3、嵌入式系统与网络物理系统：概念、应用与发展趋势

嵌入式系统与网络物理系统：概念、应用与发展趋势

在当今科技飞速发展的时代，信息处理技术正经历着深刻的变革。从早期的大型主机和磁带驱动器，到后来的个人计算机（PC），再到如今的小型便携式计算机，技术的发展呈现出明显的小型化趋势。未来，大多数信息处理设备将被集成到更大的产品中，嵌入式系统和网络物理系统（CPS）正逐渐成为信息和通信技术（ICT）的核心。

嵌入式系统与网络物理系统的定义

嵌入式系统是嵌入到其他产品中的信息处理系统，例如汽车、火车、飞机、电信或制造设备中的系统。这些系统具有许多共同特征，包括实时约束、可靠性和效率要求等。而网络物理系统则进一步强调了计算与物理过程的集成，将嵌入式系统与物理环境紧密结合。

嵌入式系统的定义强调了其与物理系统的紧密联系，正如“嵌入式软件是与物理过程集成的软件，技术问题在于管理计算系统中的时间和并发”这一观点所体现的。网络物理系统的引入则进一步突出了与物理量（如时间、能量和空间）的关联，使我们在设计和开发系统时更加注重物理环境的建模。

嵌入式系统与网络物理系统的重要性

随着ICT在办公和工作流程应用中的成功，嵌入式和网络物理系统被认为是未来几年ICT最重要的应用领域。嵌入式系统中的处理器数量已经超过了PC中的处理器数量，并且这一趋势预计将持续下去。据预测，嵌入式软件的规模也将大幅增长，例如在消费电子领域，许多产品的代码量每两年就会翻倍。

美国国家研究委员会的报告指出，联网的嵌入式计算机系统有潜力彻底改变人们与环境的交互方式，通过连接各种设备和传感器，实现信息的收集、共享和处理。统计数据也显示，嵌入式系统市场规模巨大，许多嵌入式处理器是8位的，但即使是32位处理器，大多数也被集成到嵌入