信息物理融合系統(tǒng)中軟件需求的分析方法研究.pdf

1、信息物理融合系統(tǒng)（CPS）是一種既包含物理實(shí)體又包含軟件實(shí)體、融合物理過(guò)程與計(jì)算過(guò)程的混合系統(tǒng)，它已經(jīng)成為當(dāng)今工業(yè)信息化發(fā)展的新趨勢(shì)，并將最終改變?nèi)伺c物理世界交互的方式。在信息物理融合系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，軟件實(shí)體監(jiān)控物理實(shí)體的運(yùn)行過(guò)程，感知物理過(guò)程的變化，進(jìn)而影響物理過(guò)程，最終形成一個(gè)計(jì)算過(guò)程和物理過(guò)程相互影響的反饋循環(huán)。軟件實(shí)體在該過(guò)程中起著感知、分析、控制等作用，是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的中樞。因此，分析信息物理融合系統(tǒng)的軟件需求，明確構(gòu)成信息

2、物理融合系統(tǒng)的軟件實(shí)體及其應(yīng)承擔(dān)的任務(wù)，對(duì)于信息物理融合系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)具有重要意義。
　　然而，目前針對(duì)信息物理融合系統(tǒng)的軟件需求分析仍然缺乏有效的方法。計(jì)算過(guò)程與物理過(guò)程的融合使得信息物理融合系統(tǒng)的軟件需求分析成為一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。一方面，CPS的軟件需求需要從用戶所期望實(shí)現(xiàn)的物理實(shí)體變化出發(fā)，基于對(duì)物理實(shí)體的性質(zhì)的認(rèn)識(shí)來(lái)進(jìn)行推理才能得到；另一方面，CPS的軟件需求分析已不能將 CPS中的軟件看成一個(gè)整體去描述它的外部行為，而是

3、需要分析CPS應(yīng)該包含哪些軟件實(shí)體和物理實(shí)體，為什么需要這些實(shí)體，它們之間的關(guān)系是什么以及每個(gè)物理實(shí)體所具有的性質(zhì)和軟件實(shí)體應(yīng)具有的行為。此外，物理過(guò)程與計(jì)算過(guò)程的融合使得如何采取一種統(tǒng)一的方式來(lái)描述物理實(shí)體的性質(zhì)和軟件實(shí)體的行為以方便用戶需求的滿足性驗(yàn)證，也成為必須要考慮的問(wèn)題。
　　為了解決此問(wèn)題，提出了一種信息物理融合系統(tǒng)中軟件需求的分析方法。本文的主要工作如下：
　　（1）本文結(jié)合問(wèn)題框架方法和面向目標(biāo)的需求分析方法