سیستم‌های رایافیزیکی

Cyber-Physical Systems

مقطع: تحصیلات تکمیلی گرایش: نرم‌افزار
نوع درس: نظری تعداد واحد: ۳
پیش‌نیاز: – هم‌نیاز: –

هدف کلی

نظر به اهمیت روزافزون سامانه‌های رایافیزیکی با ماهیت توزیع‌شده و فراگیر شدن کاربرد آن‌ها، این درس با هدف آشنایی با مدل‌سازی، طراحی، و تحلیل سامانه‌های رایافیزیکی طراحی شده است. مخاطبان این درس روش‌های توصیف نیازمندی‌ها، ریاضیات مدل‌سازی بخش‌های سایبری و فیزیکی، طراحی مبتنی بر مدل و تحلیل این سامانه‌ها را فرا خواهند گرفت و نقش محوری زمان، مدل‌های ترکیبی، و الگوریتم‌های زمان‌بندی را در تحقق اهداف سامانه‌های رایافیزیکی با تاکید بر وجه نرم‌افزاری درک خواهند کرد. همچنین روش‌های تضمین جنبه‌هایی نظیر ایمنی و کارایی در سطح نرم‌افزار مورد توجه جدی قرار می‌گیرد. استفاده از برخی استانداردها و ابزارها در یک دامنه کاربردی خاص به درک عمیق‌تر مفاهیم ارائه شده و جنبه کاربردی آن‌ها کمک خواهد نمود.

سرفصل‌ها

  1. تعاریف و مفاهیم پایه در سامانه‌های رایافیزیکی
  2. مدل‌سازی بخش‌های محاسباتی سامانه
  3. مدل‌سازی بخش‌های فیزیکی سامانه
  4. توصیف زمان و مدل‌های زمان‌دار
  5. ترکیب مدل‌ها و مدل‌سازی ترکیبی
  6. بیان نیازمندی‌ها (زمانی، ایمنی، زنده بودن) و وارسی
  7. الگوریتم‌های زمان‌بندی بی‌درنگ و مدیریت منابع غیرپردازشی
  8. معرفی برخی استانداردهای ایمنی و متدولوژی‌های توسعه در دامنه‌ی کاربردی خاص (نظیر خودرو)
  9. معرفی و به‌کارگیری ابزارهای طراحی و آزمون نرم‌افزارهای نهفته
  10. بهینه‌سازی برخی معیارهای غیرکارکردی (نظیر انرژی مصرفی، قابلیت اطمینان، و تاب‌آوری)

ارزیابی پیشنهادی

منابع پیشنهادی

  1. R. Alur. Principles of Cyber-Physical Systems. MIT Press, 2023.
  2. S. Mitra. Verifying Cyber-Physical Systems: A Path to Safe Autonomy. MIT Press, 2021.
  3. E. A. Lee and S. A. Seshia. Introduction to Embedded Systems: A Cyber-Physical Systems Approach. 2nd Edition, MIT Press, 2017.
  4. H. Kopetz. Real-Time Systems: Design Principles for Distributed Embedded Applications. 2nd Edition, Springer, 2011.