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體又包含軟件實體、融合物理過程與計算過程的混合系統(tǒng)，它已經(jīng)成為當今工業(yè)信息化發(fā)展的新趨勢，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)的運行過程中，軟件實體監(jiān)控物理實體的運行過程，感知物理過程的變化，進而影響物理過程，最終形成一個計算過程和物理過程相互影響的反饋循環(huán)。軟件實體在該過程中起著感知、分析、控制等作用，是整個系統(tǒng)運行的中樞。因此，分析信息物理融合系統(tǒng)的軟件需求，明確構成信息

2、物理融合系統(tǒng)的軟件實體及其應承擔的任務，對于信息物理融合系統(tǒng)的開發(fā)具有重要意義。
　　然而，目前針對信息物理融合系統(tǒng)的軟件需求分析仍然缺乏有效的方法。計算過程與物理過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具有挑戰(zhàn)性的任務。一方面，CPS的軟件需求需要從用戶所期望實現(xiàn)的物理實體變化出發(fā)，基于對物理實體的性質(zhì)的認識來進行推理才能得到；另一方面，CPS的軟件需求分析已不能將 CPS中的軟件看成一個整體去描述它的外部行為，而是

3、需要分析CPS應該包含哪些軟件實體和物理實體，為什么需要這些實體，它們之間的關系是什么以及每個物理實體所具有的性質(zhì)和軟件實體應具有的行為。此外，物理過程與計算過程的融合使得如何采取一種統(tǒng)一的方式來描述物理實體的性質(zhì)和軟件實體的行為以方便用戶需求的滿足性驗證，也成為必須要考慮的問題。
　　為了解決此問題，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：
　?。?）本文結合問題框架方法和面向目標的需求分析方法