1.3 Herausforderungen
9
hinsichtlich der Verfügbarkeit von Ressourcen eine Situation ähnlich der anderer
eingebetteter Systeme vor.
Die große Menge von Beispielen zeigt eindrucksvoll die große Vielfalt von eingebetteten Systemen, die in CPS oder IoT-Systemen eingesetzt werden. Weitere
Anwendungen werden in einem Bericht zu den Möglichkeiten und den Herausforderungen des Internets der Dinge aufgeführt [516]. Wir gehen davon aus, dass viele
der künftigen Anwendungen der IKT-Technologie sich in solchen Systemen finden
werden. Aus obiger Liste schließen wir, dass praktisch alle Ingenieursdisziplinen
betroffen sein werden.
Die lange Liste der Anwendungen führt auch zu einer entsprechenden ökonomischen Bedeutung dieser Systeme. Laut acatech-Bericht [6] wurden zum Zeitpunkt
der Berichterstellung 98% aller Mikroprozessoren in solchen Systemen eingesetzt. In
gewisser Hinsicht sind eingebettete Systeme eine Voraussetzung für viele Produkte
und sie haben einen Einfluss auf das Marktvolumen aller oben genannten Bereiche.
Das gesamte Marktvolumen zu beziffern ist aber sehr schwer, denn es liegt deutlich
über dem Marktvolumen der eingesetzten IKT-Komponenten. Es würde in die Irre
führen, wenn man sich nur auf den Marktwert der Halbleiter beziehen würde, denn
deren Wert macht nur einen Bruchteil des gesamten Wertes aus.
Die ökonomische Bedeutung von CPS und IoT spiegelt sich wider in Aufrufen zur
Einreichung von Projektvorschlägen von fördernden Institutionen, beispielsweise in
den USA [116] und in Europa [156].
1.3 Herausforderungen
Leider geht der Entwurf von eingebetteten Systemen und deren Integration in CPSund IoT-Systeme einher mit einer großen Zahl von schwierigen Entwurfsaspekten,
wie u.a. den nachfolgend aufgeführten:
• Cyber-physikalische Systeme müssen verlässlich sein.
Definition 1.4: Ein System ist verlässlich, wenn es den vorgesehenen Dienst mit
hoher Wahrscheinlichkeit bereitstellt und keinen Schaden anrichtet.
Verlässlichkeit ist erforderlich, weil diese Systeme mit der physischen Umgebung
verbunden sind und einen direkten Einfluss auf diese Umgebung haben. Dieser
Aspekt muss während des gesamten Entwurfsprozesses beachtet werden.
Verlässlichkeit umfasst eine Reihe von Teilaspekten:
1. Informationssicherheit (engl. security)4: Informationssicherheit hat den
Schutz von Informationen als Ziel. Dabei können Informationen sowohl auf
Papier, in Rechnern oder auch in Köpfen gespeichert sein.
4 Im Deutschen werden die hier angeführten Begriffe „safety” und „security” meist beide durch
das Wort „Sicherheit” wiedergegeben. Wir verwenden hier den Begriff „Informationssicherheit”
für security und „Betriebssicherheit” für safety.
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hinsichtlich der Verfügbarkeit von Ressourcen eine Situation ähnlich der anderer
eingebetteter Systeme vor.
Die große Menge von Beispielen zeigt eindrucksvoll die große Vielfalt von eingebetteten Systemen, die in CPS oder IoT-Systemen eingesetzt werden. Weitere
Anwendungen werden in einem Bericht zu den Möglichkeiten und den Herausforderungen des Internets der Dinge aufgeführt [516]. Wir gehen davon aus, dass viele
der künftigen Anwendungen der IKT-Technologie sich in solchen Systemen finden
werden. Aus obiger Liste schließen wir, dass praktisch alle Ingenieursdisziplinen
betroffen sein werden.
Die lange Liste der Anwendungen führt auch zu einer entsprechenden ökonomischen Bedeutung dieser Systeme. Laut acatech-Bericht [6] wurden zum Zeitpunkt
der Berichterstellung 98% aller Mikroprozessoren in solchen Systemen eingesetzt. In
gewisser Hinsicht sind eingebettete Systeme eine Voraussetzung für viele Produkte
und sie haben einen Einfluss auf das Marktvolumen aller oben genannten Bereiche.
Das gesamte Marktvolumen zu beziffern ist aber sehr schwer, denn es liegt deutlich
über dem Marktvolumen der eingesetzten IKT-Komponenten. Es würde in die Irre
führen, wenn man sich nur auf den Marktwert der Halbleiter beziehen würde, denn
deren Wert macht nur einen Bruchteil des gesamten Wertes aus.
Die ökonomische Bedeutung von CPS und IoT spiegelt sich wider in Aufrufen zur
Einreichung von Projektvorschlägen von fördernden Institutionen, beispielsweise in
den USA [116] und in Europa [156].
1.3 Herausforderungen
Leider geht der Entwurf von eingebetteten Systemen und deren Integration in CPSund IoT-Systeme einher mit einer großen Zahl von schwierigen Entwurfsaspekten,
wie u.a. den nachfolgend aufgeführten:
• Cyber-physikalische Systeme müssen verlässlich sein.
Definition 1.4: Ein System ist verlässlich, wenn es den vorgesehenen Dienst mit
hoher Wahrscheinlichkeit bereitstellt und keinen Schaden anrichtet.
Verlässlichkeit ist erforderlich, weil diese Systeme mit der physischen Umgebung
verbunden sind und einen direkten Einfluss auf diese Umgebung haben. Dieser
Aspekt muss während des gesamten Entwurfsprozesses beachtet werden.
Verlässlichkeit umfasst eine Reihe von Teilaspekten:
1. Informationssicherheit (engl. security)4: Informationssicherheit hat den
Schutz von Informationen als Ziel. Dabei können Informationen sowohl auf
Papier, in Rechnern oder auch in Köpfen gespeichert sein.
4 Im Deutschen werden die hier angeführten Begriffe „safety” und „security” meist beide durch
das Wort „Sicherheit” wiedergegeben. Wir verwenden hier den Begriff „Informationssicherheit”
für security und „Betriebssicherheit” für safety.