信息物理系統在航空領域中的應用

黃煜文

摘要：物理是我們高中階段所需要學習的重要科目。物理的應用范圍非常廣泛，不僅在我們的生活中隨處可以看到物理的作用，而且對于航空領域來說，物理同樣產生著極為重要的作用。基于此，本文對信息物理系統在航空領域中的應用進行分析和研究，希望可以為相關領域的發展提供借鑒，也希望可以為學生的物理學習提供動力。

關鍵詞：信息物理；系統應用；航空領域；應用探索

信息物理最初起源于美國，其由美國自然基金委提出，并得到廣泛的關注和重視，成為國際信息技術領域的研究重點。我國對于該技術的發展和應用也非常關注，國家愛自然科學基金項目、國家重點基礎研究發展計劃都將其納入重點研究項目。信息物理系統將網絡智能化信息系統與物理元素融為一體，通過相應的計算的應用，以及物理對象的研究，促使系統在信息處理、實時通信、遠程監控方面達到自主協調的能力。信息物理系統的應用為航空領域的發展帶來更大的突破，讓航空的發展得到更大程度的提升。

一、信息物理系統特點

信息物理系統具有可靠性、實時性和自主性的特點。信息物理系統所囊括的范圍非常廣闊，大到地球的能源開發、人類的基礎建設，以及人類復雜的各種系統構建，小到納米技術應用，無一不需要對信息物理系統進行應用，這就對系統的可靠性提出較高的要求，只有穩定可靠地系統，才能夠支持各種建設的需要，才能夠滿足各種研究的標準要求。

其次，信息物理系統對于實時性要求較高，其需要系統按時完成預定的任務，并對相應的信息進行及時操作，一旦相應的操控無法按時完成，極有可能造成計算的誤差，進而影響各項系統工程的構建，其所產生的影響將是無法估量的。

第三，信息物理系統還具有自主性的特點，其所存在的運行環境具有極大的不確定性以及不可控因素，系統只有具有強大的自主性才能夠更好地面對不可預測的問題發生，才能夠保證既定目標的完成，才能夠實現策略的優化。

二、信息物理系統在航空領域中的應用

機載嵌入式計算機系統是當前航空領域中應用較為廣泛的系統，其可以分成為兩類，一種為飛機的飛行服務計算機，另一類則為完成飛機飛行任務服務的計算機。前者比如發控計算機、飛控計算機，后者則比如通訊導航計算機、任務管理計算機等。在航空電子系統中，這些計算機都與網絡相連接，并依照不同的功能進行相應區域的劃分，并協助飛機完成任務。

具有不同功能的計算機通過網絡相互連接，彼此之間相互獨立又相互聯系，其內部通過傳感器和作動器進行連接，讓區域內部的計算機通過傳感器和動作器得以完成相應的功能。同時，通過網絡的形式對計算機進行命令支配，并得到傳感器信息的支配，通過相應計算完成動作的命令。（其簡化如圖1）

信息物理系統不同區域的功能支配還需要同過布線的優化予以完善，布線的方式不同，對于電纜重量的增加也有所不同。因此，需要做好相應的計劃，防止因為布線而過分增加機身的重量。

信息物理系統并非單純強調計算機系統的應用，其同時還強調計算機系統與物理元素的結合，通過網絡的形式對物理世界予以感知，并對物理世界進行適當控制，以達到更好的應用效能。正是基于此特點，航空領域在應用信息物理系統時候，需要進行相應方案的預設和選擇，從而達到使用目標。其簡化的模型如圖2：

此模型構建的核心思想則是依照功能進行系統的分割，依照傳感器/動作器的安裝區域分割促使系統與飛機物理的聯系更加親密。不同區域的傳感器/動作器與信息物理系統想聯系，達到動作的交互，完成飛機的控制。

此種布線方式最大的特點就是省卻了布線的繁瑣性，對于電纜的重量來說起到了重要的降低效用，并在應用性上予以有效提升。傳感器與動作器的應用效能是我們所學習的物理知識中的重點，其包括自感現象和互感現象，這對于信息物理系統的應用來說促使了其關聯性的存在。

信息物理系統在航天領域中的應用，既囊括了重要的計算機知識，更加融入了多樣化的物理知識，從根本上來說其應用最為重要的則是物理知識，并將物理知識融為一體，達到靈活應用的效能。

三、結語

隨著信息物理系統的深入研究和發展，其所應用的領域將會更加廣闊，所帶來的信息化程度也將會予以加劇。相關人員還需要對此系統予以深入研究和探索，對其應用進行不斷探究，開拓信息物理系統應用的思路，構建更好的應用平臺，讓我國的航天事業因為信息物理系統的加入而獲得更大程度的發展，讓我國的航天發展越來越好，同時也更好的推動航空電子系統處理平臺水平的提升。

參考文獻

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