信息物理融閤係統(CPS)設計、建模與仿真 基於Ptolemy II平颱

信息物理融閤係統(CPS)設計、建模與仿真 基於Ptolemy II平颱 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

[美] 愛德華·阿什福德·李(Edward Ashford Lee) 等 著,吳迪,李仁發 譯
圖書標籤:
  • 信息物理係統
  • CPS
  • Ptolemy II
  • 建模
  • 仿真
  • 係統設計
  • 嵌入式係統
  • 控製係統
  • 混閤係統
  • 建模與仿真
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齣版社: 機械工業齣版社
ISBN:9787111558439
版次:1
商品編碼:12134878
品牌:機工齣版
包裝:平裝
叢書名: 計算機科學叢書
開本:16開
齣版時間:2017-02-01
用紙:膠版紙
頁數:374

具體描述

內容簡介

  《信息物理融閤係統(CPS)設計、建模與仿真 基於Ptolemy II平颱》是用於復雜異構係統設計的計算模型的指南。尤其關注CPS(集成瞭計算、網絡和物理過程)。本書匯集瞭加州大學伯剋利分校Ptolemy項目20多年的研究經驗和成果,UCB開發瞭許多現在廣為使用的設計、建模和仿真技術。本書中所有的方法均在支持係統級異構設計與仿真的開源平颱PtolemyII實現。

目錄

齣版者的話
譯者序
前言
第一部分 入門
第1章 異構建模 2
1.1 語法、語義、語用 3
1.2 域和計算模型 4
1.3 模型在設計中的作用 5
1.4 角色模型 6
1.5 層次結構模型 7
1.6 異構建模的方法 7
1.7 時間模型 11
1.7.1 層次化時間 12
1.7.2 超密時間 12
1.7.3 時間的數字錶示 14
1.8 域和指示器概述 15
1.9 案例研究 18
1.10 小結 22
第2 圖形化建模 23
2.1 開始 23
2.1.1 信號處理模型執行範例 24
2.1.2 模型的創建和運行 26
2.1.3 建立連接 28
2.2 令牌和數據類型 31
2.3 層次結構和復閤角色 35
2.3.1 復閤角色端口添加 36
2.3.2 端口類型設置 37
2.3.3 多端口、總綫和層次結構 38
2.4 注釋及參數設置 39
2.4.1 層次化模型中的參數 39
2.4.2 修飾元素 40
2.4.3 創建自定義圖標 41
2.5 如何操作大模型 42
2.6 類和繼承 43
2.6.1 實例中參數值的重寫 45
2.6.2 子類和繼承 45
2.6.3 模型間類的共享 47
2.7 高階組件 49
2.7.1 MultiInstanceComposite角色 49
2.7.2 IterateOverArray角色 50
2.7.3 生命周期管理角色 52
2.8 小結 53
第二部分 計算模型 55
第3章 數據流 56
3.1 同步數據流 56
3.1.1 平衡方程 57
3.1.2 反饋迴路 62
3.1.3 數據流模型中的時間 63
3.2 動態數據流 68
3.2.1 點火規則 68
3.2.2 DDF中的迭代 71
3.2.3 將DDF與其他域結閤 74
3.3 小結 77
練習 78
第4章 進程網絡和會話 80
4.1 Kahn進程網絡 80
4.1.1 並發點火 83
4.1.2 PN模型的執行停止 87
4.2 會話 88
4.2.1 多路會話 89
4.2.2 條件會話 90
4.2.3 資源管理 91
4.3 小結 92
練習 92
第5章 同步響應模型 96
5.1 固定點語義 97
5.2 SR實例 98
5.2.1 非循環模型 98
5.2.2 反饋 99
5.2.3 因果循環 106
5.2.4 多時鍾模型 106
5.3 尋找定點 107
5.4 定點邏輯 109
5.5 小結 112
練習 112
第6章 有限狀態機 113
6.1 Ptolemy中的FSM創建 113
6.2 FSM的結構與執行 116
6.2.1 轉移條件定義 119
6.2.2 輸齣動作 120
6.2.3 賦值動作和擴展有限狀態機 120
6.2.4 終止狀態 122
6.2.5 默認轉移 123
6.2.6 非確定性狀態機 124
6.2.7 立即轉移 126
6.3 分層FSM 128
6.3.1 狀態細化 129
6.3.2 分層FSM的優點 130
6.3.3 搶占式轉移與曆史轉移 130
6.3.4 終止轉移 132
6.3.5 模態模型的執行模式 133
6.4 狀態機的並發復閤 135
6.5 小結 137
練習 138
第7章 離散事件模型 141
7.1 DE域中的時間模型 142
7.1.1 模型時間與實際時間 142
7.1.2 並發事件 143
7.1.3 同步事件 144
7.2 排隊係統 149
7.3 調度 152
7.3.1 優先級 154
7.3.2 反饋迴路 155
7.3.3 多綫程執行 157
7.3.4 調度局限性 159
7.4 芝諾(Zeno)模型 160
7.5 其他計算模型與DE的組閤 161
7.5.1 狀態機和DE 161
7.5.2 數據流和DE組閤 162
7.6 無綫和傳感器網絡係統 162
7.7 小結 164
練習 164
第8章 模態模型 166
8.1 模態模型的結構 166
8.2 轉移 170
8.2.1 復位轉移 170
8.2.2 搶占式轉移 171
8.2.3 差錯轉移 172
8.2.4 終止轉移 174
8.3 模態模型的執行 175
8.4 模態模型和域 176
8.4.1 數據流和模態模型 176
8.4.2 同步響應和模態模型 181
8.4.3 進程網絡和會話 181
8.5 模態模型中的時間 181
8.5.1 模態模型中的時間延遲 184
8.5.2 本地時間和環境時間 185
8.5.3 模式細化中的開始時間 187
8.6 小結 188
練習 188
第9章 連續時間模型 189
9.1 常微分方程 189
9.1.1 積分器 189
9.1.2 傳遞函數 191
9.1.3 求解器 192
9.2 離散和連續的混閤係統 197
9.2.1 分段連續信號 197
9.2.2 連續域中的離散事件信號 199
9.2.3 離散時間的積分器重置 200
9.2.4 狄拉剋δ函數 201
9.2.5 與DE互操作 204
9.2.6 定點語義 205
9.3 混閤係統和模態模型 206
9.3.1 混閤係統和不連續信號 208
9.4 小結 210
練習 210
第10章 計時係統建模 211
10.1 時鍾 211
10.2 時鍾同步 214
10.3 通信延時建模 217
10.3.1 固定和獨立的通信延時 217
10.3.2 共享資源競爭行為建模 219
10.3.3 復閤切麵 222
10.4 執行時間建模 223
10.5 分布式實時係統的Ptides模型 225
10.5.1 Ptides模型的結構 226
10.5.2 Ptides組件 231
10.6 小結 233
第11章 Ptera:麵嚮事件的計算模型 234
11.1 扁平模型的語法和語義 234
11.1.1 入門實例 235
11.1.2 事件參數 236
11.1.3 取消關係 237
11.1.4 同時事件 237
11.1.5 潛在的非確定性 237
11.1.6 LIFO和FIFO策略 238
11.1.7 優先級 239
11.1.8 事件命名及調度關係 239
11.1.9 原子性設計 239

前言/序言

  前  言  System Design, Modeling, and Simulation using Ptolemy II“我”上次發錶著作是在一韆九百年前。“我”很高興從退休中復齣,對以本人名字命名的工程(Ptolemy工程)發錶自己的看法。與“我”以往在天文和地理方麵的工作相似,該項目也是對復雜係統進行處理。值得一提的是,類似“我”之前的許多著作,本書同樣凝結瞭許多人共同的智慧和努力。  “我”以前在《The Almagest》(天文大全)中研究行星、太陽、地球和月亮的運動規律,這些運動都是並發交互過程(concurrent interacting process)。並且這些運動都是確定性的(deterministic),並不以神的意誌為轉移。這些模型的關注點不僅僅是對所觀察到的行為進行精確匹配,更重要的是對行為的預測。類似地,Ptolemy項目研究並發交互過程,並重點關注確定性模型。  理想情況下,求知欲推動著人類從迷信和盲目的信仰發展到邏輯和計量。現在所謂的“科學”深深根植於科學方法(scientific method),特彆是在自然係統的研究中。利用科學方法,從設想開始,設計實驗,並基於實驗來對之前的設想下定論。當然,為瞭能夠進行計量,待測量的工件或過程必須以某種形式存在。在“我”早期的研究中,不存在該問題,因為太陽、地球、月亮和行星是已經存在的事物。然而工程學科所關注的是人為的工件和過程,研究的是自然界中本不存在的係統。即便如此,科學方法也可用於並已經應用於工程設計中。工程師構建仿真和原型係統,將設想公式化,然後通過實驗來進行設想的測試  。 因為針對的是本不存在的工件和過程,所以工程設計不能單單基於科學方法。實驗的目的是提高對所設計的工件、過程的認知。但是在進行實驗前,必須將這些工件或者過程創造齣來。在認識某些事物之前,不得不先把它們創造齣來,這點注定瞭我們的設計會根植於“迷信”和盲目的信仰。  模型構造是與科學方法互補的重要科學部分。模型是物理現實的一種抽象,並且模型提供內視和行為預測的能力可以形成設想的核心思想,該思想核心等待被實驗證實或證僞。建模本身更應歸於工程學科,而非自然科學。從根本上講,它並不是對於自然界已存在係統的研究。相反,它是人類主導的、對於自然界本身不存在事物的建造過程。一個模型本身就是一項工程。  好的模型甚至可以減少對計量的需求,因此可以減少對科學方法的依賴。比如,我們一旦有一個行星運動模型,我們就可以精確預測它們的位置,這樣就減少瞭對其位置測量的需要。計量的角色從確定行星位置轉變為改善它們的運動模型以及檢測模型對運動的影響(工程上稱為“故障檢測”(fault detection))。  無論在自然科學還是在工程中,模型都可以通過迭代方法來進行優化。“我”提齣的以地球為中心的宇宙模型需要很多次迭代來修正,以逼近實驗觀測到的行星運動情況。最終模型的預測能力讓“我”引以為豪。並且,基於這些模型的預測方法可以通過星盤機械化,這點同樣讓“我”感到自豪。即便這樣,不得不承認,令人尊敬的同行哥白尼(Nicolaus Copernicus)為行星運動提齣瞭一個更好的模型(日心學說)。他的模型從概念上講是更簡單的。這是一種概念上的飛躍:我們可觀測到的宇宙的中心,即我們所在的大地  ,並非一定是宇宙模型的中心。更進一步說,相對於物理世界,對於模型我們有更大的自由度,因為模型不需要被自然界所限製。即便如此,“我”所建立的模型在將近1400年的時間裏也是一流的。 Ptolemy項目確實是一項關注係統模型的研究。但是,該係統與“我”之前關注的係統有很大的不同。之前的那些係統都是自然界提供的,但是本書中的係統都是人造的。在本書中,建模的目的是優化係統,我們不可能對自然界給予的行星係統做任何的優化。  簡而言之,在與科學相反的工程中,模型要在被建模係統的設計階段發揮作用。與科學一樣,工程中的模型是可以被優化的,但是與科學不同的是,工程中的係統還可以被模型化。  更有趣的是,與科學不同的是,在工程中模型的選擇對被建模的係統是有影響的。給予相同的目標,兩位工程師可能會得齣截然不同的係統設計和實現方案,這僅僅是因為他們在開始階段使用瞭截然不同的係統模型。進一步說,若兩位工程師提齣瞭不同的模型,其原因可能僅僅是他們在開始階段使用瞭不同的工具來構建模型。一位用紙和筆建模的工程師與一位用軟件工具建模的工程師得齣的模型可能很不一樣。結果就是,他們很可能得齣迥異的係統設計。  針對復雜係統,本書收集瞭非常豐富的建模工具和技術。它們中的一些毫無疑問在以後會被優化,正如“我”自己提齣的本輪(epicycle)模型,其建模的復雜性被哥白尼學派證明為不必要的。即使如此,本書的目的是嚮工程師提供目前可用的最好的建模技術。可以確信的是,我們將做得更好。  如何使用本書本書是為需要對各種係統建模的工程師和科學傢,以及想瞭解如何為復雜、異構係統建模的人而編寫的。這些係統包括機械係統、電氣係統、控製係統、生物係統等,更有趣的是,還包括結閤瞭這些領域或者其他領域元素的異構係統。
探索信息物理融閤係統(CPS)的核心奧秘:設計、建模與仿真 信息物理融閤係統(Cyber-Physical Systems, CPS)作為新一代信息技術的核心驅動力,正深刻地重塑著我們所生活的世界。從智能電網的穩定運行,到自動駕駛汽車的安全穿梭,再到智慧城市的精細化管理,CPS的身影無處不在,它們將現實世界的物理過程與數字世界的計算、通信和控製緊密集成,創造齣前所未有的智能與效率。本書旨在深入剖析CPS的設計、建模與仿真的關鍵技術與方法,為讀者提供一個全麵而深入的理論框架和實踐指導。 第一部分:CPS設計理念與挑戰 本部分將從CPS的宏觀視角齣發,首先闡述其核心概念、發展曆程以及在各個領域的典型應用。我們將探討CPS與傳統嵌入式係統、物聯網(IoT)等相關概念的異同,揭示CPS所具備的獨特優勢和智能化特性。 CPS的定義與內涵:我們將詳細解析CPS的構成要素,包括物理組件(傳感器、執行器、動力係統等)、計算組件(處理器、存儲器、通信單元等)以及它們的相互作用。重點闡述“融閤”的意義,即物理世界與數字世界的深度交互與協同。 CPS的發展驅動與趨勢:分析推動CPS發展的關鍵技術,如傳感器技術、通信技術(5G/6G)、雲計算、大數據、人工智能(AI)、邊緣計算等。探討CPS在工業4.0、智能製造、智慧醫療、智慧交通、智能傢居等領域的演進方嚮和未來趨勢。 CPS的設計挑戰與復雜性:CPS係統的復雜性體現在其多尺度、異構性、分布式、動態性和不確定性等方麵。我們將深入討論CPS設計中麵臨的主要挑戰,例如: 安全性與可靠性:如何保證CPS在麵對惡意攻擊或係統故障時的安全運行,以及關鍵任務的可靠執行。 實時性與性能:如何在滿足嚴格的時間約束條件下,實現高效的計算和通信,確保物理過程的精確控製。 可擴展性與互操作性:如何構建能夠隨著需求增長而擴展,並能與不同廠商、不同協議的組件進行無縫集成的係統。 能源效率與可持續性:如何在保證性能的同時,最大化能源利用效率,降低環境影響。 數據管理與分析:如何有效地采集、存儲、處理海量異構數據,並從中提取有價值的信息。 人機交互與倫理問題:如何設計用戶友好、符閤倫理規範的人機交互界麵,以及如何處理CPS帶來的社會和倫理影響。 CPS的應用場景與案例分析:通過一係列生動具體的案例,展示CPS在不同領域的實際應用。例如: 智能電網:如何通過CPS實現電力資源的優化調度、故障的快速定位與恢復、分布式能源的接入與管理。 自動駕駛:分析自動駕駛汽車如何通過傳感器感知環境、通過計算單元決策、通過執行器控製車輛,實現安全可靠的自主駕駛。 智能製造:探討CPS如何賦能工廠的智能化生産、柔性製造、預測性維護,提升生産效率和産品質量。 智慧醫療:介紹遠程醫療、智能診斷、個性化治療等CPS應用,如何改善醫療服務質量和可及性。 第二部分:CPS的建模方法 建模是理解、分析和設計復雜CPS係統的基石。本部分將係統介紹各種用於CPS建模的理論方法與技術,重點關注如何有效地描述CPS的物理行為、計算行為以及它們的交互。 麵嚮對象與組件化建模:探討如何將CPS分解為獨立的、可復用的組件,並定義組件之間的接口和交互機製。介紹麵嚮對象編程的思想在CPS建模中的應用。 狀態機與有限自動機:講解如何使用狀態機來描述係統的離散行為和狀態轉移。分析有限自動機在CPS控製邏輯設計中的作用。 Petri網及其擴展:介紹Petri網作為一種並發係統建模工具,如何描述係統的並發性、同步性和資源共享。探討其在CPS中的應用,如並發任務調度、通信協議建模等。 通信順序過程(CSP)與時態邏輯:講解CSP如何通過進程組閤與通信來描述並發係統的行為。介紹時態邏輯如何對係統隨時間變化的屬性進行形式化描述和驗證。 行為樹(Behavior Trees):分析行為樹作為一種日益流行的AI和遊戲AI決策建模方法,在CPS中的潛力,尤其是在復雜行為決策和任務規劃方麵。 混閤係統建模:CPS通常包含連續的物理動態和離散的計算邏輯,因此混閤係統建模至關重要。我們將介紹: 微分代數方程(DAEs):用於描述物理係統的連續動態。 差分方程:用於描述離散時間係統,如數字控製器。 混閤動力係統(Hybrid Automata):將連續動態與離散的模式切換相結閤,是描述CPS混閤行為的強大工具。 多領域建模語言(MDL):介紹如SysML(Systems Modeling Language)等為復雜係統設計的建模語言,如何支持對CPS的係統性、多視角建模。 數據流與事件驅動建模:分析CPS中數據流和事件在係統運行中的重要性,介紹如何使用數據流圖或事件驅動模型來捕捉係統的動態行為。 麵嚮特定領域的建模:討論針對不同CPS應用領域(如控製係統、通信網絡、軟件架構)的專業建模技術。 第三部分:CPS的仿真與驗證 仿真是在虛擬環境中對CPS係統進行測試、分析和優化的關鍵手段。本部分將深入探討CPS仿真技術、工具以及驗證方法。 仿真技術基礎:介紹離散事件仿真、連續仿真、混閤仿真等基本概念。分析不同仿真技術的適用場景。 CPS仿真環境與平颱: Ptolemy II平颱:本書重點介紹Ptolemy II,一個廣泛用於模型驅動的軟件和係統設計的開源平颱。我們將詳細闡述Ptolemy II的核心概念,包括Actor Model(Actor模型)、Component-Based Design(組件化設計)、Heterogeneous Computation(異構計算)、Modeling Paradigms(建模範式,如DE, SR, FSM, DAE等)。 Ptolemy II的建模語言與錶示法:介紹Ptolemy II如何通過圖形化界麵和Actor模型來構建復雜的CPS模型。 Ptolemy II在CPS中的應用:展示如何利用Ptolemy II對CPS的通信、計算、控製等各個方麵進行建模和仿真,探索其在分布式係統、嵌入式軟件、實時係統等領域的應用。 其他仿真工具簡介:簡要介紹MATLAB/Simulink、Modelica、AnyLogic等其他主流的CPS仿真工具,並分析它們的特點和優劣。 仿真模型的構建與實現: Actor模型的精髓:深入理解Ptolemy II中的Actor模型,它將係統分解為具有輸入/輸齣端口和內部狀態的獨立組件(Actors)。 建模範式的選擇:分析不同建模範式(如離散事件(DE)、同步響應(SR)、定時(Timed)、狀態機(FSM)、微分代數方程(DAE)等)在Ptolemy II中的應用,以及如何根據係統特性選擇閤適的範式。 異構建模與仿真:Ptolemy II支持不同建模範式和語言的集成,這對於建模CPS的異構性至關重要。我們將探討如何將不同類型的模型組閤在一個仿真環境中。 Actor庫的構建與復用:介紹如何創建自定義的Actor,以及如何利用Ptolemy II豐富的Actor庫來快速構建仿真模型。 仿真結果的分析與評估: 性能指標:如何定義和測量CPS係統的關鍵性能指標,如響應時間、吞吐量、資源利用率、能耗等。 數據可視化:利用Ptolemy II的內置工具或與其他可視化工具集成,對仿真結果進行直觀的展示。 統計分析:對多次仿真結果進行統計分析,評估係統的魯棒性和平均性能。 CPS的係統驗證與確認(V&V): 形式化驗證:介紹模型檢查、定理證明等形式化方法,如何嚴格證明CPS係統滿足特定的安全和功能屬性。 仿真測試:通過大量的仿真場景來測試係統的行為,發現潛在的錯誤和缺陷。 硬件在環(HiL)仿真:介紹HiL仿真如何將真實的硬件組件集成到仿真環境中,以更接近實際運行條件進行測試。 軟件在環(SiL)仿真:介紹SiL仿真如何在一個完整的軟件環境中模擬整個CPS係統。 麵嚮軟件驗證的仿真:重點關注Ptolemy II在軟件開發生命周期中的作用,如何通過仿真來驗證軟件的正確性和可靠性。 第四部分:CPS設計與仿真實踐 本部分將結閤Ptolemy II平颱,通過具體的案例研究,帶領讀者將理論知識轉化為實際操作。 基於Ptolemy II的CPS建模實例: 智能交通信號控製係統:使用Ptolemy II建模一個能夠根據車流量自適應調整信號燈配時的交通控製係統。 分布式傳感器網絡監控係統:構建一個使用Ptolemy II仿真傳感器節點之間的數據采集、傳輸和融閤過程。 簡單的機器人控製係統:演示如何使用Ptolemy II來建模和仿真一個具有基本運動和感知能力的機器人。 Ptolemy II的高級特性: 跨範式仿真:演示如何在一個Ptolemy II模型中混閤使用不同的建模範式(如DE和DAE),以更準確地描述CPS的復雜性。 與外部工具的集成:介紹如何將Ptolemy II與其他仿真工具、編程語言(如Java, Python)以及硬件設備進行集成。 實時仿真與部署:探討Ptolemy II在原型開發和嚮嵌入式係統部署中的潛在應用。 CPS設計流程與最佳實踐: 需求分析與建模:如何從需求齣發,逐步構建CPS模型。 仿真驅動的設計:強調仿真在設計迭代和優化中的核心作用。 驗證與確認的集成:將驗證與確認活動貫穿於整個設計流程。 團隊協作與工具鏈:討論在大型CPS項目中,如何進行團隊協作以及選擇閤適的工具鏈。 結語 本書緻力於為讀者提供一個堅實的理論基礎和實踐指導,幫助他們理解、設計、建模並有效地仿真信息物理融閤係統。通過深入探討CPS的設計理念、建模方法、仿真技術以及Ptolemy II這一強大平颱,我們希望能激發讀者在CPS領域的創新熱情,共同構建更加智能、安全、可靠的未來。

用戶評價

評分

我個人對信息物理融閤係統(CPS)一直充滿好奇,尤其是其在實際應用中的落地情況。這本書的題目——《信息物理融閤係統(CPS)設計、建模與仿真 基於Ptolemy II平颱》,一下子就抓住瞭我的眼球。從標題就能看齣,它不僅僅是停留在理論層麵,而是非常注重實際的“設計”和“仿真”過程,並且明確瞭工具平颱——Ptolemy II。這讓我預感到,這本書應該是一本能夠“上手”的書。我特彆期待書中能夠詳細介紹如何將抽象的CPS概念轉化為具體的模型,然後通過仿真來驗證這些模型的正確性和係統的性能。比如,在設計一個智能交通係統時,如何用Ptolemy II來建模車輛、傳感器、通信網絡以及交通控製中心之間的交互?仿真結果又如何指導我們優化信號燈配時,或者預測擁堵情況?我希望書中能有足夠多的案例研究,或者至少是詳細的步驟指導,能夠幫助讀者理解如何在Ptolemy II這樣一個平颱上,一步一步地完成CPS的設計、建模到仿真的全過程。對於我這樣一個希望深入瞭解CPS技術,並有可能將其應用於實際項目中的讀者來說,一本能夠提供清晰操作流程和豐富實踐指導的書籍,是極其寶貴的。

評分

這本《信息物理融閤係統(CPS)設計、建模與仿真 基於Ptolemy II平颱》的封麵設計,首先吸引我的是那股濃鬱的學術氣息,配色沉穩而不失現代感,封麵的抽象圖形隱約勾勒齣信息與物理交織的動態畫麵,仿佛在預示著書中內容的深度與廣度。雖然我尚未深入閱讀,但僅憑這設計,我便能感受到作者在內容編排上的用心。我猜想,書中定會對CPS的核心概念進行細緻的闡述,從其起源、發展曆程,到構成要素、關鍵技術,再到麵臨的挑戰和未來趨勢,都會有條不紊地展開。特彆是“設計、建模與仿真”這幾個關鍵詞,預示著它不僅僅是理論的堆砌,更強調實踐的應用。我非常期待書中關於建模方法的部分,例如是否會詳細介紹不同的建模範式,如何根據實際應用場景選擇閤適的模型,以及如何利用這些模型來描述CPS的復雜行為。 Ptolemy II平颱的引入,則是一個重要的亮點。我瞭解到Ptolemy II是一個開源的、異構的建模與仿真環境,它的靈活性和可擴展性在CPS領域具有巨大的潛力。我迫切想知道,書中將如何引導讀者掌握Ptolemy II的使用,從基礎的組件庫到復雜的係統集成,再到不同領域CPS應用的案例分析。例如,書中是否會涉及如何利用Ptolemy II對智能電網、自動駕駛、智能製造等典型CPS應用進行建模和仿真,從而驗證設計方案的有效性,優化係統性能,並提前發現潛在問題。這種理論與實踐相結閤的風格,無疑將為讀者提供一條通往CPS技術前沿的堅實道路。

評分

這本書的齣現,簡直像是在我一直探索的道路上點亮瞭一盞明燈。我長期關注信息物理融閤係統(CPS)的最新進展,但很多時候感覺理論過於抽象,而實際的工程實現又門檻太高。 《信息物理融閤係統(CPS)設計、建模與仿真 基於Ptolemy II平颱》這個書名,精準地觸及瞭我痛點。我非常渴望瞭解如何將CPS理論轉化為可執行的設計,並且能夠通過仿真手段來驗證其可行性。Ptolemy II平颱這個關鍵詞,更是讓我眼前一亮。我聽說過Ptolemy II的強大之處,但一直缺乏係統學習的機會。我猜想,書中會深入講解Ptolemy II的架構,其豐富的組件庫,以及如何在Ptolemy II中構建和配置各種復雜的CPS模型。我期待書中能有關於如何利用Ptolemy II進行不同粒度建模的詳細介紹,例如,從微觀的傳感器節點行為建模,到宏觀的係統級交互建模,再到如何將這些不同粒度的模型集成在一起進行協同仿真。我甚至設想,書中可能會包含一些實際的CPS應用場景,如智能傢居、工業自動化、甚至醫療監護等,並演示如何運用Ptolemy II來設計和仿真這些係統,從而展現CPS在這些領域的潛力與挑戰。

評分

在浩瀚的技術書籍中,《信息物理融閤係統(CPS)設計、建模與仿真 基於Ptolemy II平颱》這個標題,給我一種踏實而又前沿的感覺。它明確指齣瞭研究對象——信息物理融閤係統(CPS),這本身就是一個充滿活力且應用廣泛的領域。更重要的是,它強調瞭“設計、建模與仿真”這三個核心環節,這錶明本書並非停留在概念介紹,而是深入到實際的工程實踐層麵。我對“建模”和“仿真”部分尤其感興趣。我希望書中能詳細闡述CPS係統的建模方法,例如,如何準確地描述物理世界的動態、信息世界的邏輯以及它們之間的耦閤關係。Ptolemy II平颱的提及,則進一步增強瞭我對這本書的期待。我瞭解到Ptolemy II是一個強大的、異構的建模和仿真環境,能夠支持多種建模範式。我非常希望能在這本書中學習到如何利用Ptolemy II來構建CPS的數學模型和仿真模型,如何選擇閤適的通信協議和執行模型,以及如何利用仿真結果來分析係統的性能、魯棒性,甚至進行故障診斷和安全評估。如果書中能提供一些經典CPS應用的Ptolemy II建模案例,比如智能電網的調度優化,或者無人機的協同控製,那將是對我極大的幫助。

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這本書的題目,如同一劑強心針,瞬間點燃瞭我對信息物理融閤係統(CPS)深入學習的熱情。我一直對CPS在現代社會中的核心作用深感著迷,但常常覺得相關資料要麼過於理論化,要麼缺乏一個統一的實踐框架。《信息物理融閤係統(CPS)設計、建模與仿真 基於Ptolemy II平颱》這個書名,正好彌補瞭這一空白。它清晰地勾勒齣瞭本書的主旨:不僅要理解CPS是什麼,更要學會如何“設計”它,如何用“建模”來精確描述其復雜性,以及如何通過“仿真”來驗證和優化其性能。Ptolemy II平颱的具體名稱,讓我看到瞭本書的實踐導嚮性。我猜測書中會詳細介紹Ptolemy II在CPS建模和仿真方麵的優勢,以及如何利用其提供的豐富的模型庫和靈活的組件化設計能力,來構建高度抽象和逼真的CPS係統。我非常期待書中能夠深入探討如何將不同領域的CPS係統——無論是交通、能源、製造還是醫療——在Ptolemy II平颱上進行統一的建模和仿真。例如,如何為智能傳感器、控製器、通信網絡以及物理實體構建恰當的Ptolemy II模型,以及如何配置仿真環境來捕捉係統運行的動態行為。我希望這本書能提供一套清晰的學習路徑,讓我能夠從零開始,逐步掌握利用Ptolemy II進行CPS設計的全過程,並能將其應用於解決實際問題。

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