Heterogeneous Cyber Physical Systems of Systems
Kyberfyzické systémy sú prirodzeným pokračovaním takzvaného "internetu vecí". Sú to "systémy spolupracujúcich výpočtových prvkov, ktoré ovládajú fyzické entity". Kyberneticko-fyzické systémy systémov (CPSoS) sa považujú za "ďalšiu počítačovú revolúciu" po Mainframe computingu (60. - 70. roky), Desktop computingu a internete (80. - 90. roky) a Ubiquitous computingu (00. roky); pretože všetky aspekty každodenného života sa rýchlo vyvíjajú smerom k interakcii ľudí medzi sebou, ako aj s ich okolím prostredníctvom výpočtových zariadení (často mobilných), a pretože vo väčšine prípadov budú systémy využívať svoje výpočtové schopnosti na interakciu medzi sebou.
CPSoS umožňujú spojenie fyzického sveta s kybernetickým. Pomocou senzorov vstavané systémy monitorujú a zhromažďujú údaje z fyzických procesov, ako je napríklad riadenie vozidla, spotreba energie alebo zdravotné funkcie človeka. Systémy sú prepojené do siete, vďaka čomu sú údaje dostupné na celom svete. CPSoS umožňujú softvérovým aplikáciám priamo komunikovať s udalosťami vo fyzickom svete, napríklad merať a reagovať na zmeny krvného tlaku alebo špičky v spotrebe energie. Zabudované hardvérové a softvérové systémy zásadným spôsobom rozširujú funkčnosť a konkurencieschopnosť vozidiel, lietadiel, zdravotníckych zariadení, výrobných závodov a domácich spotrebičov. Prepojenie týchto systémov s virtuálnym prostredím globálne prepojených služieb a informačných systémov otvára úplne nové oblasti inovácií a nové obchodné platformy.
Budúce CPSoS budú mať mnoho sofistikovaných, vzájomne prepojených častí, ktoré si musia okamžite vymieňať, analyzovať a konať na základe podrobných údajov vysoko koordinovaným spôsobom. Na umožnenie pokroku v navrhovaní a vývoji týchto komplexných systémov bude potrebný neustály pokrok vo vede a technike. Viacrozmerné, viacvrstvové, viacdoménové a viacsystémové integrované infraštruktúry si budú vyžadovať nové základy systémovej vedy a inžinierstva. Vedci a inžinieri, ktorí rozumejú inak fyzikálnym systémom, budú musieť pracovať v tandeme s informatikmi a počítačovými vedcami, aby dosiahli efektívne a funkčné návrhy. V tomto učebnom texte sú predstavené základné a pokročilé otázky týkajúce sa návrhu budúcich heterogénnych CPSoS vrátane príslušných technológií Blockchain, rekonfigurovateľných systémov, pokročilých senzorových rozhraní a procesov návrhu zameraných na človeka. Zahrnuté sú aj niektoré pokročilé nástroje na návrh a implementáciu kybernetických častí CPSoS (napr. nástroje na návrh FPGA od spoločnosti Xilinx).