信息物理融合系统(CPS)原理

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[美] 拉吉夫·阿卢尔 著,董云卫 译
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  • 信息物理融合系统
  • CPS
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  • 工业互联网
  • 建模与仿真
  • 实时系统
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出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111559047
版次:1
商品编码:12088315
品牌:机工出版
包装:平装
丛书名: 计算机科学丛书
开本:16开
出版时间:2017-06-01
用纸:胶版纸
页数:282

具体描述

内容简介

本书主要介绍信息物理融合系统的基本理论,包括系统设计、规约、建模和分析方法。针对基于模型的设计、并发理论、分布式算法、规约和验证的形式化方法、控制理论、实时系统和混成系统等分支学科,从不同侧面对信息物理融合系统进行描述。本书采用数学化的建模、基于模型的设计,以及规约与分析等概念,并配以案例研究图解来阐述信息物理系统所涉及的分布式算法、网络协议、控制设计和机器人等理论。本书适合作为计算科学、计算机工程和电子工程相关学科的高年级本科生或一年级研究生的教材。

目录

PrinciplesofCyber-PhysicalSystems


出版者的话

译者序

前言

第1章简介1

1.1什么是信息物理融合系统1

1.2信息物理融合系统的主要特征1

1.3研究主题概述3

1.4课程组织指南5

第2章同步模型8

2.1反应式构件8

2.1.1变量、值和表达式8

2.1.2输入、输出和状态9

2.1.3初始化9

2.1.4更新10

2.1.5执行11

2.1.6扩展状态机12

2.2构件属性13

2.2.1有限状态构件13

2.2.2复合构件14

2.2.3事件触发构件*14

2.2.4非确定性构件16

2.2.5输入使能构件17

2.2.6任务图和等待依赖关系18

2.3构件构成22

2.3.1方框图22

2.3.2输入/输出变量重命名23

2.3.3并行组合23

2.3.4输出隐藏29

2.4同步设计30

2.4.1同步电路30

2.4.2巡航控制系统33

2.4.3同步网络*36

参考文献说明38

第3章安全性需求40

3.1安全性规约40

3.1.1迁移系统的不变量40

3.1.2需求在系统设计中的作用43

3.1.3安全监控器46

3.2验证不变量48

3.2.1证明不变量48

3.2.2不变量的自动验证*52

3.2.3基于模拟的分析54

3.3枚举搜索*55

3.4符号搜索60

3.4.1符号迁移系统60

3.4.2符号广度优先搜索63

3.4.3约简有序二叉判定图*67

参考文献说明75

第4章异步模型77

4.1异步进程77

4.1.1状态、输入和输出77

4.1.2输入、输出和内部动作78

4.1.3执行80

4.1.4扩展的状态机82

4.1.5进程操作83

4.1.6安全性需求87

4.2异步设计原语88

4.2.1阻塞同步与非阻塞同步88

4.2.2死锁88

4.2.3共享存储器90

4.2.4公平性假设*95

4.3异步协调协议100

4.3.1领导选举100

4.3.2可靠传输103

4.3.3等待无关共识*105

参考文献说明110

第5章活性需求111

5.1时序逻辑111

5.1.1线性时序逻辑111

5.1.2LTL规约116

5.1.3异步进程的LTL规约*118

5.1.4超越LTL*121

5.2模型检查122

5.2.1Büchi自动机123

5.2.2从LTL到Büchi自动机*126

5.2.3嵌套深度优先搜索*130

5.2.4符号重复性检查132

5.3活性证明*136

5.3.1eventuality属性136

5.3.2条件response属性137

参考文献说明140

第6章动态系统142

6.1连续时间模型142

6.1.1连续变化的输入和输出142

6.1.2扰动模型148

6.1.3构件构成148

6.1.4稳定性149

6.2线性系统151

6.2.1线性度152

6.2.2线性微分方程的解154

6.2.3稳定性159

6.3控制器设计161

6.3.1开环控制器与反馈控制器162

6.3.2稳定化控制器162

6.3.3PID控制器*165

6.4分析技术*170

6.4.1数值模拟170

6.4.2栅栏函数172

参考文献说明176

第7章时间模型177

7.1时间进程177

7.1.1基于时间的电灯开关177

7.1.2有界延迟的缓冲器178

7.1.3多个时钟179

7.1.4形式化模型180

7.1.5时间进程组合182

7.1.6不完全时钟的建模��184

7.2基于时间的协议184

7.2.1基于时间的分布式协调184

7.2.2音频控制协议��186

7.2.3双腔植入式心脏起搏器190

7.3时间自动机194

7.3.1时间自动机的模型194

7.3.2区域等价*195

7.3.3基于矩阵表示的符号分析201

参考文献说明207

第8章实时调度208

8.1调度概念208

8.1.1调度器架构208

8.1.2周期作业模型209

8.1.3可调度性211

8.1.4其他的作业模型215

8.2EDF调度216

8.2.1周期作业模型的EDF217

8.2.2EDF的最优性219

8.2.3基于利用率的可调度性测试220

8.3固定优先级调度223

8.3.1单调截止期策略和单调速率策略223

8.3.2单调截止期策略的最优性*225

8.3.3单调速率策略的可调度性测试*229

参考文献说明234

第9章混成系统235

9.1混成动态模型235

9.1.1混成进程235

9.1.2进程组合239

9.1.3奇诺行为241

9.1.4稳定性243

9.2混成系统设计244

9.2.1自动驾驶车辆244

9.2.2多机器人协调的障碍规避246

9.2.3多跳控制网络*251

9.3线性混成自动机*256

9.3.1追赶游戏例子256

9.3.2形式化模型258

9.3.3符号可达性分析260

参考文献说明266

参考文献267

索引274


精彩书摘

  《信息物理融合系统(CPS)原理》:
  EDF策略的属性
  在8.2.2节中,我们将学习在何种条件下,保证EDF策略产生一个满足截止期的调度。下面我们学习一些基本属性。
  无论什么时候制定调度策略,EDF策略都是从就绪作业中选择当前具有最早截止期的作业,而不用显式地分析这种策略的全局结果。这种策略是称为贪婪算法的经典算法的一个例子。
  我们假设无论何时EDF调度策略需要在具有相同截止期的就绪作业中选择一个作业,它都使用固定的决策规则(例如,选择最小标识符的作业)。根据这个假设,EDF策略产生的调度是周期调度,该调度的周期等于所有作业的周期的最小公倍数。
  在图8—3所示的EDF策略中,在时间0,给作业J2分配了比作业J1高的优先级,而在时间3,给作业J1分配了比作业J2高的优先级。这种在就绪作业中它们的相关优先级随时间而不同的调度策略称为动态优先级策略。
  通常,使用EDF策略产生的调度可能是抢占式的。例如,考虑一个作业集合,它包含两个作业J1和J2。作业J1的周期为2,截止期为1,WCET为1;作业J2的周期为4,截止期为4,WCET为2。EDF策略在时间0和2选择作业J1,在时间1和3选择作业J2。由此产生的调度是满足截止期的,且是抢占式的。
  ……

前言/序言

  PrinciplesofCyber-PhysicalSystems信息物理融合系统由能够相互通信的计算设备组成,这些计算设备借助传感器和作动器实现与物理世界的交互。现实生活中,这样的系统越来越多,从智能建筑到医疗设备再到汽车都可以看作信息物理融合系统。在过去的十多年中,开发确保信息物理融合系统可靠性的设计和分析工具是一项具有挑战性的工作,它吸引了众多学术界和工业界的研究人员开展卓有成效的跨学科研究。

  本书的目标是为信息物理融合系统的设计、规约、建模和分析提供一套基本理论,这些理论勾画了开发信息物理融合系统所涉及的众多分支学科,包括基于模型的设计方法、并发理论、分布式算法、规约和验证的形式化方法、控制理论、实时系统和混成系统。我试图为信息物理融合系统设计和分析方法相关的研究主题提供一套脉络清晰的理论思想。全书采用数学化的建模、规约与分析等概念,并配以案例研究图解来阐述信息物理系统所涉及的分布式算法、网络协议、控制设计和机器人等多学科分支理论。

  本教材自成体系,适合作为计算科学、计算机工程和电子工程相关学科的高年级本科生或一年级研究生一学期课程的教材。第1章讨论了几种可供选择的课程组合。

  我对信息物理融合系统的研究兴趣萌生于20世纪90年代和TomHenzinger合作研究混成系统协同性。另外,本教材的结构基于我与Tom合作撰写但未出版的课堂讲义《Computer-AidedVerification》(计算机辅助验证),其中,第2章和第3章中的一些例子和图例也来自该讲义,并得到Tom的同意。因此,Tom对本教材的贡献是不可估量的,我对他表达崇高的敬意。

  我对信息物理融合系统的理解和本书的内容深受宾夕法尼亚大学工程学院RECISE信息物理融合系统研究中心的学生和同事的影响。在此,我对我的同事VijayKumar、InsupLee、RahulMangharam、GeorgePappas、LinhPhan、OlegSokolsky和UfukTopcu给予的合作与支持表示敬意。同时,我还要感谢DARPA和NSF在信息物理融合系统研究项目上对我的持续资助。

  在过去的5年中,我已经勾画出了本教材的草稿,取名《PrinciplesofEmbeddedComputation》(嵌入式计算的基本原理),最初目标是在宾夕法尼亚大学开设一门嵌入式系统硕士研究生课程。定期教授这门课程是促使我完成本书的关键动因,学生的反馈也极大地促进了本教材内容的完善。感谢所有的学生和勤勉的助教,他们是SanjianChen、ZhihaoJiang、SalarMoarref、TruongNghiem、NimitSinghania和RahulVasist。

  我也很幸运地收到了其他大学的研究者对本教材手稿的反馈建议。特别是根据SriramSankaranarayanan和PauloTabuada的建议,对第6章和第9章的内容进行了很多修改。特别感谢ChristosStergiou对最新版本进行了仔细的推敲,并对第9章的例子用Matlab工具进行模拟。

  借此机会感谢出版商(MIT出版社)对本项目的支持,特别是VirginiaCrossman、MarieLufkinLee和MarcLowenthal在本书出版过程中提供了大量的帮助和鼓励。本书的写作耗时多年,如果没有家人的支持也是不可能完成的,我要特别感谢我妻子Mona的友善、爱和耐心。

  RajeevAlur美国费城宾夕法尼亚大学2015年1月

  译者序PrinciplesofCyber-PhysicalSystems进入21世纪,以计算机科学为代表的信息技术发展迅猛,一些代表新技术发展的计算技术名词泉涌而出,如物联网、互联网+、云计算、大数据、工业4.0等,而信息物理融合系统(Cyber-PhysicalSystem,CPS)是其中最为引人关注的技术热词之一。CPS作为一个正式的概念于2006年由美国国家自然基金委员会科学家HelenGates提出后,就被美国、欧盟和中国等各国政府定位为影响未来科技研究、国家信息技术与产业融合发展的国家战略目标,并制定了一系列的CPS技术研究和产业发展计划。

  从技术上讲,CPS是为解决信息技术对传统产品数字化后所带来的问题进行的一次系统性思考。这些问题包括:数值计算误差积累、跨平台的计算时序性、开环控制的不确定性、分布式计算的网络时延、多核计算的调度性以及长生命周期产品的运维等。这些问题逐步成为一道阻碍新一代智能计算技术发展必须跨越的鸿沟。这就要求计算技术专家必须另辟计算科学的方法论和实践工程技术,指导工程技术人员在产品的策划和设计之初就用系统工程的观点,考虑贯穿于产品全生命周期的两类因素——物理过程和计算过程,以及它们之间的相互影响。

  CPS技术的发展不仅要继承嵌入式系统、网络通信和控制论的技术和方法,同时还要对现有理论、技术框架进行突破和创新。CPS系统集成了计算过程和物理过程,并且物理过程与计算过程相互影响、深度融合。CPS的概念也指出了CPS的两条发展路径:物理系统的信息化和计算系统的物理化。这两条道路是将导致CPS的研究、开发和应用的多样化发展,还是将殊途同归、形成一套统一的理论和方法,还有待于广大的CPS技术研究开发人员通过进一步的努力来验证,我们将拭目以待。

  本书从计算理论的角度总结了CPS技术必须考虑的理论方法,并综合了分布式控制和网络通信等相关技术,是一本系统介绍信息物理融合系统理论基础的教材或者工具书,不仅适合初学者,还适用于有相关经验的研究人员和工程技术人员。本书不但概述了信息物理融合系统的基本原理,而且详细介绍了对此类系统的规约、设计、建模和分析等一套理论,包括基于模型的设计方法、并发理论、分布式算法、形式化规约和验证方法、控制理论、实时系统和混成系统等,并配以案例分析来阐述信息物理系统所涉及的分布式算法、网络协议、控制设计和机器人等多学科分支理论。本书的选材和作为教材的特点在前言和第1章中已有详述,被世界名校采纳作为教材也充分说明了其价值,此处不再赘述。

  本书的翻译主要由董云卫博士和张雨博士共同完成,西北工业大学嵌入式系统实验室的葛永琪、吴婷婷、魏晓敏、孙鹏鹏、贺媛媛、姜臻颖、魏昕和李峰等研究生也参与了本书的部分翻译和校对,他们为本书的出版付出了辛勤劳动。

  由于中西方文化背景上的差异以及我们的学术和语言水平的限制,译文中难免有不妥甚至错误之处,欢迎读者及专家批评指正。

  译者2016年10月1日于西安



《智慧孪生:现实世界的数字映射与交互》 内容梗概: 本书并非关于信息物理融合系统(CPS)的原理,而是深入探讨“智慧孪生”这一前沿概念,揭示其如何通过构建现实世界的精确数字映射,实现前所未有的监测、分析、模拟与控制能力。本书将带领读者穿越数字与物理世界的边界,理解智慧孪生技术的演进历程、核心构成要素、关键技术实现以及其在各行各业的广泛应用前景。我们将聚焦于如何利用数字模型复刻物理实体的行为、状态与环境,并在此基础上实现高度智能化的交互与优化,从而驱动新一轮的工业革命与社会变革。 第一章:智慧孪生的概念溯源与发展脉络 本章将追溯智慧孪生概念的起源,从早期的仿真建模、数字孪生雏形,到如今真正意义上的智慧孪生。我们将探讨智慧孪生与传统仿真、模型之间的本质区别,强调其动态性、实时性、交互性以及与物理实体的高度关联性。本章还将梳理智慧孪生技术的发展里程碑,分析其在不同技术阶段所面临的挑战与突破,并展望其未来发展趋势,为读者构建一个清晰的智慧孪生认知框架。 1.1 智慧孪生的定义与核心特征: 详细阐述智慧孪生作为物理实体在数字空间的动态映射,及其具备的精确性、实时性、交互性、数据驱动性、预测性等关键特征。 1.2 从数字孪生到智慧孪生:概念的演进: 区分数字孪生与智慧孪生,强调智慧孪生在具备数字孪生功能的基础上,进一步融入人工智能、机器学习等先进技术,实现主动感知、智能决策与自主优化。 1.3 历史回顾与技术萌芽: 探讨早期的仿真技术、CAD/CAE/CAM等技术在构建数字模型方面的贡献,以及它们如何为智慧孪生的出现奠定基础。 1.4 驱动智慧孪生发展的关键技术: 分析物联网(IoT)、大数据、云计算、人工智能(AI)、5G通信等技术在智慧孪生发展中的支撑作用。 1.5 智慧孪生面临的挑战与机遇: 讨论数据采集的准确性、模型的实时更新、计算资源的消耗、安全与隐私等方面的挑战,以及其在提升效率、降低成本、创新模式方面的巨大机遇。 第二章:智慧孪生的构成要素与技术基石 本章将深入剖析构建一个完整的智慧孪生系统所必需的关键组成部分,并详细介绍支撑这些组成部分的核心技术。我们将重点关注物理实体的数字化采集、高精度数字模型的构建、海量数据的实时处理与分析,以及智能决策与反馈机制的实现。 2.1 物理实体的数字化采集: 2.1.1 传感器技术: 详细介绍各类传感器(温度、压力、湿度、振动、视觉、激光雷达等)的工作原理、精度要求以及在智慧孪生数据采集中的应用。 2.1.2 物联网(IoT)平台: 探讨IoT设备如何连接、通信协议的选择(MQTT, CoAP等),以及IoT平台在数据汇聚、管理和初步处理中的作用。 2.1.3 激光扫描与三维建模: 介绍激光扫描仪、无人机等设备如何获取物理对象的点云数据,以及如何利用这些数据构建高精度的三维数字模型。 2.1.4 实时数据流: 强调数据采集的连续性与实时性,以及如何确保数据的低延迟与高可靠性。 2.2 高精度数字模型的构建与管理: 2.2.1 三维建模技术: 深入讲解CAD、BIM、游戏引擎(如Unity, Unreal Engine)等在构建逼真三维数字模型中的应用。 2.2.2 物理仿真与行为建模: 介绍有限元分析(FEA)、计算流体动力学(CFD)、多体动力学等仿真技术,如何赋予数字模型物理属性和行为能力。 2.2.3 动态模型更新与演化: 探讨如何根据实时采集的数据,动态更新数字模型的参数、状态和行为,使其始终与物理实体保持同步。 2.2.4 模型库与标准化: 讨论建立可复用、标准化的模型库的重要性,以及模型互操作性面临的挑战。 2.3 海量数据的处理、分析与挖掘: 2.3.1 大数据处理技术: 介绍Hadoop, Spark等分布式计算框架,以及如何处理海量的结构化、半结构化和非结构化数据。 2.3.2 数据存储与管理: 探讨时序数据库、数据湖等技术在存储和管理智慧孪生数据中的应用。 2.3.3 机器学习与人工智能: 详细阐述机器学习算法(监督学习、无监督学习、强化学习)在模式识别、异常检测、预测分析、优化决策中的应用。 2.3.4 数据可视化与人机交互: 介绍高级可视化技术,如AR/VR、全息投影等,如何将复杂的数字模型与数据直观地呈现给用户。 2.4 智能决策与反馈机制: 2.4.1 智能算法设计: 讲解如何设计能够根据实时数据和预测结果,自主生成最优控制指令或建议的算法。 2.4.2 闭环控制系统: 阐述智慧孪生如何实现对物理实体的实时闭环控制,从而实现自动化优化和故障排除。 2.4.3 人工智能驱动的自主性: 探讨AI在赋予智慧孪生自主学习、自主决策、自主执行能力方面的作用。 第三章:智慧孪生的应用领域探索 本章将聚焦于智慧孪生技术在不同行业领域的实际应用,通过具体案例分析,展现智慧孪生如何解决现实世界的复杂问题,创造显著的商业价值和社会效益。 3.1 智能制造: 3.1.1 生产线优化与预测性维护: 如何利用智慧孪生模拟生产流程,实时监控设备状态,预测潜在故障,实现主动式维护,减少停机时间。 3.1.2 产品设计与虚拟验证: 在产品生命周期早期,通过智慧孪生对产品进行虚拟测试和性能评估,缩短研发周期,优化产品设计。 3.1.3 供应链协同与可视化: 构建智慧孪生化的供应链,实现端到端的透明化管理,优化库存,提高物流效率。 3.1.4 智能工厂的构建: 探讨如何将整个工厂打造成一个智慧孪生体,实现能源管理、环境监测、安全生产的全面智能化。 3.2 智慧城市: 3.2.1 城市基础设施管理: 建立城市交通、能源、水务、垃圾处理等基础设施的智慧孪生模型,优化资源配置,提升运行效率。 3.2.2 应急响应与灾害模拟: 通过智慧孪生模拟火灾、洪水、地震等突发事件的发生过程,协助制定应急预案,优化救援部署。 3.2.3 智慧交通系统: 构建智慧孪生交通网络,实时监测交通流量,预测拥堵,优化信号灯配时,提升通行效率。 3.2.4 城市规划与可持续发展: 利用智慧孪生模拟不同城市规划方案对环境、交通、能源等方面的影响,为可持续发展提供决策支持。 3.3 航空航天与国防: 3.3.1 飞行器设计与性能监测: 构建飞机的数字孪生,用于设计验证、飞行模拟、健康监测和预测性维护。 3.3.2 军事演习与战场态势感知: 构建战场环境的智慧孪生,进行虚拟演习,提升指挥决策能力,实现实时的态势感知。 3.3.3 航天器运行监测与控制: 监测和控制卫星、空间站等航天器的运行状态,进行故障诊断和任务规划。 3.4 能源与公用事业: 3.4.1 发电厂与电网优化: 构建发电厂和电网的智慧孪生,优化发电计划,预测负荷,提高电网的稳定性和可靠性。 3.4.2 油气勘探与生产管理: 利用智慧孪生模拟油气藏的特性,优化钻井与开采方案,提高资源利用效率。 3.4.3 可再生能源管理: 优化风力发电、太阳能发电等可再生能源的调度与管理,提高能源利用率。 3.5 医疗健康: 3.5.1 个性化医疗与手术模拟: 构建患者的生理模型智慧孪生,辅助医生进行个性化诊断、治疗方案制定,并进行手术模拟。 3.5.2 医疗设备管理与维护: 对医院的医疗设备进行智慧孪生管理,实现设备的实时监控、预测性维护。 3.5.3 药物研发与临床试验: 利用智慧孪生模拟药物在人体内的作用,加速药物研发过程。 3.6 建筑与房地产: 3.6.1 建筑设计与生命周期管理: 从设计、施工到运营维护,全生命周期进行智慧孪生管理,优化建筑能耗,提升居住体验。 3.6.2 智能家居与楼宇自动化: 构建智能家居和楼宇的智慧孪生,实现环境控制、安全管理、能源监测的智能化。 第四章:实现智慧孪生的关键技术挑战与未来展望 本章将进一步深入探讨在实现广泛的智慧孪生应用过程中所面临的技术瓶颈,并对智慧孪生的未来发展趋势进行预测,勾勒出其在未来社会中的重要作用。 4.1 数据采集与处理的挑战: 4.1.1 数据准确性与完整性: 传感器精度限制、数据丢失、噪声干扰等问题。 4.1.2 实时性与低延迟: 如何保证海量数据在极短时间内完成采集、传输、处理和反馈。 4.1.3 数据安全与隐私保护: 如何确保敏感数据的安全存储与传输,以及用户隐私不被侵犯。 4.2 模型构建与更新的挑战: 4.2.1 模型复杂性与计算资源: 现实世界的高度复杂性对模型精度和计算能力提出了极高要求。 4.2.2 模型的可解释性与鲁棒性: 如何保证模型的决策过程清晰可理解,并能应对各种不确定性。 4.2.3 模型标准的建立与互操作性: 如何实现不同模型、不同平台之间的数据和功能互通。 4.3 智能化与自主性面临的挑战: 4.3.1 AI伦理与安全: 如何避免AI的偏见,以及防止AI系统被恶意利用。 4.3.2 智能决策的可靠性: 确保AI的决策在关键领域(如医疗、交通)的绝对可靠性。 4.3.3 人机协作的有效性: 如何设计更高效的人机协作模式,充分发挥人类的创造力与AI的计算力。 4.4 经济与社会影响: 4.4.1 投资回报与商业模式创新: 智慧孪生的部署成本与潜在的收益平衡。 4.4.2 就业结构的变化与技能转型: 新兴技术带来的就业结构调整。 4.4.3 监管与政策的适应: 政府如何制定适应智慧孪生发展的法律法规。 4.5 未来发展趋势: 4.5.1 更加泛在的连接与感知: 更多类型的传感器、更广泛的物联网部署。 4.5.2 AI与边缘计算的融合: 将AI能力部署到更接近数据源的边缘设备,实现更快的响应。 4.5.3 跨领域、跨系统的互联互通: 构建更大范围、更复杂的智慧孪生网络。 4.5.4 虚拟现实(VR)/增强现实(AR)的深度融合: 提供更沉浸式的交互体验。 4.5.5 走向“具身智能”: 智慧孪生与机器人技术融合,实现物理世界的智能体。 结语: 《智慧孪生:现实世界的数字映射与交互》一书,旨在为读者提供一个全面、深入的智慧孪生技术认知框架。通过对概念、技术、应用和挑战的详细阐述,本书期望激发读者对这一颠覆性技术的理解与兴趣,共同探索智慧孪生如何重塑我们的世界,驱动更智能、更高效、更可持续的未来。

用户评价

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评价三 这本书的出现,简直是我在学术研究道路上的一盏明灯!作为一名初涉信息物理融合系统(CPS)领域的学生,我曾因其学科交叉的特点而感到迷茫。但这本书的出现,就像一位经验丰富的向导,为我指明了方向。作者以其渊博的学识和严谨的逻辑,系统地梳理了CPS的理论基础、关键技术和发展趋势。他对CPS架构的拆解分析,以及各组成部分之间的相互作用,都阐述得淋漓尽致。让我受益匪浅的是,书中对CPS的安全性、可靠性和隐私保护等议题的深入探讨。在CPS日益渗透到社会各个领域的今天,这些问题的重要性不言而喻。作者不仅指出了潜在的风险,还提出了一系列切实可行的解决方案,这对于指导我的研究方向非常有价值。他引用的文献和案例都极具代表性,为我后续的深入学习提供了宝贵的参考。我特别欣赏作者在处理复杂技术问题时所展现出的前瞻性思维,他不仅关注当下,更着眼于未来,预见了CPS可能面临的挑战和机遇。这本书无疑是我攻克CPS领域的研究难题,开启创新之路的坚实基石。

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评价一 这本书简直是一次穿越时空的学术盛宴!我原以为会是枯燥的技术手册,没想到它以一种近乎诗意的语言,勾勒出了信息与物理世界深度融合的宏伟蓝图。作者对CPS的理解,超越了简单的技术堆砌,而是上升到了哲学的高度,探讨了智能、感知、决策、执行在物理实体中的无限可能。读完后,我对“万物互联”不再只是一个时髦的词汇,而是有了更加立体、鲜活的认知。比如,书中所描绘的智慧城市,不再是冰冷的钢筋水泥,而是充满了生命力,交通系统能够实时感知拥堵并作出最优调度,能源网络能根据居民需求动态分配,甚至建筑本身都能“学习”并适应环境的变化。这种前瞻性的视角,让我看到了CPS在提升人类生活品质、解决社会难题方面的巨大潜力。作者在叙述中穿插了大量生动的案例,从工业自动化到智能医疗,再到无人驾驶,每一个例子都仿佛在我眼前展开一幅幅动态的画卷,让我深刻体会到CPS是如何将数字世界的智慧注入到物理世界的肌体之中,赋予它们前所未有的能力。即使是对于我这样非专业背景的读者,也能感受到作者深厚的功底和清晰的逻辑。他对复杂概念的阐释,如同剥洋葱般层层递进,既有宏观的理论框架,又不乏微观的细节剖析,让人在理解的海洋中徜徉,却始终能找到清晰的航向。

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评价四 我带着一种“技术探索者”的心态翻开了这本书,结果它彻底颠覆了我对“智能”的理解。这本书让我看到了信息与物理世界如何不再是割裂的,而是通过一种更加紧密、更加动态的方式融合在一起。作者对CPS的描述,不仅仅是关于数据流和控制信号,更是关于“智慧”如何在物理实体中“流动”和“涌现”。我特别喜欢书中关于“自适应性”和“自主性”的章节,它让我意识到,未来的物理系统将不再是被动地执行指令,而是能够主动感知环境变化,并根据这些变化做出智能的、甚至是创新的决策。比如,书中描绘的智能医疗系统,不再是简单的远程诊断,而是能够通过传感器监测患者的生理指标,并根据实时数据进行个性化的治疗方案调整。这种“主动式”的智能,让我看到了CPS在提升人类福祉方面的巨大潜力。而且,作者在讲解这些复杂概念时,总是能够从一个更加宏观的视角出发,将看似独立的碎片化技术串联起来,形成一个完整的CPS图景。这种“整体观”让我受益匪浅,也让我对未来的技术发展有了更加深刻的洞察。

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评价五 这本书的阅读体验,如同在浩瀚的知识海洋中进行了一次精心策划的航行。作者以一种极其精炼而富有洞察力的方式,为我揭示了信息物理融合系统(CPS)的深层奥秘。他没有停留在对技术细节的表面描述,而是深入挖掘了CPS的底层逻辑和核心驱动力。我尤为欣赏书中关于“涌现性”的论述,它让我明白了当大量信息和物理实体相互作用时,如何会产生超越个体属性的全新智能行为。这对我理解复杂系统的演化过程,提供了全新的视角。书中对CPS的伦理和社会影响的讨论,也让我深思。作者并没有回避这些棘手的问题,而是以一种客观的态度,分析了CPS在发展过程中可能带来的挑战,并呼吁大家在技术发展的同时,也要关注其对人类社会的长远影响。这种辩证的思维方式,让我在享受技术进步带来的便利的同时,也保持了一份审慎和警惕。总而言之,这本书不仅仅是一本关于技术原理的书,更是一次关于未来社会构建的深刻思考。它激励着我去探索CPS的无限可能,并以负责任的态度去拥抱这个充满机遇与挑战的新时代。

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评价二 我带着满满的好奇心翻开了这本书,结果发现它简直是为我量身定做的“工业4.0”启蒙读物!虽然书名听起来有些高深,但作者却用一种非常接地气的方式,将信息物理融合系统(CPS)的核心理念娓娓道来。他没有一开始就抛出晦涩的公式和算法,而是从工业生产的实际痛点出发,解释了CPS如何能够解决这些问题,提升生产效率和智能化水平。书中对智能制造的解读尤其让我印象深刻,它不仅仅是自动化生产线的升级,更是将整个生产流程进行数字化、网络化、智能化改造。例如,他详细阐述了如何通过传感器实时监控生产过程中的每一个环节,如何利用大数据分析优化生产参数,以及如何通过智能执行器实现精准的生产控制。我脑海中浮现出未来工厂的景象:机器之间能够自主协作,产品能够根据市场需求智能调整生产计划,甚至整个供应链都能实现高度的透明化和协同化。这本书让我对“智能工厂”有了全新的认识,不再是科幻电影中的场景,而是触手可及的未来。作者在介绍相关技术时,也给出了非常具体的应用实例,让我能够更直观地理解这些抽象的概念。

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这外国人写的挺好,但感觉翻译的不通顺挺难理解

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书很不错。是正品,最主要是服务好

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入门难

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入门难

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这外国人写的挺好,但感觉翻译的不通顺挺难理解

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非常学术的一本书,我能说买错了吗

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入门难

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