3、嵌入式、网络物理和物联网系统的挑战、特性、教育与设计流程

嵌入式、网络物理和物联网系统的挑战、特性、教育与设计流程

1. 系统面临的挑战

嵌入式、网络物理和物联网系统在发展过程中面临着诸多挑战，这些挑战不仅涉及技术层面，还涵盖了法律、经济、社会、人类和环境等多个方面。
- 超越技术的影响
- 责任与所有权问题 ：多个组件的集成，可能来自不同供应商，引发了严重的责任问题，例如自动驾驶汽车领域。同时，所有权问题也亟待解决，不应让某一家参与公司拥有所有权利。
- 社会影响 ：新的信息技术设备对社会产生影响，催生了“网络 - 物理 - 社会系统（CPSS）”这一术语。然而，这种影响往往在技术普及很久之后才被察觉。
- 人类因素 ：需要考虑用户友好的人机界面。
- 环境影响 ：系统对全球变暖的影响以及废物产生应控制在可接受水平，资源消耗也应如此。
- 并发管理 ：实际系统是并发的，管理并发是另一个重大挑战。
- 异构性挑战 ：网络物理和物联网系统通常由来自不同供应商的异构硬件和软件组件组成，且需在不断变化的环境中运行。这种异构性给组件的正确协作带来挑战，不能只考虑软件或硬件设计，而应采用分层方法进行设计，并关注组件组合的影响。
- 知识整合难题 ：系统设计涉及多个领域的知识，难以找到在所有相关领域都有足够知识的工作人员，组织相关领域之间的知识转移也颇具挑战，设计相关课程更是难上加难，需要打破学科和部门之间的壁