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임베디드 시스템에서 소프트웨어가 물리적 세계와 상호작용하는 메커니즘은 매우 빠르게 변화하고 있고, 물리적 세계를 정보의 세계와 깊이 연결하는 것이 중요하다. 가상 물리 시스템(CPS, Cyber-Physical Systems)은 물리적 서브시스템이 연산 및 네트워킹과 결합된 시스템이며, 이 책은 가상 물리 시스템의 모델링 및 설계, 분석에 중점을 두고 임베디드 시스템의 공학이론을 소개하는 입문 교재다.
저자: 애드워드 애쉬포드 리
1장. 소개
__1.1 애플리케이션
__1.2 동기 부여 예제
__1.3 설계 프로세스
____1.3.1 모델링
____1.3.2 설계
____1.3.3 분석
__1.4 요약
1부. 역학 행동 모델링
2장. 연속 역학
__2.1 뉴턴 역학
__2.2 액터 모델
__2.3 시스템의 속성
____2.3.1 인과관계 시스템
____2.3.2 메모리리스 시스템
____2.3.3 선형성과 시불변
____2.3.4 안정성
__2.4 피드백 제어
__2.5 요약
__연습문제
3장. 이산 역학
__3.1 이산 시스템
__3.2 상태의 개념
__3.3 유한 상태 기계
____3.3.1 전이
____3.3.2 반응 발생 시점
____3.3.3 업데이트 함수
____3.3.4 결정성과 수용성
__3.4 확장 상태 기계
__3.5 비결정론
____3.5.1 형식 모델
____3.5.2 비결정성 사용
__3.6 동작과 추적
__3.7 요약
__연습문제
4장. 하이브리드 시스템
__4.1 모달 모델
____4.1.1 상태 기계의 액터 모델
____4.1.2 연속 입력
____4.1.3 상태 세분
__4.2 하이브리드 시스템의 종류
____4.2.1 타임드 오토마타
____4.2.2 고차 역학
____4.2.3 감시 제어
__4.3 요약
__연습문제
5장. 상태 기계 결합
__5.1 동시 결합
____5.1.1 병행 동기 결합
____5.1.2 병행 비동기 결합
____5.1.3 공유 변수
____5.1.4 직렬 결합
____5.1.5 일반적 결합
__5.2 계층적 상태 기계
__5.3 요약
__연습문제
6장. 동시 연산 모델
__6.1 모델 구조
__6.2 동기 반응 모델
____6.2.1 피드백 모델
____6.2.2 Well-Formed와 Ill-Formed 모델
____6.2.3 고정점 구성
__6.3 데이터 흐름 연산 모델
____6.3.1데이터 흐름 원칙
____6.3.2동기식 데이터 흐름
____6.3.3동적인 데이터 흐름
____6.3.4구조화된 데이터 흐름
____6.3.5프로세스 네트워크
__6.4 타임드 연산 모델
____6.4.1 시간 트리거 모델
____6.4.2 이산 이벤트 시스템
____6.4.3 연속 시간 시스템
__6.5 요약
__연습문제
2부. 임베디드 시스템 설계
7장. 센서와 액추에이터
__7.1 센서와 액추에이터 모델
____7.1.1 선형 아핀 모델
____7.1.2 범위
____7.1.3 동적 범위
____7.1.4 양자화
____7.1.5 노이즈
____7.1.6 샘플링
____7.1.7 고조파 왜곡
____7.1.8 신호 조정
__7.2 일반 센서
____7.2.1 틸트와 가속도 측정
____7.2.2 위치와 속도 측정
____7.2.3 회전 측정
____7.2.4 사운드 측정
____7.2.5 기타 센서
__7.3 액추에이터
____7.3.1 발광 다이오드
____7.3.2 모터 제어
__7.4 요약
__연습문제
8장. 임베디드 프로세서
__8.1 프로세서 종류
____8.1.1 마이크로컨트롤러
____8.1.2 DSP 프로세서
____8.1.3 그래픽 프로세서
__8.2 병렬성
____8.2.1 병렬성과 동시성
____8.2.2 파이프라이닝
____8.2.3 명령어 레벨 병렬성
____CISC 명령어
____서브워드 병렬성
____슈퍼스칼라
____VLIW
____8.2.4 멀티코어 구조
__8.3 요약
__연습문제
9장. 메모리 구조
__9.1 메모리 기술
____9.1.1 램
____9.1.2 비휘발성 메모리
__9.2 메모리 계층 구조
____9.2.1 메모리 맵
____9.2.2 레지스터 파일
____9.2.3 스크래치패드와 캐시
____기본 캐시 구성
____직접 매핑된 캐시
____집합 연관 캐시
__9.3 메모리 모델
____9.3.1 메모리 주소
____9.3.2 스택
____9.3.3 메모리 보호 장치
____9.3.4 동적 메모리 할당
____9.3.5 C에서 메모리 모델
__9.4 요약
__연습문제
10장. 입력과 출력
__10.1 입출력 하드웨어
____10.1.1 펄스 폭 변조
____10.1.2 범용 디지털 I/O
____10.1.3 직렬 인터페이스
____10.1.4 병렬 인터페이스
____10.1.5 버스
__10.2 동시 세계에서의 순차적 소프트웨어
____10.2.1 인터럽트와 예외
____10.2.2 원자성
____10.2.3 인터럽트 제어기
____10.2.4 인터럽트 모델링
__10.3 요약
__연습문제
11장. 멀티태스킹
__11.1 명령형 프로그램
__11.2 스레드
____11.2.1 스레드 생성
____11.2.2 스레드 구현
____11.2.3 상호 배제
____11.2.4 데드락
____11.2.5 메모리 일관성 모델
____11.2.6 스레드 문제
__11.3 프로세스와 메시지 전달
__11.4 요약
__연습문제
__12장. 스케줄링
__12.1 스케줄링 기초
____12.1.1 스케줄링 결정
____12.1.2 작업 모델
____12.1.3 스케줄러 비교
____12.1.4 스케줄러 구현
__12.2 비율 단조 스케줄링
__12.3 최단 마감 우선
____12.3.1 우선순위를 갖는 EDF
__12.4 스케줄링과 상호 배제
____12.4.1 우선순위 역전
____12.4.2 우선순위 상속 프로토콜
____12.4.3 우선순위 상한 프로토콜__12.5 멀티프로세서 스케줄링
____12.5.1 스케줄링 이상 현상
__12.6 요약
__연습문제
3부. 분석과 검증
13장. 불변성과 시간 논리
__13.1 불변성
__13.2 선형 시간 논리
____13.2.1 명제 논리 공식
____13.2.2 LTL 공식
____G 연산자
____F 연산자
____X 연산자
____U 연산자
____13.2.3 LTL 공식의 사용
__13.3 요약
__연습문제
14장. 등가와 세분
__14.1 명세로서의 모델
__14.2 타입 등가와 세분
__14.3 언어 등가와 포함
__14.4 시뮬레이션
____14.4.1 시뮬레이션 관계
____14.4.2 형식 모델
____14.4.3 이행성
____14.4.4 시뮬레이션 관계의 비고유성
____14.4.5 시뮬레이션과 언어 포함
__14.5 이중 시뮬레이션
__14.6 요약
__연습문제
15장. 도달성 분석과 모델 검사
__15.1 열린 시스템과 닫힌 시스템
__15.2 도달성 분석
____15.2.1 Gp 분석
____15.2.2 명시적 상태 모델 검사____15.2.3 기호 모델 검사
__15.3 모델 검사 추상화
__15.4 모델 검사 라이브니스 속성
____15.4.1 오토마타로서의 속성
____15.4.2 허용 사이클 찾기
__15.5 요약
__연습문제
16장. 정량 분석
__16.1 관심 있는 문제
____16.1.1 극단적인 경우 분석
____16.1.2 임곗값 분석
____16.1.3 평균 경우 분석
__16.2 그래프로서 프로그램
____16.2.1 기본 블록
____16.2.2 제어 흐름 그래프
____16.2.3 함수 호출
__16.3 실행 시간 결정 요소
____16.3.1 루프 제한
____16.3.2 지수적 경로 공간
____16.3.3 경로 실행 가능성
____16.3.4 메모리 계층
__16.4 실행 시간 분석 기본
____16.4.1 최적화 공식화
____흐름 제약
____전체 최적화 문제
____16.4.2 논리적 흐름 제약 조건
____루프 제한
____실행 불가능한 경로
____16.4.3 기본 블록에 대한 경계
__16.5 다른 정량 분석 문제
____16.5.1 메모리 경계 분석
____16.5.2 전원과 에너지 분석
__16.6 요약
__연습문제
17장. 보안과 프라이버시
__17.1 암호화 기본 요소
____17.1.1 암호화와 복호화
____대칭키 암호화
____공개키 암호화
____17.1.2 디지털 서명과 안전한 해시 함수
____안전한 해시 함수
____디지털 서명
____메시지 인증 코드
__17.2 프로토콜과 네트워크 보안
____17.2.1 키 교환
____디피-헬먼 키 교환
____키의 일정 시간 후 릴리스
____기타 기법
____17.2.2 암호화 프로토콜 설계
__17.3 소프트웨어 보안
__17.4 정보 흐름
____17.4.1 예제
____17.4.2 이론
____17.4.3 분석과 시행
__17.5 심화 주제
____17.5.1 센서와 액추에이터 보안
____위협 모델
____대책
____17.5.2 부채널 공격
__17.6 요약
__연습문제
__1.1 애플리케이션
__1.2 동기 부여 예제
__1.3 설계 프로세스
____1.3.1 모델링
____1.3.2 설계
____1.3.3 분석
__1.4 요약
1부. 역학 행동 모델링
2장. 연속 역학
__2.1 뉴턴 역학
__2.2 액터 모델
__2.3 시스템의 속성
____2.3.1 인과관계 시스템
____2.3.2 메모리리스 시스템
____2.3.3 선형성과 시불변
____2.3.4 안정성
__2.4 피드백 제어
__2.5 요약
__연습문제
3장. 이산 역학
__3.1 이산 시스템
__3.2 상태의 개념
__3.3 유한 상태 기계
____3.3.1 전이
____3.3.2 반응 발생 시점
____3.3.3 업데이트 함수
____3.3.4 결정성과 수용성
__3.4 확장 상태 기계
__3.5 비결정론
____3.5.1 형식 모델
____3.5.2 비결정성 사용
__3.6 동작과 추적
__3.7 요약
__연습문제
4장. 하이브리드 시스템
__4.1 모달 모델
____4.1.1 상태 기계의 액터 모델
____4.1.2 연속 입력
____4.1.3 상태 세분
__4.2 하이브리드 시스템의 종류
____4.2.1 타임드 오토마타
____4.2.2 고차 역학
____4.2.3 감시 제어
__4.3 요약
__연습문제
5장. 상태 기계 결합
__5.1 동시 결합
____5.1.1 병행 동기 결합
____5.1.2 병행 비동기 결합
____5.1.3 공유 변수
____5.1.4 직렬 결합
____5.1.5 일반적 결합
__5.2 계층적 상태 기계
__5.3 요약
__연습문제
6장. 동시 연산 모델
__6.1 모델 구조
__6.2 동기 반응 모델
____6.2.1 피드백 모델
____6.2.2 Well-Formed와 Ill-Formed 모델
____6.2.3 고정점 구성
__6.3 데이터 흐름 연산 모델
____6.3.1데이터 흐름 원칙
____6.3.2동기식 데이터 흐름
____6.3.3동적인 데이터 흐름
____6.3.4구조화된 데이터 흐름
____6.3.5프로세스 네트워크
__6.4 타임드 연산 모델
____6.4.1 시간 트리거 모델
____6.4.2 이산 이벤트 시스템
____6.4.3 연속 시간 시스템
__6.5 요약
__연습문제
2부. 임베디드 시스템 설계
7장. 센서와 액추에이터
__7.1 센서와 액추에이터 모델
____7.1.1 선형 아핀 모델
____7.1.2 범위
____7.1.3 동적 범위
____7.1.4 양자화
____7.1.5 노이즈
____7.1.6 샘플링
____7.1.7 고조파 왜곡
____7.1.8 신호 조정
__7.2 일반 센서
____7.2.1 틸트와 가속도 측정
____7.2.2 위치와 속도 측정
____7.2.3 회전 측정
____7.2.4 사운드 측정
____7.2.5 기타 센서
__7.3 액추에이터
____7.3.1 발광 다이오드
____7.3.2 모터 제어
__7.4 요약
__연습문제
8장. 임베디드 프로세서
__8.1 프로세서 종류
____8.1.1 마이크로컨트롤러
____8.1.2 DSP 프로세서
____8.1.3 그래픽 프로세서
__8.2 병렬성
____8.2.1 병렬성과 동시성
____8.2.2 파이프라이닝
____8.2.3 명령어 레벨 병렬성
____CISC 명령어
____서브워드 병렬성
____슈퍼스칼라
____VLIW
____8.2.4 멀티코어 구조
__8.3 요약
__연습문제
9장. 메모리 구조
__9.1 메모리 기술
____9.1.1 램
____9.1.2 비휘발성 메모리
__9.2 메모리 계층 구조
____9.2.1 메모리 맵
____9.2.2 레지스터 파일
____9.2.3 스크래치패드와 캐시
____기본 캐시 구성
____직접 매핑된 캐시
____집합 연관 캐시
__9.3 메모리 모델
____9.3.1 메모리 주소
____9.3.2 스택
____9.3.3 메모리 보호 장치
____9.3.4 동적 메모리 할당
____9.3.5 C에서 메모리 모델
__9.4 요약
__연습문제
10장. 입력과 출력
__10.1 입출력 하드웨어
____10.1.1 펄스 폭 변조
____10.1.2 범용 디지털 I/O
____10.1.3 직렬 인터페이스
____10.1.4 병렬 인터페이스
____10.1.5 버스
__10.2 동시 세계에서의 순차적 소프트웨어
____10.2.1 인터럽트와 예외
____10.2.2 원자성
____10.2.3 인터럽트 제어기
____10.2.4 인터럽트 모델링
__10.3 요약
__연습문제
11장. 멀티태스킹
__11.1 명령형 프로그램
__11.2 스레드
____11.2.1 스레드 생성
____11.2.2 스레드 구현
____11.2.3 상호 배제
____11.2.4 데드락
____11.2.5 메모리 일관성 모델
____11.2.6 스레드 문제
__11.3 프로세스와 메시지 전달
__11.4 요약
__연습문제
__12장. 스케줄링
__12.1 스케줄링 기초
____12.1.1 스케줄링 결정
____12.1.2 작업 모델
____12.1.3 스케줄러 비교
____12.1.4 스케줄러 구현
__12.2 비율 단조 스케줄링
__12.3 최단 마감 우선
____12.3.1 우선순위를 갖는 EDF
__12.4 스케줄링과 상호 배제
____12.4.1 우선순위 역전
____12.4.2 우선순위 상속 프로토콜
____12.4.3 우선순위 상한 프로토콜__12.5 멀티프로세서 스케줄링
____12.5.1 스케줄링 이상 현상
__12.6 요약
__연습문제
3부. 분석과 검증
13장. 불변성과 시간 논리
__13.1 불변성
__13.2 선형 시간 논리
____13.2.1 명제 논리 공식
____13.2.2 LTL 공식
____G 연산자
____F 연산자
____X 연산자
____U 연산자
____13.2.3 LTL 공식의 사용
__13.3 요약
__연습문제
14장. 등가와 세분
__14.1 명세로서의 모델
__14.2 타입 등가와 세분
__14.3 언어 등가와 포함
__14.4 시뮬레이션
____14.4.1 시뮬레이션 관계
____14.4.2 형식 모델
____14.4.3 이행성
____14.4.4 시뮬레이션 관계의 비고유성
____14.4.5 시뮬레이션과 언어 포함
__14.5 이중 시뮬레이션
__14.6 요약
__연습문제
15장. 도달성 분석과 모델 검사
__15.1 열린 시스템과 닫힌 시스템
__15.2 도달성 분석
____15.2.1 Gp 분석
____15.2.2 명시적 상태 모델 검사____15.2.3 기호 모델 검사
__15.3 모델 검사 추상화
__15.4 모델 검사 라이브니스 속성
____15.4.1 오토마타로서의 속성
____15.4.2 허용 사이클 찾기
__15.5 요약
__연습문제
16장. 정량 분석
__16.1 관심 있는 문제
____16.1.1 극단적인 경우 분석
____16.1.2 임곗값 분석
____16.1.3 평균 경우 분석
__16.2 그래프로서 프로그램
____16.2.1 기본 블록
____16.2.2 제어 흐름 그래프
____16.2.3 함수 호출
__16.3 실행 시간 결정 요소
____16.3.1 루프 제한
____16.3.2 지수적 경로 공간
____16.3.3 경로 실행 가능성
____16.3.4 메모리 계층
__16.4 실행 시간 분석 기본
____16.4.1 최적화 공식화
____흐름 제약
____전체 최적화 문제
____16.4.2 논리적 흐름 제약 조건
____루프 제한
____실행 불가능한 경로
____16.4.3 기본 블록에 대한 경계
__16.5 다른 정량 분석 문제
____16.5.1 메모리 경계 분석
____16.5.2 전원과 에너지 분석
__16.6 요약
__연습문제
17장. 보안과 프라이버시
__17.1 암호화 기본 요소
____17.1.1 암호화와 복호화
____대칭키 암호화
____공개키 암호화
____17.1.2 디지털 서명과 안전한 해시 함수
____안전한 해시 함수
____디지털 서명
____메시지 인증 코드
__17.2 프로토콜과 네트워크 보안
____17.2.1 키 교환
____디피-헬먼 키 교환
____키의 일정 시간 후 릴리스
____기타 기법
____17.2.2 암호화 프로토콜 설계
__17.3 소프트웨어 보안
__17.4 정보 흐름
____17.4.1 예제
____17.4.2 이론
____17.4.3 분석과 시행
__17.5 심화 주제
____17.5.1 센서와 액추에이터 보안
____위협 모델
____대책
____17.5.2 부채널 공격
__17.6 요약
__연습문제
