第三种计算：普适计算_技术趋势_新闻_PC WORLD中国网

引:综观计算机技术的发展历史，计算模式经历了第一代的主机（大型机）计算模式和第二代的PC机计算模式，即将到来的下一轮计算则为普适计算（Pervasive Computing）。普适计算是当前计算技术的研究热点，也被称为第三种计算模式。

　　普适计算源起 

　　被称为普适计算之父的是施乐公司PALOATO研究中心的首席技术官Mark Weiser，他最早在1991年提出：21世纪的计算将是一种无所不在的计算(Ubiquitous Computing)模式。他认为，最深刻和强大的技术是“看不见的”技术，是那些融入日常生活并消失在日常生活中的技术。Mark Weiser受到了该研究中心社会学家、哲学家和人类学家的影响后，重新审视了网络计算模式，提出了这一属于后现代主义产物的概念。

　　Mark Weiser及其同行在施乐公司的实验室搭建了普适计算系统的原型，但由于当时软、硬件技术的条件，这一系统并没有产生所期待的影响。随着定位传感器、无线通信尤其Internet的普及和分布式计算技术的进步，普适计算的实现条件越来越成熟，普适计算的概念得到了更多的认可。已有越来越多的普适计算应用系统问世。

　　  技术简要 

　　什么是普适计算？从概念上说，普适计算是虚拟计算的反面。虚拟计算致力于把人置于计算机所创造的虚拟世界里，而普适计算则是反其道而行之——使计算机融入人的生活空间，形成一个“无时不在、无处不在而又不可见”(Anytime,Anywhere,Invisible)的计算环境。在这样的环境中，计算不再局限于桌面，用户可以通过手持设备、可穿戴设备或其他常规、非常规计算设备无障碍地享用计算能力和信息资源。普适计算模式将对人们享用计算和信息的方式带来另一场变革。 

　　普适计算可包括移动计算，但普适计算不是移动计算，前者更强调环境驱动性。 

　　从技术上来说，这就要求普适计算对环境信息具有高度的可感知性，人机交互更自然化，设备和网络的自动配置和自适应能力更强，所以普适计算的研究涵盖中间件、移动计算、人机交互、嵌入式技术、传感器、网络技术等领域。普适计算要解决的问题包括：扩展性、异构性、不同构件的集成、上下文感知和不可见性(Invisibility)。其中不可见性对普适计算来说是至关重要的，因为它要求系统无需用户干预或只需要最少干预，也就是要求系统具有自动和动态的配置机制。

　　目前的典型项目

　　目前，业界和高校的实验室均有普适计算项目推出，其原型系统通常由一些可移动的手持设备动态构成邻近网络，以提供各种普适计算应用。一些较为典型的项目如下。

　　——麻省理工学院(MIT)的Oxygen项目。其寓意是：未来计算象氧气一样无处不在并可自由获取。该项目将固定计算设备和移动设备通过可自动配置的网络连接起来。系统采用了包括休眠环境的自动转换等8种环境驱动技术。

　　——Microsoft公司的Easy Living研究项目。致力于智能环境的体系开发，涉及中间件、几何世界建模、定位感知、服务描述等技术。其关键特点是：机器视觉、多传感器的自动和半自动校准，以及独立于设备的通信。

　　——AT&T实验室和英国剑桥大学合作的研究项目Sentient Computing。通过用户接口、传感器，以及建立资源数据等手段，为系统提供基于用户和位置的数据更新能力，系统可无缝扩展到整个建筑物。

　　——卡内基.梅隆大学的Aura 项目。强调普适计算的中间件技术和应用设计，该项目包括3个子项目：Darwin智能网络，是Aura的核心；Coda分布式文件管理系统；Odyssey为资源自适应提供操作系统支持。该系统可容纳桌面、手持和可穿戴系统。

　　——此外，还有惠普公司的Cool Town项目、Everyday Computing项目；IBM的WebSphere Everyplace项目；华盛顿大学的Portolano项目等等。

　　未来应用场景描述

　　 ——场景一

　　凯利，一个丢三落四的六年级小学生，常常会把他的滑板车拉在学校里。而一种称之为SPEC的小小的无线个人日常计算机可帮助他解决这个问题。将一个SPEC做在戴起来的项链上，一个SPEC拴在双肩背书包上，桓鯯PEC固定在跑车上，还有一个SPEC固定在家中车库的墙上。SEPC之间可以互相发现和识别，通过事先设定和加载的事件模式，一旦某件东西在特定的时段被丢失，其他SPEC便可发现并发出提醒信号。

　　这便是HP实验室的Everyday computing项目所描述的未来应用场景。SPEC是其研制的一种大小只有4.0cm×1.5cm×1.4cm的无线小型个人日常计算机，它采用IR检测、IR发射技术，包含了微处理器、I2C头、Debug头、实时时钟、内存、一个缓冲和一个LED。 

　　SPEC的最大技术特点在于，相互之间可以互相发现。这是通过使用一种称之为Rudimentary 的对等(P2P)发现机制来实现的，每个SPEC在每秒钟会发出一个32位的ID信标，并不断地监听附近其他SPEC的ID信标。每当SPEC发现另一个信标时，则利用微控制器和实时时钟产生一个带有时戳的事件记录，存入32KB的内存中，每个记录在ID生存期不断被刷新。

　　SPEC之间通信的速率是40×32bps,通信范围是4～8m，该SPEC采用家电遥控常用的红外收发器芯片，具有简单和低功耗的特点。SPEC的应用界面则无比简单，仅仅采用一个绿色的LED以吸引用户的注意力，而输入只通过一个按键完成。

　　——场景二

　　在一个智能教室环境下，如果投影设备的显示效果不是很理想的话，教师可以通过自己的PDA向学生的PDA发送电子课件。当教师走近学生讨论组时，其PDA会动态加入该组，下载该组的讨论材料。

　　这便是Arizona State University的智能教室环境，其普适环境由投影机、教师PDA、学生PDA组成，该系统通过可重新配置的上、下文敏感中间件，突出了对环境的感知和动态自组网络通信的支持。

　　——场景三

　　一个普适医疗服务系统，提供一种任何时间、任何地点的医疗服务访问——一辆配备有无线定位系统的急救车，可准确定位突发事故现场，利用无线网络获取实时的交通信息。在事故现场，通过便携式和移动式设备监测病人的脉搏、血压、呼吸等数据，通过无线网络访问分布式的医疗服务系统，下载有关病历数据等必要信息。除了基于定位系统的应急响应机制，该系统的功能还包括：基于移动设备和无线网络的远程医疗诊断、远程病人监护，以及远程访问具有患者病历信息的医疗数据库。

　　 如上所述，只是目前人们就普适计算所能预料的几个小小场景。而实际上，普适计算将以其“无时不在、无处不在而又不可见”的强大优势,迅速渗透到人们生活的方方面面，并带来计算模式的全新变革。