分布式与托管化：下一代信息物理系统的研究挑战与机遇

信息物理系统越来越依赖于分布式计算平台，在这些平台中，传感、计算、执行和通信资源由多种应用共享。这种“信息物理云计算平台”带来了新的挑战，因为系统由移动嵌入式设备构建，本质上是分布式的，且通常存在模块间高度波动的连通性。为这些系统架构软件引发了传统云计算中不存在的诸多挑战。必须在不影响性能的情况下有效管理受限资源并实现应用隔离。自主故障管理和实时性能要求必须以可验证的方式得到满足。支持多个终端用户同样既关键又具挑战性，这些用户的多样化软件应用对计算和通信资源有不断变化的需求，且在不同层级和独立的安全域中运行。本文提出的解决方案基于分层架构，由新型操作系统、中间件层和组件结构化应用组成。组件模型促进了由模块化、可重用组件构建软件应用，这些组件部署在分布式系统中，且仅通过定义明确的机制进行交互。通过使用特定领域模型驱动开发过程，缓解了创建应用和执行系统集成的复杂性，该过程依赖于特定领域建模语言及其配套的图形建模工具、用于合成基础设施代码的软件生成器，以及广泛使用基于模型的分析进行验证与确认。