Heterogeneous Cyber Physical Systems of Systems
Cyber-physische Systeme sind die natürliche Erweiterung des sogenannten "Internets der Dinge". Sie sind "Systeme aus zusammenarbeitenden Computerelementen, die physische Einheiten steuern". Cyber-Physical Systems of Systems (CPSoS) gelten als "Die nächste Computerrevolution" nach Mainframe-Computing (60er-70er Jahre), Desktop-Computing und Internet (80er-90er Jahre) und Ubiquitous Computing (00er Jahre), weil sich alle Aspekte des täglichen Lebens rasch dahingehend entwickeln, dass Menschen untereinander und mit ihrer Umgebung über (oft mobile) Computergeräte interagieren, und weil Systeme in den meisten Fällen ihre Rechenkapazitäten einsetzen, um untereinander zu interagieren.
CPSoS ermöglichen es, die physische Welt mit der Cyberwelt zu verschmelzen. Mit Hilfe von Sensoren überwachen und sammeln die eingebetteten Systeme Daten aus physischen Prozessen, wie z. B. die Lenkung eines Fahrzeugs, den Energieverbrauch oder die menschlichen Gesundheitsfunktionen. Die Systeme sind vernetzt, so dass die Daten weltweit verfügbar sind. CPSoS ermöglichen es Softwareanwendungen, direkt mit Ereignissen in der physischen Welt zu interagieren, um z. B. Blutdruckveränderungen oder Spitzen im Energieverbrauch zu messen und darauf zu reagieren. Eingebettete Hard- und Softwaresysteme erweitern entscheidend die Funktionalität und Wettbewerbsfähigkeit von Fahrzeugen, Flugzeugen, medizinischen Geräten, Produktionsanlagen und Haushaltsgeräten. Die Anbindung dieser Systeme an eine virtuelle Umgebung aus global vernetzten Diensten und Informationssystemen eröffnet völlig neue Innovationsbereiche und neuartige Geschäftsplattformen.
Künftige CPSoS werden aus vielen hochentwickelten, miteinander verbundenen Teilen bestehen, die detaillierte Daten sofort austauschen, analysieren und auf eine hochgradig koordinierte Weise handeln müssen. Kontinuierliche Fortschritte in Wissenschaft und Technik werden notwendig sein, um Fortschritte bei der Konzeption und Entwicklung dieser komplexen Systeme zu ermöglichen. Integrierte Infrastrukturen in mehreren Größenordnungen, auf mehreren Ebenen, in mehreren Bereichen und mit mehreren Systemen werden neue Grundlagen in der Systemwissenschaft und -technik erfordern. Wissenschaftler und Ingenieure, die sich mit anderen physikalischen Systemen auskennen, müssen mit Informatikern und Informationswissenschaftlern zusammenarbeiten, um effektive, praktikable Entwürfe zu erstellen. In diesem Tutorium werden grundlegende und fortgeschrittene Fragen zum Design zukünftiger heterogener CPSoS vorgestellt, darunter relevante Blockchain-Technologien, rekonfigurierbare Systeme, fortgeschrittene Sensorschnittstellen und menschenzentrierte Designprozesse. Bestimmte fortschrittliche Tools für das Design und die Implementierung der Cyberteile des CPSoS (z. B. FPGA-Design-Tools von Xilinx) werden ebenfalls behandelt.
| ISBN: | 9788770222020 |
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| Einband: | Hardcover |
| Erscheinungsjahr: | 2021 |
| Seitenzahl: | 250 |
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