信息物理融合系统（CPS）设计、建模与仿真 基于Ptolemy II平台 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 爱德华·阿什福德·李（Edward Ashford Lee） 等 著，吴迪，李仁发 译

图书标签:

• 信息物理系统
• CPS
• Ptolemy II
• 建模
• 仿真
• 系统设计
• 嵌入式系统
• 控制系统
• 混合系统
• 建模与仿真

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111558439

版次：1

商品编码：12134878

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 计算机科学丛书

开本：16开

出版时间：2017-02-01

用纸：胶版纸

页数：374

内容简介

　　《信息物理融合系统（CPS）设计、建模与仿真 基于Ptolemy II平台》是用于复杂异构系统设计的计算模型的指南。尤其关注CPS（集成了计算、网络和物理过程）。本书汇集了加州大学伯克利分校Ptolemy项目20多年的研究经验和成果，UCB开发了许多现在广为使用的设计、建模和仿真技术。本书中所有的方法均在支持系统级异构设计与仿真的开源平台PtolemyII实现。

目录

出版者的话
译者序
前言
第一部分　入门
第1章　异构建模 2
1.1　语法、语义、语用 3
1.2　域和计算模型 4
1.3　模型在设计中的作用 5
1.4　角色模型 6
1.5　层次结构模型 7
1.6　异构建模的方法 7
1.7　时间模型 11
1.7.1　层次化时间 12
1.7.2　超密时间 12
1.7.3　时间的数字表示 14
1.8　域和指示器概述 15
1.9　案例研究 18
1.10　小结 22
第2　图形化建模 23
2.1　开始 23
2.1.1　信号处理模型执行范例 24
2.1.2　模型的创建和运行 26
2.1.3　建立连接 28
2.2　令牌和数据类型 31
2.3　层次结构和复合角色 35
2.3.1　复合角色端口添加 36
2.3.2　端口类型设置 37
2.3.3　多端口、总线和层次结构 38
2.4　注释及参数设置 39
2.4.1　层次化模型中的参数 39
2.4.2　修饰元素 40
2.4.3　创建自定义图标 41
2.5　如何操作大模型 42
2.6　类和继承 43
2.6.1　实例中参数值的重写 45
2.6.2　子类和继承 45
2.6.3　模型间类的共享 47
2.7　高阶组件 49
2.7.1　MultiInstanceComposite角色 49
2.7.2　IterateOverArray角色 50
2.7.3　生命周期管理角色 52
2.8　小结 53
第二部分　计算模型 55
第3章　数据流 56
3.1　同步数据流 56
3.1.1　平衡方程 57
3.1.2　反馈回路 62
3.1.3　数据流模型中的时间 63
3.2　动态数据流 68
3.2.1　点火规则 68
3.2.2　DDF中的迭代 71
3.2.3　将DDF与其他域结合 74
3.3　小结 77
练习 78
第4章　进程网络和会话 80
4.1　Kahn进程网络 80
4.1.1　并发点火 83
4.1.2　PN模型的执行停止 87
4.2　会话 88
4.2.1　多路会话 89
4.2.2　条件会话 90
4.2.3　资源管理 91
4.3　小结 92
练习 92
第5章　同步响应模型 96
5.1　固定点语义 97
5.2　SR实例 98
5.2.1　非循环模型 98
5.2.2　反馈 99
5.2.3　因果循环 106
5.2.4　多时钟模型 106
5.3　寻找定点 107
5.4　定点逻辑 109
5.5　小结 112
练习 112
第6章　有限状态机 113
6.1　Ptolemy中的FSM创建 113
6.2　FSM的结构与执行 116
6.2.1　转移条件定义 119
6.2.2　输出动作 120
6.2.3　赋值动作和扩展有限状态机 120
6.2.4　终止状态 122
6.2.5　默认转移 123
6.2.6　非确定性状态机 124
6.2.7　立即转移 126
6.3　分层FSM 128
6.3.1　状态细化 129
6.3.2　分层FSM的优点 130
6.3.3　抢占式转移与历史转移 130
6.3.4　终止转移 132
6.3.5　模态模型的执行模式 133
6.4　状态机的并发复合 135
6.5　小结 137
练习 138
第7章　离散事件模型 141
7.1　DE域中的时间模型 142
7.1.1　模型时间与实际时间 142
7.1.2　并发事件 143
7.1.3　同步事件 144
7.2　排队系统 149
7.3　调度 152
7.3.1　优先级 154
7.3.2　反馈回路 155
7.3.3　多线程执行 157
7.3.4　调度局限性 159
7.4　芝诺（Zeno）模型 160
7.5　其他计算模型与DE的组合 161
7.5.1　状态机和DE 161
7.5.2　数据流和DE组合 162
7.6　无线和传感器网络系统 162
7.7　小结 164
练习 164
第8章　模态模型 166
8.1　模态模型的结构 166
8.2　转移 170
8.2.1　复位转移 170
8.2.2　抢占式转移 171
8.2.3　差错转移 172
8.2.4　终止转移 174
8.3　模态模型的执行 175
8.4　模态模型和域 176
8.4.1　数据流和模态模型 176
8.4.2　同步响应和模态模型 181
8.4.3　进程网络和会话 181
8.5　模态模型中的时间 181
8.5.1　模态模型中的时间延迟 184
8.5.2　本地时间和环境时间 185
8.5.3　模式细化中的开始时间 187
8.6　小结 188
练习 188
第9章　连续时间模型 189
9.1　常微分方程 189
9.1.1　积分器 189
9.1.2　传递函数 191
9.1.3　求解器 192
9.2　离散和连续的混合系统 197
9.2.1　分段连续信号 197
9.2.2　连续域中的离散事件信号 199
9.2.3　离散时间的积分器重置 200
9.2.4　狄拉克δ函数 201
9.2.5　与DE互操作 204
9.2.6　定点语义 205
9.3　混合系统和模态模型 206
9.3.1　混合系统和不连续信号 208
9.4　小结 210
练习 210
第10章　计时系统建模 211
10.1　时钟 211
10.2　时钟同步 214
10.3　通信延时建模 217
10.3.1　固定和独立的通信延时 217
10.3.2　共享资源竞争行为建模 219
10.3.3　复合切面 222
10.4　执行时间建模 223
10.5　分布式实时系统的Ptides模型 225
10.5.1　Ptides模型的结构 226
10.5.2　Ptides组件 231
10.6　小结 233
第11章　Ptera：面向事件的计算模型 234
11.1　扁平模型的语法和语义 234
11.1.1　入门实例 235
11.1.2　事件参数 236
11.1.3　取消关系 237
11.1.4　同时事件 237
11.1.5　潜在的非确定性 237
11.1.6　LIFO和FIFO策略 238
11.1.7　优先级 239
11.1.8　事件命名及调度关系 239
11.1.9　原子性设计 239

前言/序言

　　前　　言　　System Design, Modeling, and Simulation using Ptolemy II“我”上次发表著作是在一千九百年前。“我”很高兴从退休中复出，对以本人名字命名的工程（Ptolemy工程）发表自己的看法。与“我”以往在天文和地理方面的工作相似，该项目也是对复杂系统进行处理。值得一提的是，类似“我”之前的许多著作，本书同样凝结了许多人共同的智慧和努力。　　“我”以前在《The Almagest》（天文大全）中研究行星、太阳、地球和月亮的运动规律，这些运动都是并发交互过程（concurrent interacting process）。并且这些运动都是确定性的（deterministic），并不以神的意志为转移。这些模型的关注点不仅仅是对所观察到的行为进行精确匹配，更重要的是对行为的预测。类似地，Ptolemy项目研究并发交互过程，并重点关注确定性模型。　　理想情况下，求知欲推动着人类从迷信和盲目的信仰发展到逻辑和计量。现在所谓的“科学”深深根植于科学方法（scientific method），特别是在自然系统的研究中。利用科学方法，从设想开始，设计实验，并基于实验来对之前的设想下定论。当然，为了能够进行计量，待测量的工件或过程必须以某种形式存在。在“我”早期的研究中，不存在该问题，因为太阳、地球、月亮和行星是已经存在的事物。然而工程学科所关注的是人为的工件和过程，研究的是自然界中本不存在的系统。即便如此，科学方法也可用于并已经应用于工程设计中。工程师构建仿真和原型系统，将设想公式化，然后通过实验来进行设想的测试　　。 因为针对的是本不存在的工件和过程，所以工程设计不能单单基于科学方法。实验的目的是提高对所设计的工件、过程的认知。但是在进行实验前，必须将这些工件或者过程创造出来。在认识某些事物之前，不得不先把它们创造出来，这点注定了我们的设计会根植于“迷信”和盲目的信仰。　　模型构造是与科学方法互补的重要科学部分。模型是物理现实的一种抽象，并且模型提供内视和行为预测的能力可以形成设想的核心思想，该思想核心等待被实验证实或证伪。建模本身更应归于工程学科，而非自然科学。从根本上讲，它并不是对于自然界已存在系统的研究。相反，它是人类主导的、对于自然界本身不存在事物的建造过程。一个模型本身就是一项工程。　　好的模型甚至可以减少对计量的需求，因此可以减少对科学方法的依赖。比如，我们一旦有一个行星运动模型，我们就可以精确预测它们的位置，这样就减少了对其位置测量的需要。计量的角色从确定行星位置转变为改善它们的运动模型以及检测模型对运动的影响（工程上称为“故障检测”（fault detection））。　　无论在自然科学还是在工程中，模型都可以通过迭代方法来进行优化。“我”提出的以地球为中心的宇宙模型需要很多次迭代来修正，以逼近实验观测到的行星运动情况。最终模型的预测能力让“我”引以为豪。并且，基于这些模型的预测方法可以通过星盘机械化，这点同样让“我”感到自豪。即便这样，不得不承认，令人尊敬的同行哥白尼（Nicolaus Copernicus）为行星运动提出了一个更好的模型（日心学说）。他的模型从概念上讲是更简单的。这是一种概念上的飞跃：我们可观测到的宇宙的中心，即我们所在的大地　　，并非一定是宇宙模型的中心。更进一步说，相对于物理世界，对于模型我们有更大的自由度，因为模型不需要被自然界所限制。即便如此，“我”所建立的模型在将近1400年的时间里也是一流的。 Ptolemy项目确实是一项关注系统模型的研究。但是，该系统与“我”之前关注的系统有很大的不同。之前的那些系统都是自然界提供的，但是本书中的系统都是人造的。在本书中，建模的目的是优化系统，我们不可能对自然界给予的行星系统做任何的优化。　　简而言之，在与科学相反的工程中，模型要在被建模系统的设计阶段发挥作用。与科学一样，工程中的模型是可以被优化的，但是与科学不同的是，工程中的系统还可以被模型化。　　更有趣的是，与科学不同的是，在工程中模型的选择对被建模的系统是有影响的。给予相同的目标，两位工程师可能会得出截然不同的系统设计和实现方案，这仅仅是因为他们在开始阶段使用了截然不同的系统模型。进一步说，若两位工程师提出了不同的模型，其原因可能仅仅是他们在开始阶段使用了不同的工具来构建模型。一位用纸和笔建模的工程师与一位用软件工具建模的工程师得出的模型可能很不一样。结果就是，他们很可能得出迥异的系统设计。　　针对复杂系统，本书收集了非常丰富的建模工具和技术。它们中的一些毫无疑问在以后会被优化，正如“我”自己提出的本轮（epicycle）模型，其建模的复杂性被哥白尼学派证明为不必要的。即使如此，本书的目的是向工程师提供目前可用的最好的建模技术。可以确信的是，我们将做得更好。　　如何使用本书本书是为需要对各种系统建模的工程师和科学家，以及想了解如何为复杂、异构系统建模的人而编写的。这些系统包括机械系统、电气系统、控制系统、生物系统等，更有趣的是，还包括结合了这些领域或者其他领域元素的异构系统。

探索信息物理融合系统（CPS）的核心奥秘：设计、建模与仿真 信息物理融合系统（Cyber-Physical Systems, CPS）作为新一代信息技术的核心驱动力，正深刻地重塑着我们所生活的世界。从智能电网的稳定运行，到自动驾驶汽车的安全穿梭，再到智慧城市的精细化管理，CPS的身影无处不在，它们将现实世界的物理过程与数字世界的计算、通信和控制紧密集成，创造出前所未有的智能与效率。本书旨在深入剖析CPS的设计、建模与仿真的关键技术与方法，为读者提供一个全面而深入的理论框架和实践指导。 第一部分：CPS设计理念与挑战 本部分将从CPS的宏观视角出发，首先阐述其核心概念、发展历程以及在各个领域的典型应用。我们将探讨CPS与传统嵌入式系统、物联网（IoT）等相关概念的异同，揭示CPS所具备的独特优势和智能化特性。 CPS的定义与内涵：我们将详细解析CPS的构成要素，包括物理组件（传感器、执行器、动力系统等）、计算组件（处理器、存储器、通信单元等）以及它们的相互作用。重点阐述“融合”的意义，即物理世界与数字世界的深度交互与协同。 CPS的发展驱动与趋势：分析推动CPS发展的关键技术，如传感器技术、通信技术（5G/6G）、云计算、大数据、人工智能（AI）、边缘计算等。探讨CPS在工业4.0、智能制造、智慧医疗、智慧交通、智能家居等领域的演进方向和未来趋势。 CPS的设计挑战与复杂性：CPS系统的复杂性体现在其多尺度、异构性、分布式、动态性和不确定性等方面。我们将深入讨论CPS设计中面临的主要挑战，例如： 安全性与可靠性：如何保证CPS在面对恶意攻击或系统故障时的安全运行，以及关键任务的可靠执行。 实时性与性能：如何在满足严格的时间约束条件下，实现高效的计算和通信，确保物理过程的精确控制。 可扩展性与互操作性：如何构建能够随着需求增长而扩展，并能与不同厂商、不同协议的组件进行无缝集成的系统。 能源效率与可持续性：如何在保证性能的同时，最大化能源利用效率，降低环境影响。 数据管理与分析：如何有效地采集、存储、处理海量异构数据，并从中提取有价值的信息。 人机交互与伦理问题：如何设计用户友好、符合伦理规范的人机交互界面，以及如何处理CPS带来的社会和伦理影响。 CPS的应用场景与案例分析：通过一系列生动具体的案例，展示CPS在不同领域的实际应用。例如： 智能电网：如何通过CPS实现电力资源的优化调度、故障的快速定位与恢复、分布式能源的接入与管理。 自动驾驶：分析自动驾驶汽车如何通过传感器感知环境、通过计算单元决策、通过执行器控制车辆，实现安全可靠的自主驾驶。 智能制造：探讨CPS如何赋能工厂的智能化生产、柔性制造、预测性维护，提升生产效率和产品质量。 智慧医疗：介绍远程医疗、智能诊断、个性化治疗等CPS应用，如何改善医疗服务质量和可及性。 第二部分：CPS的建模方法 建模是理解、分析和设计复杂CPS系统的基石。本部分将系统介绍各种用于CPS建模的理论方法与技术，重点关注如何有效地描述CPS的物理行为、计算行为以及它们的交互。 面向对象与组件化建模：探讨如何将CPS分解为独立的、可复用的组件，并定义组件之间的接口和交互机制。介绍面向对象编程的思想在CPS建模中的应用。 状态机与有限自动机：讲解如何使用状态机来描述系统的离散行为和状态转移。分析有限自动机在CPS控制逻辑设计中的作用。 Petri网及其扩展：介绍Petri网作为一种并发系统建模工具，如何描述系统的并发性、同步性和资源共享。探讨其在CPS中的应用，如并发任务调度、通信协议建模等。 通信顺序过程（CSP）与时态逻辑：讲解CSP如何通过进程组合与通信来描述并发系统的行为。介绍时态逻辑如何对系统随时间变化的属性进行形式化描述和验证。 行为树（Behavior Trees）：分析行为树作为一种日益流行的AI和游戏AI决策建模方法，在CPS中的潜力，尤其是在复杂行为决策和任务规划方面。 混合系统建模：CPS通常包含连续的物理动态和离散的计算逻辑，因此混合系统建模至关重要。我们将介绍： 微分代数方程（DAEs）：用于描述物理系统的连续动态。 差分方程：用于描述离散时间系统，如数字控制器。 混合动力系统（Hybrid Automata）：将连续动态与离散的模式切换相结合，是描述CPS混合行为的强大工具。 多领域建模语言（MDL）：介绍如SysML（Systems Modeling Language）等为复杂系统设计的建模语言，如何支持对CPS的系统性、多视角建模。 数据流与事件驱动建模：分析CPS中数据流和事件在系统运行中的重要性，介绍如何使用数据流图或事件驱动模型来捕捉系统的动态行为。 面向特定领域的建模：讨论针对不同CPS应用领域（如控制系统、通信网络、软件架构）的专业建模技术。 第三部分：CPS的仿真与验证 仿真是在虚拟环境中对CPS系统进行测试、分析和优化的关键手段。本部分将深入探讨CPS仿真技术、工具以及验证方法。 仿真技术基础：介绍离散事件仿真、连续仿真、混合仿真等基本概念。分析不同仿真技术的适用场景。 CPS仿真环境与平台： Ptolemy II平台：本书重点介绍Ptolemy II，一个广泛用于模型驱动的软件和系统设计的开源平台。我们将详细阐述Ptolemy II的核心概念，包括Actor Model（Actor模型）、Component-Based Design（组件化设计）、Heterogeneous Computation（异构计算）、Modeling Paradigms（建模范式，如DE, SR, FSM, DAE等）。 Ptolemy II的建模语言与表示法：介绍Ptolemy II如何通过图形化界面和Actor模型来构建复杂的CPS模型。 Ptolemy II在CPS中的应用：展示如何利用Ptolemy II对CPS的通信、计算、控制等各个方面进行建模和仿真，探索其在分布式系统、嵌入式软件、实时系统等领域的应用。 其他仿真工具简介：简要介绍MATLAB/Simulink、Modelica、AnyLogic等其他主流的CPS仿真工具，并分析它们的特点和优劣。 仿真模型的构建与实现： Actor模型的精髓：深入理解Ptolemy II中的Actor模型，它将系统分解为具有输入/输出端口和内部状态的独立组件（Actors）。 建模范式的选择：分析不同建模范式（如离散事件（DE）、同步响应（SR）、定时（Timed）、状态机（FSM）、微分代数方程（DAE）等）在Ptolemy II中的应用，以及如何根据系统特性选择合适的范式。 异构建模与仿真：Ptolemy II支持不同建模范式和语言的集成，这对于建模CPS的异构性至关重要。我们将探讨如何将不同类型的模型组合在一个仿真环境中。 Actor库的构建与复用：介绍如何创建自定义的Actor，以及如何利用Ptolemy II丰富的Actor库来快速构建仿真模型。 仿真结果的分析与评估： 性能指标：如何定义和测量CPS系统的关键性能指标，如响应时间、吞吐量、资源利用率、能耗等。 数据可视化：利用Ptolemy II的内置工具或与其他可视化工具集成，对仿真结果进行直观的展示。 统计分析：对多次仿真结果进行统计分析，评估系统的鲁棒性和平均性能。 CPS的系统验证与确认（V&V）： 形式化验证：介绍模型检查、定理证明等形式化方法，如何严格证明CPS系统满足特定的安全和功能属性。 仿真测试：通过大量的仿真场景来测试系统的行为，发现潜在的错误和缺陷。 硬件在环（HiL）仿真：介绍HiL仿真如何将真实的硬件组件集成到仿真环境中，以更接近实际运行条件进行测试。 软件在环（SiL）仿真：介绍SiL仿真如何在一个完整的软件环境中模拟整个CPS系统。 面向软件验证的仿真：重点关注Ptolemy II在软件开发生命周期中的作用，如何通过仿真来验证软件的正确性和可靠性。 第四部分：CPS设计与仿真实践 本部分将结合Ptolemy II平台，通过具体的案例研究，带领读者将理论知识转化为实际操作。 基于Ptolemy II的CPS建模实例： 智能交通信号控制系统：使用Ptolemy II建模一个能够根据车流量自适应调整信号灯配时的交通控制系统。 分布式传感器网络监控系统：构建一个使用Ptolemy II仿真传感器节点之间的数据采集、传输和融合过程。 简单的机器人控制系统：演示如何使用Ptolemy II来建模和仿真一个具有基本运动和感知能力的机器人。 Ptolemy II的高级特性： 跨范式仿真：演示如何在一个Ptolemy II模型中混合使用不同的建模范式（如DE和DAE），以更准确地描述CPS的复杂性。 与外部工具的集成：介绍如何将Ptolemy II与其他仿真工具、编程语言（如Java, Python）以及硬件设备进行集成。 实时仿真与部署：探讨Ptolemy II在原型开发和向嵌入式系统部署中的潜在应用。 CPS设计流程与最佳实践： 需求分析与建模：如何从需求出发，逐步构建CPS模型。 仿真驱动的设计：强调仿真在设计迭代和优化中的核心作用。 验证与确认的集成：将验证与确认活动贯穿于整个设计流程。 团队协作与工具链：讨论在大型CPS项目中，如何进行团队协作以及选择合适的工具链。 结语 本书致力于为读者提供一个坚实的理论基础和实践指导，帮助他们理解、设计、建模并有效地仿真信息物理融合系统。通过深入探讨CPS的设计理念、建模方法、仿真技术以及Ptolemy II这一强大平台，我们希望能激发读者在CPS领域的创新热情，共同构建更加智能、安全、可靠的未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的题目，如同一剂强心针，瞬间点燃了我对信息物理融合系统（CPS）深入学习的热情。我一直对CPS在现代社会中的核心作用深感着迷，但常常觉得相关资料要么过于理论化，要么缺乏一个统一的实践框架。《信息物理融合系统（CPS）设计、建模与仿真 基于Ptolemy II平台》这个书名，正好弥补了这一空白。它清晰地勾勒出了本书的主旨：不仅要理解CPS是什么，更要学会如何“设计”它，如何用“建模”来精确描述其复杂性，以及如何通过“仿真”来验证和优化其性能。Ptolemy II平台的具体名称，让我看到了本书的实践导向性。我猜测书中会详细介绍Ptolemy II在CPS建模和仿真方面的优势，以及如何利用其提供的丰富的模型库和灵活的组件化设计能力，来构建高度抽象和逼真的CPS系统。我非常期待书中能够深入探讨如何将不同领域的CPS系统——无论是交通、能源、制造还是医疗——在Ptolemy II平台上进行统一的建模和仿真。例如，如何为智能传感器、控制器、通信网络以及物理实体构建恰当的Ptolemy II模型，以及如何配置仿真环境来捕捉系统运行的动态行为。我希望这本书能提供一套清晰的学习路径，让我能够从零开始，逐步掌握利用Ptolemy II进行CPS设计的全过程，并能将其应用于解决实际问题。

评分☆☆☆☆☆

我个人对信息物理融合系统（CPS）一直充满好奇，尤其是其在实际应用中的落地情况。这本书的题目——《信息物理融合系统（CPS）设计、建模与仿真 基于Ptolemy II平台》，一下子就抓住了我的眼球。从标题就能看出，它不仅仅是停留在理论层面，而是非常注重实际的“设计”和“仿真”过程，并且明确了工具平台——Ptolemy II。这让我预感到，这本书应该是一本能够“上手”的书。我特别期待书中能够详细介绍如何将抽象的CPS概念转化为具体的模型，然后通过仿真来验证这些模型的正确性和系统的性能。比如，在设计一个智能交通系统时，如何用Ptolemy II来建模车辆、传感器、通信网络以及交通控制中心之间的交互？仿真结果又如何指导我们优化信号灯配时，或者预测拥堵情况？我希望书中能有足够多的案例研究，或者至少是详细的步骤指导，能够帮助读者理解如何在Ptolemy II这样一个平台上，一步一步地完成CPS的设计、建模到仿真的全过程。对于我这样一个希望深入了解CPS技术，并有可能将其应用于实际项目中的读者来说，一本能够提供清晰操作流程和丰富实践指导的书籍，是极其宝贵的。

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这本书的出现，简直像是在我一直探索的道路上点亮了一盏明灯。我长期关注信息物理融合系统（CPS）的最新进展，但很多时候感觉理论过于抽象，而实际的工程实现又门槛太高。 《信息物理融合系统（CPS）设计、建模与仿真 基于Ptolemy II平台》这个书名，精准地触及了我痛点。我非常渴望了解如何将CPS理论转化为可执行的设计，并且能够通过仿真手段来验证其可行性。Ptolemy II平台这个关键词，更是让我眼前一亮。我听说过Ptolemy II的强大之处，但一直缺乏系统学习的机会。我猜想，书中会深入讲解Ptolemy II的架构，其丰富的组件库，以及如何在Ptolemy II中构建和配置各种复杂的CPS模型。我期待书中能有关于如何利用Ptolemy II进行不同粒度建模的详细介绍，例如，从微观的传感器节点行为建模，到宏观的系统级交互建模，再到如何将这些不同粒度的模型集成在一起进行协同仿真。我甚至设想，书中可能会包含一些实际的CPS应用场景，如智能家居、工业自动化、甚至医疗监护等，并演示如何运用Ptolemy II来设计和仿真这些系统，从而展现CPS在这些领域的潜力与挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本《信息物理融合系统（CPS）设计、建模与仿真 基于Ptolemy II平台》的封面设计，首先吸引我的是那股浓郁的学术气息，配色沉稳而不失现代感，封面的抽象图形隐约勾勒出信息与物理交织的动态画面，仿佛在预示着书中内容的深度与广度。虽然我尚未深入阅读，但仅凭这设计，我便能感受到作者在内容编排上的用心。我猜想，书中定会对CPS的核心概念进行细致的阐述，从其起源、发展历程，到构成要素、关键技术，再到面临的挑战和未来趋势，都会有条不紊地展开。特别是“设计、建模与仿真”这几个关键词，预示着它不仅仅是理论的堆砌，更强调实践的应用。我非常期待书中关于建模方法的部分，例如是否会详细介绍不同的建模范式，如何根据实际应用场景选择合适的模型，以及如何利用这些模型来描述CPS的复杂行为。 Ptolemy II平台的引入，则是一个重要的亮点。我了解到Ptolemy II是一个开源的、异构的建模与仿真环境，它的灵活性和可扩展性在CPS领域具有巨大的潜力。我迫切想知道，书中将如何引导读者掌握Ptolemy II的使用，从基础的组件库到复杂的系统集成，再到不同领域CPS应用的案例分析。例如，书中是否会涉及如何利用Ptolemy II对智能电网、自动驾驶、智能制造等典型CPS应用进行建模和仿真，从而验证设计方案的有效性，优化系统性能，并提前发现潜在问题。这种理论与实践相结合的风格，无疑将为读者提供一条通往CPS技术前沿的坚实道路。

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在浩瀚的技术书籍中，《信息物理融合系统（CPS）设计、建模与仿真 基于Ptolemy II平台》这个标题，给我一种踏实而又前沿的感觉。它明确指出了研究对象——信息物理融合系统（CPS），这本身就是一个充满活力且应用广泛的领域。更重要的是，它强调了“设计、建模与仿真”这三个核心环节，这表明本书并非停留在概念介绍，而是深入到实际的工程实践层面。我对“建模”和“仿真”部分尤其感兴趣。我希望书中能详细阐述CPS系统的建模方法，例如，如何准确地描述物理世界的动态、信息世界的逻辑以及它们之间的耦合关系。Ptolemy II平台的提及，则进一步增强了我对这本书的期待。我了解到Ptolemy II是一个强大的、异构的建模和仿真环境，能够支持多种建模范式。我非常希望能在这本书中学习到如何利用Ptolemy II来构建CPS的数学模型和仿真模型，如何选择合适的通信协议和执行模型，以及如何利用仿真结果来分析系统的性能、鲁棒性，甚至进行故障诊断和安全评估。如果书中能提供一些经典CPS应用的Ptolemy II建模案例，比如智能电网的调度优化，或者无人机的协同控制，那将是对我极大的帮助。

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