信息技术当前的研究热点.pdf

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1、第24卷增刊模糊系统与数学Vol.24,supplement2010年10月FuzzySystemsandMathematicsOtc,20101信息技术当前的研究热点1，2陈仪香1.华东师范大学软件学院上海高可信计算重点实验室，上海200062;2.教育部软硬件协同设计与应用工程研究中心摘要：本报告概要性地介绍信息技术当前的5个研究热点：可信计算、云计算、物联网、信息物理融合系统以及绿色计算。重点介绍它们的研究内涵、科学问题、应用领域以及技术关键。关键词：信息技术，可信计算，云计算，物联网，信息物理融合系统，绿色计算中图分类号：TP3，TP39文献标识码：A1引言本报告将概要性地介绍信

2、息技术当前的5个研究热点：可信计算（TrustworthyComp-uting）、云计算（CloudComputing）、物联网（InternetofThings）、信息物理融合系统（Cyber-PhysicalSystems，CPS）以及绿色计算（GreenComputing）。[1]1.1可信计算可信计算与软件的可信性相关联。软件作为基础，在国民经济各个部门的作用越来越重要，软件的开发成本逐年升高（软件规模大、复杂性高），大型软件开发的成功率也很不理想（2/3软件项目延期或取消），软件引发的损失巨大且公众广泛关注。软件是依据工程需求、使用多种程序设计语言、多人合作编程实现、可在一定（

3、复杂）环境下运行的系统。由于需求工程不完善(多次修改)、使用语言本身的灵活性（多种语言）、多人合作的不一致性（多人合作），因此软件存在缺陷是很难避免的。维基百科认为如果一个软件的行为总是按照预期的方式和目标进行，那它就是可信的。可信计算技术从需求分析、模型设计、代码实现以及程序分析等软件工程各个阶段严格保证软件按照预期的目标进行的技术。可信计算技术的基本目的是构造和评估可信的软件系统。[2]1.2云计算云计算是通过整合、管理、调配分布在网络各处的计算资源，并以统一的界面同时向大量用户提供服务。借助云计算，网络服务提供者可以在瞬息之间，处理数以千万计甚至亿计作者简介：陈仪香(1961-)，

4、男，教授2模糊系统与数学2010年的信息，实现和超级计算机同样强大的效能，同时，用户可以按需计量地使用这些服务，从而实现将计算作为一种公用设施来提供的梦想。云计算是并行计算（ParallelComputing）、分布式计算（DistributedComputing）、网格计算（GridComputing）的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现；云计算也是虚拟化（Virtualization）、效用计算（UtilityComputing）、面向服务的架构（SOA）等概念混合演进并跃升的结果。云计算对信息产业的影响是巨大的，信息产业面临重新洗牌、软件产业结构面临重新调整、软件生产组织方

5、式面临变革以及网络端设备多元化个性化以满足不同用户的需求。[3]1.3物联网物联网的概念于1999年由美国麻省理工大学提出，早期物联网是依托射频识别（RFID）技术的物流网络，但是随着技术和应用的发展，其内涵已经发生了较大变化。信息与通信技术的目标已经从任何时间、任何地点连接任何人，发展到连接任何物体的阶段，而万物的连接就形成了物联网。物联网实现不同物体的网络化连接与标识；以信息采集、信息传递与信息处理为三大要素，以自动识别、方便管理与信息共享为目标。典型的物联网应用，如食品安全与物流管理；物联网具有泛在性，可成为一个大规模系统，其系统行为和状态并非一定复杂。[4-5]1.4信息物理融合

6、系统信息物理融合系统的概念于2007年由美国总统科技顾问委员会在其年度报告中首次提出，现在处于美国国家信息技术优先发展的首位。我们所要发展的CPS系统，从广义上来理解，就是一个在环境感知的基础上，深度融合了计算、通信和控制能力的可控可信可扩展的网络化物理设备系统，它通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环实现深度融合和实时交互来增加或扩展新的功能，以安全、可靠、高效和实时的方式监测或者控制一个物理实体。因此计算（Computing）、通信（Communication）以及控制（Control）形成了CPS系统的鲜明特征。从嵌入式系统方面来看，信息物理融合系统是新一代的嵌入式系统，即一种计

7、算、通信与控制融合的新型复杂嵌入式系统，系统中计算过程和物理过程在开放环境下持续交互、深度融合与相互作用，一体化地实现开放嵌入式计算、网络化实时通信与远程精确控制等先进功能。CPS可获得不同的应用效能：响应更快速（例如地铁/汽车/飞机自主防撞）、控制更精确（例如外科手术、纳米级制造）、运行更健壮(如电网控制与管理)、更适应危险环境（例如搜索和援救）、更大规模分布式协同（例如智能交通控制）、更高效（例如节能建筑）、更人性化（例如普遍存