信息系统和物理系统之间的知识鸿沟。他们需要超越限制条件和实现细节，许多复杂的系统将计算、信息技术和物理环境等多个领域的知根据环境条件针对系统行为进行设计。识融为一体。计算、信息技术和通信系统通常统称为“信息”系统，这些系统以全新、有价值的方式直接与我们周围的世界简单的设计演变成复杂的系统已经是司空见惯，但我们仍努力进行交互。一个新兴的科学领域是研究和开发将信息世界和物地克服日益增加的复杂性，同时不断地加快创新的速度。随着理世界相互联系的工程系统。这

8、些信息物理系统(CPS)经过工业务的发展，企业所提供的系统规模和影响也日益扩大，开发程设计，通过分布式计算组件和物理组件的结合与周围环境连一个组件的成本将超过该组件集成到更大的系统的成本。当设续动态地进行交互。CPS应用在我们身边无处不在，其中包计涉及软件、网络和物理流程时，信息物理设计挑战将更为严括智能电网、交通车辆网络、智能楼宇、协调机器人、电信、峻，而无法解决这一挑战可能会导致不良设计和创新停滞。该汽车系统和航空电子等。CPS具有三个