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实时系统与网络技术:探索研究实时系统的调度性和计算机网络的安全性

当你驾车飞驰在高速路上,前方3千米突发事故——200毫秒后,你的车载系统已自动减速并切换车道。这一瞬间的“未卜先知”,正来自我国最新发布的《LTE-V2X标准》。200毫秒,不过是人类眨眼时间的三分之一,却足以在120千米/时的场景下,为避险争取6.7米缓冲距离——这个长度足以让致命事故转化为轻微剐蹭。《LTE-V2X标准》的落地,标志着智能网联汽车从“单车智能”迈入“群体智能”新纪元。100辆汽车可像雁群般协同规避风险,道路通行效率提升40%。然而,支撑这20毫秒响应的技术内核,远比表面看起来更复杂。那么,系统怎样在毫秒级时间内重新分配计算资源,以及如何提供可靠的、安全的网络通信能力?

事实上,人类生活的方方面面都离不开实时系统,如工业控制、交通、航空航天和电力能源等。这些重要的系统如果存在不稳定或不可靠等实时漏洞(例如,飞机或汽车等的电子控制系统不能安全工作),将会造成极大的经济损失和社会危害。

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实时系统的主要研究目标是确保能够正确预测系统在时间上的行为,以避免出现不安全的情况。然而,随着控制系统的电子化、自动化、连接化的不断提高,实时系统所承担的功能和性能要求也越来越高。同时,系统中的任务种类、数量和负载也急剧增加,这就给实时系统的时间验证带来了巨大的挑战。因此,复杂实时任务系统的可调度性分析一直都是研究热点。另外,多核处理器开始应用实时系统,其任务数量及各处理器节点之间的通信数据迅速增长,导致任务间通信机制和实时通信网络设计出现新的问题。(卡片)

物联网的发展要求在更大尺度将各种计算设备或终端连接起来,而不仅仅是多核处理器之间的通信。如何高效保证网络的服务质量一直都是计算机网络的热点问题。软件定义网络由于其控制层和数据层剥离的特性,为通过编程控制网络提供了极大的便利和高可靠的服务,越来越受到人们关注。另外,为了避免网络上传输的信息被窃取、更改、破坏等恶意操作,对网络的安全性提出了明确要求。

想要了解更多关于当前实时系统和计算机网络领域的研究热点,可参阅我社新书——《实时系统与计算机网络关键技术》。

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ISBN:978-7-5673-0668-4

彭超 等 著

本书主要研究了复杂实时任务系统的单核时间验证、多核通信机制,软件定义网络的通信质量分析,以及无线网络安全等热点问题,为预测实时系统在时间上的行为提供基于图的分析方法,为实现多核实时任务通信提供支撑机制与技术,为分析软件定义网络服务质量提供形式化方法,为确保无线网络安全通信提供有效技术手段,有效满足实时系统对时间验证与多核通信等需求,提供高可靠、高安全的网络服务。

本书主要面向实时系统和计算机网络方向的研究生和本科生以及从事物联网、软件定义网络、无线通信、安全网络的研究、开发、应用和管理的有关人员。可以作为实时系统和计算机网络方向研究生和本科生的教材或教学参考书,以及相关方向研究人员和工程技术人员等了解、熟悉和掌握前沿技术研究和发展动态的重要技术参考书。

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