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
- تعاریف و مفاهیم پایه در سامانه‌های رایافیزیکی
- مدل‌سازی بخش‌های محاسباتی سامانه
- مدل‌سازی بخش‌های فیزیکی سامانه
- توصیف زمان و مدل‌های زمان‌دار
- ترکیب مدل‌ها و مدل‌سازی ترکیبی
- بیان نیازمندی‌ها (زمانی، ایمنی، زنده بودن) و وارسی
- الگوریتم‌های زمان‌بندی بی‌درنگ و مدیریت منابع غیرپردازشی
- معرفی برخی استانداردهای ایمنی و متدولوژی‌های توسعه در دامنه‌ی کاربردی خاص (نظیر خودرو)
- معرفی و به‌کارگیری ابزارهای طراحی و آزمون نرم‌افزارهای نهفته
- بهینه‌سازی برخی معیارهای غیرکارکردی (نظیر انرژی مصرفی، قابلیت اطمینان، و تاب‌آوری)
ارزیابی پیشنهادی
- فعالیت‌های کلاسی (مرور و ارائه مقاله): ۲۰ درصد نمره
- آزمون: ۶۰ درصد نمره
- پروژه: ۲۰ درصد نمره
منابع پیشنهادی
- R. Alur. Principles of Cyber-Physical Systems. MIT Press, 2023.
- S. Mitra. Verifying Cyber-Physical Systems: A Path to Safe Autonomy. MIT Press, 2021.
- E. A. Lee and S. A. Seshia. Introduction to Embedded Systems: A Cyber-Physical Systems Approach. 2nd Edition, MIT Press, 2017.
- H. Kopetz. Real-Time Systems: Design Principles for Distributed Embedded Applications. 2nd Edition, Springer, 2011.