CPS中的数据管理关键技术.docx

信息物理融合系统（CPS，Cyber-Physical Systems）是当今信息技术发展的重要方向，它将计算、通信和控制三大核心元素深度融合，形成了一个能够实时监控和控制物理实体的网络化系统。CPS的关键在于通过环境感知，实现信息世界与物理世界的紧密交互，从而扩展和优化物理设备的功能。 CPS的主要特征体现在以下几个方面： 1. **信息感知与反馈**：CPS通过传感器获取物理世界的数据，然后通过计算部件进行处理，通过通信网络将指令传递给控制器/执行器，形成一个闭环的控制过程，确保系统的实时性与准确性。 2. **信息化、网络化、智能控制化**：CPS的运行方式实现了物理设备的信息化，即通过网络连接设备并处理数据；网络化则指设备间的互联互通；智能控制化是通过算法和控制理论优化系统的操作。 3. **三元世界观**：CPS的概念涵盖了物理世界、信息世界和人类社会，三者相互影响，形成一个动态的人-机-物网络世界。 4. **数据的新特征**：CPS中的数据具有多源性、异构性和海量性，同时数据的正确性、可靠性和安全性是系统设计的关键。此外，隐私保护也是数据管理的重要方面，需要在保护数据的同时提供定制服务。 5. **数据管理关键技术**： - **数据融合与集成**：处理来自不同源的大量异构数据，将其转换为统一的中间模式，进行数据交互和通信。 - **不确定数据并行查询处理**：面对动态变化和不确定性，需要低耦合、高扩展的查询处理技术，以适应不同应用需求。 - **处理依赖链相关新理论和建模**：建立从原始数据到可信知识的处理流程，确保数据的可信度。 - **知识的可信性与推演机制**：确保知识的可靠性，并通过推演机制生成新的见解。 - **安全保障与隐私保护**：采用相应的技术措施，保障数据服务的安全性和用户的隐私。 CPS的应用广泛，涵盖了工业生产、交通控制、医疗健康、应急响应等多个领域，它的出现对传统工程物理系统产生了根本性的变革，推动了信息技术的深度创新。在实际应用中，针对CPS的数据管理关键技术需要不断研究和发展，以应对日益复杂的系统需求和挑战。