一种信息-物理融合系统体系结构

信息-物理融合系统(cyber-physical system, CPS)是当今最前沿的交叉研究领域之一,它被普遍认为是计算机信息处理技术史上的下一次革命,将会改变人与现实物理世界之间的交互方式,具有广泛的应用前景.CPS是一种分布式且深度嵌入式的实时系统,实时性是CPS的一个极重要特征和性能要求.研究了CPS体系结构,提出了一种CPS系统模型,并且从实时任务调度和实时网络两个方面,提出了解决系统实时性保证问题的初步方案,为进一步的研究工作奠定了基础.     

基于多视图的信息物理融合系统体系结构研究

美国将信息-物理融合系统（Cyber-Physical Systems,CPS）列为八个重要信息技术领域之首,CPS亦成为国内当前研究热点。通过对国内外CPS研究现状分析,针对系统、功能和技术三个视图角度,提出了三种新型基于视图的CPS体系结构,说明了三种视图间的关系,利用微电网CPS实例论证了基于不同视图的CPS体系结构分析方法的优点。同时,对于CPS未来的研究方向进行了展望。     

基于目标的信息物理融合系统事件模型的分析

软件系统的事件模型能够有效地刻画软件系统的行为。但是,由于信息物理融合系统的异构性与分布式特征,建立信息物理融合系统的事件模型不仅需要了解系统的具体组成结构,还需要考虑事件的时空信息,这为信息物理融合系统事件模型的建立带来了新的困难。从需求分析的角度出发,提出一种基于目标的方法来分析并建立信息物理融合系统的事件模型。该方法认为用户建立系统的目标可以表达为事件之间的因果关系,即当一个事件发生时系统要能够感知并触发另外一个事件发生。基于此,该方法从用户对信息物理融合系统的需求出发,以目标的与/或分解为手段来分析满足用户需求的事件模型。以一个自适应巡航控制系统为案例来说明该方法。     

面向服务的信息物理融合系统建模与验证

针对信息物理融合系统(CPS)中建模与验证面临的问题与挑战,基于服务组合的思想,提出一种CPS建模与验证方法。首先,综合分析已有研究成果,提出一种CPS的组成结构,包含物理世界、感知系统、信息处理系统、控制系统及时间约束。基于该结构提出CPS资源的服务分类及组成框架,并利用时间自动机理论,提出CPS物理环境建模方法、CPS原子服务建模方法及服务组合方法。最后,通过案例设计和模型检测工具Uppaal,分别对系统安全性、可达性、活性及时间约束四种类型的性质进行了相关验证。结果表明,系统通过了这些性质的验证,这也证明了面向服务的CPS建模方法的正确性。     

信息物理融合系统中基于多模态数据的事件模型研究

在信息物理融合系统中,通过部署在系统区域内的传感器节点来获得物理世界的信息。信息物理融合系统通常包含若干个异构的无线传感器网络。这些异构网络包含不同类型的传感器节点,这些节点具有不同的感知、计算和通信能力。将异构的传感器节点获得的不同类型的感知数据融合是一个十分重要并亟待解决的问题。在本文中,提出了基于多模态数据的事件模型,以事件为载体将多种不同模态的数据融合计算。文中描述并定义了信息物理融合系统中的事件,给出了基本事件和复合事件的定义,并提出了事件的合成规则。     

信息-物理融合系统若干关键问题综述

信息-物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)集成了计算系统与物理系统,并通过嵌入式计算机与网络实现了两者之间的协作和融合,将对人们的生产和生活方式产生重要影响.CPS是一个全新的研究领域,利用现有基础理论和技术设计CPS时面临着众多问题.介绍了CPS的概念、特点和体系结构,分析了与嵌入式系统、网络的关联,从计算系统、网络系统和控制系统3个方面概括了CPS设计面临的主要挑战,并着重探讨了当前一些可用于CPS设计的理论和技术以及CPS研究的最新进展,指出CPS当前的发展应以解决系统抽象层次设计、系统建模、体系结构设计、数据传输和管理、子系统集成方面的问题作为其下一步发展主要的研究方向,并提出了一些可行的解决办法,可为相关研究提供参考.     

信息物理融合系统研究综述

信息物理融合系统(Cyber-physical systems, CPS)是多维异构的计算单元和物理对象在网络环境中高度集成 交互的新型智能复杂系统,具有实时、鲁棒、自治、高效和高性能等特点.本 文首先介绍了CPS的概念和特征,综述了CPS的当前发展状况与应用前景;其次, 对CPS的系统构成进行了简要分析,讨论了CPS与相关技术的区别与联系;最后, 对CPS技术发展所面临的主要挑战及可能的研究方向进行了总结与展望.     

信息物理融合系统

信息物理融合系统 (Cyber-physical system, CPS)是计算、通信和物理过程高度集成的系统,通过在物理设备中嵌入感知、通信和计算能力,实 现对外部环境的分布式感知、可靠数据传输、智能信息处理,并通过反馈机制实现对物理过程的实时控制. 分析了CPS的基本概念和特征,对CPS的体系架构、中间件系统、实时性、安全和隐私等关键技术的现有研究 成果进行综述,并提出了相应的研究思路;然后介绍了一些现有的CPS原型系统和实例,体现出CPS的优越性; 最后对CPS和传感器网络(Wireless sensor network, WSN)、物联网(The internet of things, IOT)、网络控制系统(Networked control systems, NCSs)进行了对比分析,总结了CPS现有研究中存在的问题,并展望了CPS的发展方向.     

信息物理融合系统数据中心能量消耗模型研究

从信息物理融合系统的角度考察数据中心,对包含信息技术系统和冷却系统的数据中心的能量消耗进行建模。给出信息技术系统中的服务延时约束模型、工作负载约束模型、服务质量约束模型及最终的能量消耗约束模型和冷却系统中的能量消耗模型。模型的建立为研究如何在保证服务质量的同时最大程度地降低能量消耗提供了依据。     

信息物理融合系统(CPS)研究综述

信息物理融合系统(Cyber-Physical Systcms, CPS)是将计算资源与物理资源紧密结合与协调的产物,它将改变人类与物理世界的交互方式。作为物联网的演进,CPS已经引起了国内外相关科研机构、政府部门和社会的广泛关注。介绍和阐述了CPS的定义、系统结构和特性,重点研究和讨论了CPS的理论技术体系、对计算机科学领域带来的重大挑战以及研究现状,最后展望了CPS的研究动向。     

对基于MCIM的并行系统结构的进一步分析

本文将对这一联结构的通信性能，应用方式等作进一步的分析讨论。     

MRPⅡ系统的生产计划模拟

本文讨论了ＭＲＰⅡ中的计划模拟系统的设计和实现。计划模拟系统使用可视仿真工具ＶＡＴ，以资源管理系统ＲＭＳ的生产数据作为输入，模拟生产计划和能力计划，为计划的优化与平衡提供了有效的支持。     

基于堆叠极限树集成算法的信息物理系统入侵检测方法

信息物理融合系统(Cyber-Physical systems,CPS)是由信息系统和物理系统融合而成,从而引入了信息系统中普遍存在的安全隐患.传统信息系统的入侵检测算法专注于检测的准确率而忽略算法的复杂度和实时性,不适用于CPS.为了解决CPS入侵检测的实时性问题,提出一种结合相关性特征选择的堆叠极限树集成算法(CFS-SET).针对CPS中数据特征众多的特点,使用基于相关性的特征选择算法(Correlation-based Feature Subset Selection,CFS),去除不相关和冗余特征.采用堆叠极限树算法,进行入侵行为检测.基于Power System Dataset进行实验,结果表明,CFS-SET算法在保证分类准确率的同时,可以节省训练和预测计算时间,满足CPS对实时性的要求.     

面向模式的系统架构设计

模式是作为一个对软件开发中现存的、经过充分考验的软件设计的经验而提出来的。模式的提出给我们的软件质量和效率的提高提供了一条有效的途径。在我们的系统架构中主要用了层模式。     

Mobile Agent体系结构及关键技术探讨

Ｍｏｂｉｌｅ Ａｇｅｎｔ是一种新型的分布式计算技术，具有对象传递异步计算等特性。本文针对其概念和特征分析了Ｍｏｂｉｌｅ Ａｇｅｎｔ的体系结构和关键技术，并简单介绍了目前国际上发展现状和研究趋势。     

一种移动数据库管理系统的体系结构

移动计算的网络环境具有其鲜明的特点：移动性、断接性、带宽多样性、可伸缩性、弱可靠性、网络通信的非对称性、电源能力局限笥等等。而现有的DBMS不能很好地解决移动计算环境中的数据库管理问题,因此有必要设计适于移动计算的数据库管理系统,首先分析了移动计算环境数据库系统的本质,指出移动数据库是一种动态分布式数据库。由于运动是相对的,即客户机被假定静止时,则服务器是动态变化的,通过引入虚拟服务器的概念可以将客户机的“移动”转换为服务器的“移动”,在此基础上,提出了一种移动数据库管理系统的体系结构,这种结构具有一定的通用性,该结构由虚拟服务器和局部DBMS组成,其中虚拟服务器是核心,对它的功能进行了详细的讨论,最后还介绍了基于此体系 结构和自主开发的分布式数据库管理系统DM2上的一个移动DBMS原型。     

信息系统用户授权控制体系研究

本文指出了用户在任何情况下访问到的数据都只是他有权访问的数据,其所能修改的数据都只是他有权修改的数据。本文针对用户授权控制体系做了较为深入的探讨,并且给出技术实现。     

基于Zachman框架的复杂信息系统的系统安全架构

当前由信息技术与网络技术构成的信息系统已不单是完成信息的简单处理与传输,它已成为连接与融合众多的业务系统核心。以信息系统为核心,并由此构成的包含各类业务系统的系统,可协同完成一定的组织目标和业务流程,称之为复杂信息系统。主要研究并合理地划分复杂信息系统中的不同层面的风险管理层次。研究采用国际上流行的Zachman框架,结合《GB/T 20274-2008信息安全技术信息系统安全保障评估框架》,构建复杂信息系统安全架构。该架构可用于复杂信息系统分层划分及其评估。     

协同式入侵监视系统的体系结构设计

协同式入侵监视系统实现不同管理域网络之间告警信息共享、执行集中式告警相关性分析并提供入侵预警服务而提高各个网络的安全性.介绍了设计协同式入侵监视系统面临的系统结构问题,讨论了协同式入侵监视系统的基本组成,提出了实现可扩展的安全信息交换、告警相关性分析和提高系统自身安全性问题的方法.     

导引头实时系统仿真架构设计

提出一种基于RTX+Windows+反射内存网的导引头实时系统仿真架构。通过RTX保证系统的实时性,在RTX下采用多线程并行方式降低信号处理时间;通过与Windows间的共享内存实现系统友好的人机交互;以反射内存卡为传输介质,保证数据传输的实时性。经过测试,该架构可以真实地仿真出导引头系统的整个工作过程,信号处理时间控制在ms级,数据传输速度超过800 Mbit/s,线程切换时间与响应延时小于13μs。