关于普适计算
“精深的技术往往将自身融入日常生活而使人们无法感受其存在”,普及计算正是这样一种技术。它创造出一个充满了计算和通信能力的环境,但更为重要的是它使人类用户能够自然地融入其中,只关心自己的意图和任务,而不必分散注意力于具体的计算技术和设备。这展示了一个魅力非凡的计算模式。随着笔记本电脑、ＰＤＡ、移动电话和各种可穿戴设备等硬件的出现,普及计算正一步步地走近我们。但如何让各种各样移动和非移动设备动态互连,并通过彼此提供的服务互相协作,完成用户的任务,则是软件技术面临的挑战。普及计算环境由于设备、服务可用性的频繁变化表现出动态特征,在这样的环境下,对于给定的任务,用户如何定位合适的服务是其关键。而服务发现技术能够帮助用户在网络中寻找所需的服务,检测服务可用性的变化,从而维护服务的一致性视图。
计算机的产生至今已有50多年的历史了,但是,它的输入主要是依靠键盘、鼠标和屏幕来完成的,属于“以计算机为中心”的计算模式和桌面计算(ｄｅｓｋｔｏｐ)的方式,这并不符合人们的习惯。在变化的社会环境中,当前的计算机系统已经不能满足用户不断变化的各种需求,这些都要求出现全新的计算模式。
1991年,已故ＸｅｒｏｘＰＡＲＣ首席科学家ＭａｒｋＷｅｉｓｅｒ在“Ｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒｆｏｒｔｈｅ21ｓｔＣｅｎｔｕｒｙ”一文中,描述他对于普适计算的设想。这个设想的精华是创造了一个充满计算和无线通信能力的环境,同时能和人类用户完美和谐地结合在一起。他强调把计算机嵌入到环境或日常工具中去,让计算机本身从人们的视线中消失,让人们注意的中心回归到要完成的任务本身。但是这个天才的设想所需要的硬件技术当时根本无法达到,所以,ＭａｒｋＷｅｉｓｅ和他的同事的努力很快落空了。
过去十几年科学技术的发展,取得了很大的进步,1991年提出的普适计算所需的关键技术,已经存在于当今的一些商用产品中了,如手提和可穿戴计算机、无线网络、传感器和控制器。我们距离ＭａｒｋＷｅｉｓｅ的想像更进了一步,普适计算项目也出现在许多著名大学和公司里,其中的每个项目都取得了不同的远期和近期目标成果,留下了一些关于普适计算的文献。总的来说,他们都为普适计算成为现实做出了贡献。
纵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。
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ＭａｒｋＷｅｉｓｅｒ，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（ＵｂｉｑｕｉｔｏｕｓＣｏｍｐｕｔｉｎｇ）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。
ＭａｒｋＷｅｉｓｅｒ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、硬件技术的条件限制，这一系统并没有产生所期待的影响。随着定位传感器、无线通信尤其是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。
Mark Weiser被誉为普及计算之父，1988年就在Xerox PARC实验室开始了这一领域的工作，于199I年根据对计算机在日常主活中使用情况的思索，提出了关于普及计算（Ubiquitous Computing）的思想，并认为普及计算的目的在于使计算机在整个物理环境中都是可获得的，而用户则觉察不到计算机的存在。
概念
随时随地计算又称普适计算，其主导思想源自上世纪80年代末，由IBM首先提出，并从上个世纪90年代后期开始受到广泛关注。“普适计算”指的就是，“无论何时何地．只要您需要，就可以通过某种设备访问到所需的信息”。从计算技术的角度来看，人类已经由网络计算逐步延伸到了普适计算。
通俗地讲，普及计算的含义十分广泛，所涉及的技术包括移动通信技术、小型计算设备制造技术、小型计算设备上的操作系统技术及软件技术等。普及计算是指无所不在的、随时随地可以进行计算的一种方式，主要针对移动设备，包括信息家电及各种嵌入设备，如掌上电脑、BP机、车载智能设备、笔记本计算机、手表、智能卡、智能手机(具有掌上电脑的部分功能)、机顶盒、POS销售机、屏幕电话(除了普通话机的功能还可以浏览因特网等新一代智能设备。
研究现状：
技术
普适计算的技术内容
普适计算是一个广泛的概念，集合了无线计算、游牧式计算、松散计算、日常计算、无所不知的计算等内容。所涉及的技术支撑包括移动通信技末、全球网络服务、嵌人式操作系统、P2P对等计算、网格计算、蓝牙等。
3.1移动通信技术
通讯行业正在由2G向3G标准过度。送营商普遍预计2年后能够达到3G （CDMA2000．WCDMA，“TDS－CDMA）。第三代移动通讯时代，无线互联和掌上电脑两者必然结合.届时，掌上电脑都具备无线上网和语音通话功能，而手机必然具备数据通信和信息处理的能力，产品将统称为智能手持设备。另外，广泛应用的蜂窝式移动通讯系统已经发展到比任何通信系统的覆盖能力及范围都要广．且价格低廉，支持了无线技术的实现。
3．2全球网络服务
普适计算实际上可以看作网络计算的自然延伸。没有发展成熟的全球网络系统做基础，普适计算就只能是一个幻想。Mark Weiser定义普适计算区别于主机计算或桌面计算的本质特点就是一个人可以享受多台计算机。其中一些计算机资源是通过我们在几分钟内搜索因特网得到的，另一些则是嵌在墙宝、椅子、服饰、开关、汽车甚至一切物理设备里。因此所有物理设备必须一直或间断地与Internet、Intranet及Extranet连搂，使用户能够随时随地获取相关的各种信恩并做出回应。从这点夹看．全球网络服务的重要性不言而喻。
3．3嵌入式操作系统（EOS）
嵌人式操作系统是普适运算的关键．面向嵌入式系统的专用处理器可能为我们在普适计算软硬件方面的发展带来突破性机会。嵌人式操作压统包括嵌入式处理器、外围硬件设备、嵌人式操作系统以及特定的应用程序四部分，是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。如今的普适计算已不满足于仅仅是嵌人式系统，而是要开发体积更小功能更强大的嵌入式操
作系统。其目的就在于利用嵌入式操作系统占用空间小和效率高等特点，力争在同样的硅片面织上实现更高的性能。EOS是普适汁算深人生活工作各个细节的重要技术保障。
3．4 P2P对等计算
P2P计算模式最初的设计理念是在节点之间宜接交换和共享文作与资源。简单讲就是通过直接交换数据来共享计算机资源和服务。P2P被用来通过网络实现数据分配、控制及满足负载平衡请求，消除了仅用单一资源造成的瓶颈间自。P2P可应用在普适计算环境下对作用范围内计算机的所有要求进行响应，请求和响应范围和方式恨据具休应用程序不同而不同。另外在电子商务、搜索引擎、网络社区、协同作业等领域的应用已日渐成熟。
3．5 网格计算
网格计算技术主要是针对不同性质的网络、终端以及平台组成的普适环境提供统一的开发平合和应用服务，而网格计算是在普适环境下实现资源共享服务共享的一种有效形式。网格计算的思路是将过剩的计算能力以及其它闲置的IT资源联系起来，以供给那在－定时间内需要高性能计算能力的部门。简单说就是把互联网上的众多计算资源整合成一台虚拟的超级计算机，实现各种资源的全面共享。
3．6蓝牙技术
蓝牙（Bluetooth）是一种由众多移动通信公司与移动计算公司联合起来开发的取代数据电缆的短距离无线通信标准．主要实现邻近的电子设备无线连按，是硬件设备的无线互连协议。用蓝牙可以在便携式计算机、移动电话以及其他的移动设备之间建立起一个小型、经济而又短距离的无线链路。如今已标准化的UWB（超宽带）在与篮牙相近的通信距离内，其数据传输速度比蓝牙快了数百倍，耗电量仅为现有无线技术的1／100以下，且技术成本更低。蓝牙技术的发展及其与UWB或Jini技术的结合将加快普适计算实现的进程。
普适计算的相关技术
从计算技术的角度来看,人类已经由网络计算逐步延伸到了普适计算。而电子技术的发展和宽带网络的不断进步,使得普适计算在技术上有了很多的支持,并从20世纪90年代后期开始受到广泛关注,目前在国际上已发展成为一个研究热点。下面我们来详细讨论一下普适计算的主要相关技术领域。
普适计算是高科技电子技术的集成,特别是无线技术和网络。实际上普适计算是网络计算的自然延伸,它不仅使得ＰＣ机而且使其他小巧的智能设备也可以连接到网络中,从而方便人们即时地获得信息并采取行动。电子技术的快速发展,使得计算机功能得以广泛应用。可以将计算机部件安装在任何用于监控或采集数据的各种小型计算物理设备上,例如,家用电器、数据采集器、跟踪器等。对于普适计算来讲,这些电子技术有利于实现计算设备的智能化,甚至计算机的嵌入。现有的普适计算系统使用了下列电子技术,如专用集成电路、语音识别、手势识别、片上系统、智能接口(ｐｅｒｃｅｐｔｉｖｅｉｎｔｅｒｆａｃｅ)、智能设备、智能晶体管、可重构处理器、场可编程逻辑阵列、微电子机械系统等。
实质上,普适计算主要用到了移动计算技术和分布式技术。首先,分布式系统源于个人计算机和局域网络的连接。分布式计算的概念和算法基础,普适计算的基础,如远程通信(包括远程程序调用、对等连接等)、容错技术、远程信息访问、安全技术等。从软件系统的角度来讲,普适计算技术要求计算设备在位置不断移动或在地理位置分布很广的情况下,仍能实现数据和服务的稳定获取,即移动计算。与此相关的技术主要有:移动网络(包括移动ＩＰ)、移动信息存取技术、自适应软件支持(包括自适应资源管理、自动代码转换等)、系统能源节省技术、灵敏位置感应技术等。
普及计算的技术难点
目前，世界各地有大量的计算机专家在从事普及计算的研究。IBM等一些知名的大公司也纷纷成立了普及计算的研究和开发部门。普及计算的研究包括计算机科学的各个领域，如硬件设备、网络协议、交互方式等等。但就当前的情况而言，普及计算的工作还处于初级阶段。目前，普及计算主要面临着以下几个方面的问题：
首先，普及计算需要解决的是带宽问题。因为普及计算设想的环境是计算无所不在，这需要巨大的无线带宽。例如，一个办公楼里共有个300人。按每个人的房间有100个无线设备，每个设备要求的256kbps带宽来算，整个大楼里共需要的7.5Gbps带宽。而这样的带宽远远超过了当前802.11和蓝牙(BlueTooth)等技术能提供的带宽，这就意味着利用现有的无线技术是不可能达到的。
普及计算所面临的第二个难点是网络协议对可移动性的支持。现有的TCP/IP协议和OSI 协议均不能处理机器的可移动性，并要求在通信期间保持机器的名字和网络地址不变。所以，必须对现有的协议进行补充、修改或替换，以达到对可移动性的处理。不过当前随着Mobile Computing技术和无线网络技术的发展，特别是IPv6的推出，使该问题已经有了一些解决方案，并逐步进入商品化阶段。
实现普及计算的第三个问题是目前的操作系统。目前的大部分家用操作系统，如微软公司的Windows系列和Apple公司的Macintosh等，均不能通过网络远程地打开一个窗口。例如，X Window系统很难将正在运行的一个应用窗口从一个屏幕移至另外一个屏幕，而这恰恰是用户在移动时工作所需要的。值得一提的是，最新的Windows 2000 Advanced Server已初步实现了用户在用Terminal Server Client软件远程登录时，可以直接进入上次离开时保持的图形状态和信息。这已部分实现了普及计算的要求。普及计算也要求软件和程序可以在保持当前状态和信息的情况下在不同的操作系统之间进行方便的切换。目前主要的研究方向是利用Java和XML技术，离普及计算的要求还有一定的距离。
另外一个普及计算必须解决的问题是安全问题。普及计算是一种大范围的计算环境，这个系统需要并记录了几乎所有的信息。但是，由于其中一部分是非常关键的个人信息，生活在这种环境下经常会使人感到自己没有隐私。因而，如何实现“用户拥有信息”这个目标便成了问题的关键。用户应该能够决定他希望看到别人什么类型的信息，同时也能够决定自己的什么信息能够被其他人所访问。另外一个关键问题是用户对于拥有的信息具有决定权限，这意味着用户可以携带全部的个人信息存储于便携设备的物理存储介质中，而这与普及计算的易用性又是相矛盾的。由于实际中并没有普及计算的成型系统以及成熟的安全模型，因此安全问题需要根据用户系统的具体设计以及实现方式来决定。
特性：
在普及计算模式下，用于普及汁算的终端设各通常具有如下基本特性：
．形态多样。用于普及汁算的终端设备数量庞大，弥漫在人们的日常主活之中，其形态多样，既包括目前的Smart Phone、PDA，也包括可穿戴式计算机和智能家居设备，以从不同方面为入们提供所需要的服务，而人们却感觉不到计算机的存在；
．自然的人机交互方式。计算以人为中心，人机交互类似于人与人之间的自然交流方式（如语言，姿势，书写等入．网络连接特性。曾及计算终端能够通过网络连接，把终端同庞大的
Internet或是专用网络连接起来，为用户提供内容丰富的服务；
．无缝移动性（Seamless Mobility）。使用户能够在移动中透明、连续地获得计算服务，而无需人为地配置系统；
．智能特性。普及计算终端具备上下文感知（Context awareness）特性，能够感知到用户是谁、用户的喜好、用户在做什么、用户当前所处的位置和场合等，以及当前的使用环境，并据此作出相应的处理。
此外，还能根据终端所能够使用的资源进行自适应处理，为用户提供与资源可获得性相一致的服务；
．相对的资源有限性。同通常的桌面系统相比，普及计算终端的资源比较育限，如电池电源的连续使用时间、显示屏幕的大小和变化的网络连接特性等；
．服务的个性化。
普及计算具有两个主要特点：
·普遍性：交互可以通过各种界面、各种渠道完成，而不是依靠单一的所谓工作站。
·透明性：计算机技术已经完全融入人们的日常生活，以致人们根本不会注意到它的存在。普及计算的核心思想是：计算机只是一种能够为人类提供高质量生活的工具。从普及计算系统自身来讲，它的主要作用方式为：
·能记录用户的每一次操作以及操作的上下文环境；
·通过对过去记录信息的分析能推导出用户的行为方式；
·能判断用户以及设备自身当前所处的上下文环境；
·能预测用户的需求并执行相应的预操作。
普适计算的终端设备通常具有如下基本特性：形态多样、自然的人机交互方式、计算以人为中心、网络连接特性、无缝移动性、智能特性、资源不断变化的特性、相对的资源有限性、服务的个性化、安全性。普适计算终端的种类繁多，主要功能也不尽相同，外在形式更是千差万别。但大部需要考虑以下技术：
1．自适应性：普适计算终端的环境是变化的，可得到的资源也是变化的，并且这种变化是动态的。这就要求终端具有自适应的环境处理能力，能够根据资源的变化做出相应的响应，当资源比较丰富时，为应用提供高质量的服务；当资原缺乏时，则提供降级服务。
2移动代理：移动代理是在异质网络环境下能够自行控制移动的程序，并能够进行相互之间的交互操作。使用移动代理主要有以下好处：降低网络负载；减少网络延迟的影响；实现协议封装；能够使终端工作于弱连接或是无连接状态；能够工作干异质环境。
3数据管理：普适计算终端同服务器的交互过程通常具有以下特点：非对称的通讯模式；无连接特性；移动性。这些交互特点使普适计算终端的数据音理和基于数据管理的事务处理变得复杂起来，需要考虑网络特性。功耗和一致性等方面的内容。
4．人机交互：在普适计算中，来用类似人与人之间的自然交互方式：（1）人与人之间的语言、姿势和书写等交流方式；2）能够友持更加倾向于人类之间交流方式的人机接口已经开始成为GUI交互方式的补充或替代方式；（3）在计算机视觉和计算感知方面长期研究的推动下，感知性接口正在成为一个新的研究领域。
5功耗营理：有限的电池使用时间是普适计算终端需要考虑的问题，以延长终端在移动过程中的有效使用时间。否则，普适计算潜在的商业前景就难以变为现实。
6中间件技术：普适计算在中间件技术上存在着两个方面的挑战：计算应用和冈络的多样性的物理属性所造成的动态异构性和移动性。如今的为适应普适计算提出的的
SMART计划主要特性有：开放性、基于构件、主动性、用户为中心。
7．软件的设计考虑：通常的软件设计过程申，一般只需要考虑功能的正确性，即软件所产生的逻缉结果是否能够满足需求。定于普适计算终端，在软件设计过程中不但要考虑功能的正确性，还可能需要考虑以下因素：实时特性，多保真性和低功耗特性。
普适计算环境相对于传统的计算环境具有其独特性
其中主要有:
资源受限普适计算环境包含各种资源受限的设备(移动设备!掌上设备和各种小设备);
异构性在普适计算环境中,由于没有公认的业界标准和环境的多样性,因而有多种硬件设备、操作系统和网络协议存在;
动态性普适计算环境的动态性主要表现在用户和设备的移动性和自治性;
需求的多样性普适计算环境涉及多种计算应用,其中相当部分常伴有实时!QoS等方面的需求;
间断连接与轻量计算是普及计算最重要的二个特征。普及计算的软件技术就是要实现在这种环境下的事务和数据处理系统。
普及计算的第一个特征是间断连接，即服务器能否不时地同用户#特别是移动用户$保持联系。用户必须能够存取服务器信息，在中断联系的情况下，可以处理这些信息所以企业计算中心的数据和应用服务器能否同用户保持有效的联系就成为一个十分关键的因素。用户必须能够存取服务器信息，并可以在中断联系的情况下处理这些信息。所以部分数据需要存储在普及计算设备上，普及计算中的数据库成为一个很关键的软件基础部件。例如，型的汽车上安装了许多小型的车用计算机部件，用来控制燃料的使用，根据温度和气压调整发动机的运转。这些部件彼此相连并把测出数据作为汽车运行保养的分析基础数据。当汽车修理时，修理人员插入一个计算机连接器件，获取这些数据并进行分析。还可以增加复杂的数据连接功能，如连接到全球定位系统，让司机准确获知当前的位置；与电子地图相连，输入目的地，显示出到达目的地的最快路径以及获取互联网其他信息，如天气预报、饭店的地址和电话等。完善的数据连接功能可以为用户提供更多的服务。
普及计算的第二个特征是轻量计算，即计算资源相对有限。普及计算主要用于商业用途的数据处理，通常针对移动办公人员和需要经常在旅途中存取公司系统数据的职员。他们需要不受地域和时间限制地获取和处理核心系统上的数据。
普适计算的合义十分广泛，所涉及的技术包括移动通信技术、小型计算设备制造技术、小型计算设备上的操作系统技术及软件枝术等。
与其他技术的关系
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，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。
普及计算与传统运算模式的比较
普及计算与传统运算模式有很大的不同，从而对提供服务的基础设施提出了新的要求。传统运算模式是二层结构：针对某种设备，设计某种系统，以适合该种特定设备的访问和显示。在设计时必须针对特定设备的网络协议和显示性能进行设计。
与虚拟现实的关系
普及计算不同于虚拟现实。普及计算重点是将信息显示结合到日常的物理世界。普及计算的目的是想强化现有的世界，而并非像虚拟现实那样模拟现有世界甚至创建现实中并不存在的世界。由于普及计算的核心思想是向用户提供一种具有高度易使用性的环境以帮助用户过一种更加舒适的生活，而虚拟现实的目标却是在计算机系统内部建立一个虚拟的世界以增进人们的体验，所以它们之间具有很大的不同。但是，从另外一个方面来说，虚拟现实可以为普及计算提供良好的虚拟现实模型，进一步加强服务能力，所以虚拟现实可以为普及计算所用，两者之间并不是对立的关系。普及计算也不同于个人数字助理PDA(Personal Digital Assistant)。普及计算设想人类置身于一个充满连接设备和廉价无线网络的世界，在其设备构成中，只是很小的一部PDA分，人们甚至可以不需要携带任何设备，因为所有设备将在任何地方随时可以获得。
网格技术与普适计算
引言
随着分布式计算机的发展,在许多环境中提出了网格计算和普适计算的概念。二者都是分布式计算技术,但是他们是针对不同环境实现的技术。网格是高性能计算机、数据库、互联网三种技术的有机结合。它通过网络环境为用户提供透明的高性能计算资源,也被称为虚拟计算机系统。网格研究的焦点是闲置的数据和计算能力的利用,即可协作的共享和问题求解。普适计算模式强调把计算机嵌入到人们日常生活和工作环境中,使用户能方便地访问信息和得到计算的服务。普适计算解决的焦点问题是计算的嵌入和移动。
1网格技术
现在,很多领域需要强大的计算能力,但是却没有能力配备足够高端的服务器。网格是科学家针对当今的一些科学难题于20世纪90年代初提出的新概念。它借鉴了电力网(ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＧｒｉｄ)的概念。最终目的是希望用户在使用网格计算能力时,如同现在使用电力一样方便。希望网格能够给使用者提供的是与地理位置无关、与具体的计算设施无关的通用的计算能力。
网格实际上是继传统因特网,ｗｅｂ之后的第三代因特网。它将分布在不同地理位置的计算资源包括ＣＰＵ、存储器、数据库等,通过高速的互联网组成充分共享的资源集成,从而提供一种高性能计算、管理及服务的资源能力。它把整个因特网整合成一台巨大的超级计算机,实现通信资源、软件资源、计算资源、存储资源、信息资源、知识资源、专家资源等的全面共享。
1.1网格技术介绍和层次结构
从广义上讲,网格就是一个集成的计算与资源环境,或者说是一个计算资源池,它能够充分吸收各种计算资源。并将他们转化成一种随处可得的、可靠的、标准的、同时还是经济的计算能力。
网格技术研究工作,可分为3个层次:计算网格、信息网格、知识网格。计算网格是网格的系统层,为应用层(信息网格、知识网格)提供系统基础设施。信息网格利用现有的网络基础设施、协议规范、Ｗｅｂ和数据库技术,为用户提供一体化的智能信息平台,其目标是创建一种架构在ＯＳ和Ｗｅｂ之上的基于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的新一代信息平台和软件基础设施。在这个平台上,信息的处理是分布式、协作和智能化的,用户可以通过单一入口访问所有信息。知识网格就是在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上实现分布知识的共享、集成、运用和知识管理的模型、理论、方法体系以及平台和机制。
粗略地说,网格系统可以分为三个基本层次:资源层、中间层和应用层。由于现在的互联网结构并不是针对网格计算设计的,为了使网格计算和现有的结构兼容,一般要有可扩展的中间层。它是指一系列工具和协议软件,其功能是屏蔽网格资源层中计算资源的分布、异构特征,向网格应用层提供透明、一致的使用接口。网格的中间层也称为网格操作系统,它同时需要提供用户编程接口和相应的环境,以支持网格应用的开发。
1.2网格的研究现状和未来发展
网格技术作为一种新兴的研究领域,其相关技术、协议标准等都还在试验、探索和研究阶段。在网格研究领域,美国和欧洲目前处于领先地位。目前比较有影响的研究计划有Ｇｌｏｂｕｓ、Ｌｅｇｉｏｎ、ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＰｏｗｅｒＧｒｉｄ、ＥｕｒｏＧｒｉｄ、ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＴｅｒａｓｃａｌｅＦａｃｉｌｉｔｙ等。其中的Ｇｌｏｂｕｓ项目可视为计算网格技术的典型代表和实施规范。我国对网格技术的研究虽然起步较晚,但由于网格是一项新兴技术,因此,在一些关键技术的研究和国外的差距并不大。目前,我国已开展了“国家高性能计算环境”和“先进计算基础设施北京上海试点工程”两个项目,对网格计算进行研究。在高性能计算领域也已经取得了巨大成果,如曙光3000超级服务器、银河巨型机,同方探索机群系统等;中国科学院技术研究所的“织女星”网格已具规模;网格技术研究也列为我国863计划。
网格计算和普适计算
网格计算在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ基础上强调对计算、数据、设备等网络基本资源进行整合,力图将Ｉｎｔｅｒｎｅｔ作为一个社会化的计算基础设施。在计算模型、技术路径和研究目标上,网格计算和目前分布计算中间件领域面向应用级别的交互、互操作和开发有很大的不同。它强调多机构之间大规模的资源共享和合作使用,提供了资源共享的基本方法,而分布计算技术没有提供多组织之间的资源共享通用框架。显然,网格计算正在建立一种新的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ基础支撑结构(如同ＴＣＰ/ＩＰ、ＷＷＷ协议和相应的软件系统奠定了现行Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的基础),是21世纪Ｔｅｒａｓｃａｌｅ设施的信息处理基础设施的先期实践。普适计算模式则是要颠覆“人使用计算机”的传统方式,将人与计算机的关系改变为“计算机为人服务”,从某种意义上说,是让人与计算环境更好地融合在一起。
网格计算和普适计算虽然侧重点不同,但最终的目标是一致的:
1)广泛共享:是指通过各种方法、技术和策略将网络上的各种资源提供给网络上众多用户共享、使用;2)有效聚合:是指将巨大资源通过协同工作连接集成起来,产生巨大的综合效能,联合完成应用任务;3)充分释放:是指为用户提供良好的开发手段和使用环境,将多种资源的聚合效能按照需求传递给用户,为用户提供个性化的信息服务、计算服务和决策支持服务。
尽管这两种计算技术有差异,但是它们之间并不是冲突的关系,而是一种正交关系,有时甚至是融合的。信息技术的多变性使我们不能肯定10年之后的网络技术将会发展到何等程度,但是网格技术和普适计算以及其他多种网络计算形式共存、相互结合和融合是肯定的。
应用
普适计算提供了经由网络，使用各种各样的普适计算设备问后台数据、应用和服务的功能。无论使用何种普适计算设备，用户将能轻易访问信息，得到服务。普适计算降低了设备使用的复杂性，帮助提高在外办公人员的效率和人们的日常生活水平。
普适计算主要用于商业，通常针对移动办公的工作人员和需要经常存取公司系统信息的职员。现在的计算机部件越来越小，因此，可以将这些功能集中于一种设备来取代各种专用设备，如取代电话、呼叫器、计算机和网络连接等设备。
普及计算的核心用途之一就是信息的提供。就其应用范围而言是难以想象的，而且人们无需为此去学习新的语言或是精通各种不同的代码及特殊设备。事实上，绝大部分的非专业人士目前掌握的交流渠道例如语言、文字、肢体动作等已经足够去获取其所需的信息，基本上没有必要不断学习更新额外的方法和交流渠道，只有对极少数相关的专业人士而言，才存在着需要不断学习掌握最新计算机代码设备等相关知识的可能。另外一点，信息提供的方式也非常重要，用户不希望被大量无用或不相关的信息及数据所淹没。何时以及如何向用户提供信息是至关重要的。例如，当用户开车时，利用车上的音频系统进行输出比用显示输出更为实用。而与场景相关的普及计算在实现此类应用时相对地就比较简单方便。
此外，许多标准应用，如文字处理、网络应用软件及各种管理工具包，都可在普及计算环境下找到新的应用方向。各种移动设备不仅可适用于当前笔记本电脑所适用的环境，而且将具有更突出的方便性及灵活性。人们可以在任何时间，任何地点获取信息及进行交流。例如对于股票经纪人，无论置身何处，都可24小时获得股票价格，并可随时进行在线交易；对于一个经常需要做报告的人而言，他的服装和随身用品就可以协助他做即兴演讲，而且也可以使他随时看到想看的演讲材料，当然同时也能很方便地和远程听众交互。普及计算所能提供的服务和应用，远远超过了当前笔记本电脑的功能。
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：未来计算像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ＥａｓｙＬｉｖｉｎｇ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ＳｅｎｔｉｅｎｔＣｏｍｐｕｔｉｎｇ。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ＨＰ公司的ＣｏｏｌＴｏｗｎ项目、ＥｖｅｒｙｄａｙＣｏｍｐｕｔｉｎｇ项目；ＩＢＭ的ＷｅｂＳｐｈｅｒｅＥｖｅｒｙｐｌａｃｅ项目；华盛顿大学的Ｐｏｒｔｏｌａｎｏ项目等等。
4智能空间(ＳｍａｒｔＳｐａｃｅ)
5.1智能空间的定义如前所述,普适计算中信息空间和物理空间的融合可以在不同尺度上得到体现,其在房间、建筑物这个尺度上的体现就是智能空间,并且它可以不断连接扩大至全球.美国国家标准和技术学会(ＮＩＳＴ) 给出的智能空间的定义是“一个嵌入了计算、信息设备和多模态的传感器的工作空间,其目的是使用户能非常方便地在其中访问信息和获得计算机的服务来高效地进行单独工作和与他人的协同工作”[35].
5.2目前国际上对智能空间的研究开展得相当广泛,如ＭＩＴＡＩＬａｂ的ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＲｏｏｍ[1],Ｓｔａｎｆｏｒｄ的ＩｎｔｅｒａｃｔｉｖｅＷｏｒｋｓｐａｃｅ[36],ＧＩＴ的ＡｗａｒｅＨｏｍｅ[37],ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＲｅｓｅａｒｃｈ的Ｅａｓｙｌｉｖｉｎｇ[38],ＧＭＤ的ｉＬａｎｄ[39]等等.智能空间应具备的功能和为用户提供的服务包括:
(1)能识别和感知用户以及他们的动作和目的,理解和预测用户在完成任务过程中的需要;
(2)用户能方便地与各种信息源进行交互;
(3)用户携带的移动设备可以无缝地与智能空间的基础设施交互;
(4)提供丰富的信息显示;
(5)提供对发生在智能空间中的经历(ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ)的记录,以便在以后检索回放;
(6)支持空间中多人的协同工作以及与远程用户的沉浸式的协同工作.
智能空间的应用价值可以直接体现在其具体用途上.如智能会议室、作战指挥室、能照料老人的智能家居等[40].Ｋｉｎｄｂｅｒｇ在文献[41]中指出将来不太可能存在一个全球统一的普适计算系统,而是存在许多因为管理区划、地域区划和文化区划而分离的有明确边界的智能空间系统,这些智能空间系统间可以有一定的交互,人和各种可携带设备可以透明地在它们之间移动.这说明了从实施智能空间入手是通向全面实现普适计算的最可能的途径.下
面我们将给出我们的应用实例.
5.2智能远程教室———智能空间的一个应用实例
普适计算研究中的一个重要问题是如何把这项基础研究与当前的应用相结合.我们认为远程教育是一个很好的结合点.因此,建立了基于智能空间的远程智能教室实验系统[8],作为对智能空间和理论和应用研究的试验床.此空间具有以下特点:
(1)基于多模态信息的自然人机交互.教师的身份通过对人脸图像和讲话声音的识别来实现.教师就像在普通教室中那样通过语音和手势就可进行教学,而无需坐在计算机面前.教师的操作包括调用课件、在电子黑板上作注释、与远方的学生交流等.此外,在此智能空间中还引入基于了虚拟人像(ａｖａｔａｒ)技术的一个虚拟助理角色,由它代表智能空间来协助用户与智能空间的交互.
(2)分布侍候式服务(ａｔｔｅｎｔｉｖｅｓｅｒｖｉｃｅ).智能空间能检测教室中发生的事件,并根据对此事件的理解主动地提供相应的服务.教师在教学中可能有以下场景:手持教具讲解、面向电子黑板解释其上内容等.系统将根据对教师动作的理解,在不同的场景下向远方的学生转发相应的视频镜头或电子黑板内容.
(3)经历(ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ)的自动记录:系统自动记录在远程智能教室中发生的所有事件,其中包括学生的提问、教师的演讲和在黑板上的注释等,并以结构化的多媒体流的形式保存.这是一个以时间或事件为索引的结构化的文件,既可作为课件也可作为上下文历史供以后使用.
(4)计算和通信服务是分布和不可见的.整个系统是建立在一个自主开发的多代理(ｍｕｌｔｉａｇｅｎｔ)分布式系统———ＳｍａｒｔＰｌａｔｆｏｒｍ上的.在此系统中计算资源是共享的,而不是私有的.通过传感器输入的信息和提出的相应计算任务不是固定在某台计算机上,而是由系统根据当时的情况来调度.这样可以很好地解决多项计算任务,例如语音与手势数据的实时处理同时进行的问题.
(5)此系统结合了桌面会议系统、异地协同编著系统的功能,因此,可支持远程的协同工作,如协同教学、协同设计等应用.
传统的远程教育系统中的教师是面向计算机的屏幕,而不是学生,这阻碍了教师与学生之间的面对面的交流.在基于智能空间的远程教育系统中教师可面向学生进行教学,同时又可充分地享受信息访问和交互的服务.把远程教育技术提高到一个新的水平.
2.2普适计算系统典型项目研究
嵌入式系统的发展,使普适计算的深度增加、广度不断扩大,在开发新型的应用和服务领域方面有着无限的前景,这使得各行各业都可能使用普适计算。许多主要的大学科研机构和技术公司都在探索普适计算技术。下面介绍几个比较有代表性的项目。
1)ＭＩＴ的Ｏｘｙｇｅｎ研究计划它是追求普适计算理想的一个最为典型的研究计划,其目标是:“使丰富的计算和通信能力无处不在和自由地融入人们的生活中”。该计划的研究人员认为,未来世界将是一个到处充斥着嵌入式计算机的环境,它们已经融入了人们的日常生活中。
2)ＣＭＵ的Ａｕｒａ研究计划ＣａｍｂｒｉｄｇｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔＵｎｉｔ(剑桥管理机构),它致力研究在普适计算时代,在用户和计算环境之间增加一层软件层(称为Ａｕｒａ),由Ａｕｒａ代理用户去管理、维护分布式计算环境中频繁变化、松散耦合的多个计算设备,以完成用户的目标任务。
3)ＵＣＢｅｒｋｅｌｅｙ的Ｅｎｄｅａｖｏｕｒ计划这是ＵＣＢｅｒｋｅｌｅｙ进行的旨在通过运用信息技术,提供全新的、全球规模的信息基础设施,从根本上方便人们与信息、设备和他人进行交互的计划。这些信息设施应该能够动态、实时地协调世界上任何可用的资
源来满足用户计算的需要,其创新点之一是“流体软件”(ＦｌｕｉｄＳｏｆｔｗａｒｅ),这种软件能够自适应地选择在何处执行、在何处存储,它通过协议获得可用资源并向其他实体提供服务。
问题
当然，普适计算需要一定的条伴．普适计算要求：
第一，处理器价格越来越便宜，而体积越来越小，使得计算机功能得以广泛应用。可以将计算机部件安装在任何用于监控或采集数据的各种小型计算物理设含上，例如家用电器、数据采集器、跟踪器等。
第二．高的网络带宽，确保网络连接更快、更方恒、更恒宜，更完善的网络保证了网络连接的质量和效率。
第三，要求蜂窝式移动通信系统的覆盖能力和范围比任何通信系统都要广，且价格低廉，用户征任何地方都能使用。
普适计算虽然发展很快,但是一些方面还存在问题。首先,普适计算系统融入用户的生活中,某些时刻要根据环境作出一些决定。所以,要求普适计算系统能正确理解用户的意图,而现有的软件系统要么不会理解,要么就是不能正确理解。其次,普适计算系统要有一定的自适应性,能根据环境自动调整当前行为,例如,如何省电。普适计算系统还要觉察上下文,即能够认知用户的状态和环境,并基于这些信息调整自己的行为,为用户前摄地作出选择,而不是打扰用户。此外,当一个用户变得更依赖普适计算系统时,它就知道了用户更多的私人信息。这些信息对于自适应和前摄性很重要,但是系统内的私人信息一旦被泄漏,将会引起很多不必要的麻烦,所以要平衡好保密和信任的问题。另外,还要进行多级电池能量管理,以满足复杂能力(如自适应性和前摄性)所带来的能量消耗。
实现普及计算需要具备以下条件：
1）处理器价格越来越便宜，而体积越来越小，使得计算机功能得以广泛应用。可以将计算机部件安装在任何用于监控或采集数据的各种小型计算物理设备上，如家用电器、数据采集器、跟踪器等。
2）高的网络带宽确保网络连接更快、更方便、更便宜，更完善的网络来保证网络连接的质量和效率。
3）现在已被广泛应用的蜂窝技术也有了很大的发展蜂窝式移动通信系统的覆盖能力和范围比任何通信系统都要广，且价格低廉。蜂窝电话不必插在墙壁上，用户在任何地方都能打。通过蜂窝技术的连接，不用物理连线就可以将POS销售机连到局域网上。
实现普及计算的基本条件是计算设备越来越小，方便人们随时随地佩带和使用。只有确保在计算设备无时不在、无所不在的条件下，普及计算才有可能实现。但计算设备功能的增强和体积的变小带来了一个必须面对的问题：如何有效地操作这些设备？解决办法只有一个：让计算机学会理解人的表情、感受，最终让人以最自然的方式使用计算机。例如，IBM
研发的Blue Board(蓝板)技术，是一片薄薄的屏幕板，使用者只需将其胸前佩挂的看上去与普通员工卡一样的小卡片与蓝板对准一下，就可以显示出其个人主页及定制好的其他内容。之后，使用者即可用手指在蓝板上发出命令，一切操作和任务就可全部搞定，包括查阅资料、共享文件、与同事实时互传信息、发送指令、布置任务、协同工作等。有了Blue Board，将来人们旅行时，不再需要携带计算机，只需带着这张小小的卡片，进入系统就可以在任何地方工作或传递信息。这张小小的卡片就成了一台计算机。
普及计算的实现环境
普及计算要求有高度集成、低功耗的处理器。显示器、键盘等交互设备应更趋于最小化，并更加友好。所需终端设备价格便宜、可全面推广。通信协议必须支持无线入网。软件和程序可以在保持当前状态和信息的情况下移植到不同平台，并可在规定时间内执行，其后能自动退出并清除相关存储器等设备。移动平台不仅能根据网络的历史数据进行搜索，还可根据人们所处的三维空间进行旧有信息的查询和定位。移动设备中信息的完整性和传输中的安全性必须得以保证，即完全可靠地由其所有者控制。
数据库是实现普及计算的重要基础。如果直接把传统的关系型数据库应用移植到移动设备上，则对数据库的开销要求较高。普及计算中数据库要解决的二个问题是：（1）数据复制的实现，也可称为数据同步化，确保随时随地数据一致，并促使设备与服务器的数据双向流动。（2）支持标准API,和SQL子集的小型DB2，使用户可以将已有的应用程序，方便地移植到这些设备上，也可以用相同的工具和API 来编写新的应用程序。同时保持较低的系统开销和较高的数据处理性能。所用的数据则来自用数据复制功能从中心服务器获得的数据。普及计算的数据库必须是一种具有持久存储机制的可缩放数据库环境，可以存储大量数据，并且能保证操作过程中即使断电也不会丢失数据。通常的办法是把数据放在Flash 内存中，所以数据恢复技术与普通的数据库不太一样。多用户环境中的数据库服务要考虑记录锁定的问题，应具有并发控制机制，但移动式数据库并不一定需要封锁机制。此外，由于数据量较少，索引也相应减少，一些传统的查询优化技术也变得不太重要。所以移动式数据库与典型的数据库还是有较大差别的。概括起来对数据库有 3 个基本要求：
1)在普及计算设备上安装一个系统开销低的小型数据库管理系统，用于在本地存取信息。由于设备通常很小，数据库管理系统必须比目前更小才能适合这些设备。
2)在软件的分布、数据备份和恢复、移动存取等方面，要具备高效、实时的数据复制能力。保证移动设备上的数据与企业数据库中的数据同步。因此对数据库的备份和恢复、分布式数据库管理等方面都有特殊要求。
3)普及计算也与电子商务紧密联系在一起，相应的电子商务应用程序应能够交流、存取信息。
普及计算对于系统开销的要求
按普及计算对于系统开销的要求通常可以分为三种类型，分别使用三类操作系统，适用于不同类型的用户。针对不同市场有三种不同的数据存储需求。
第一种是Windows CE，它具有典型的前端办公形式应用程序，是用于商务处理的完整操作系统，在小型轻便个人计算机上运行。用户用微型键盘输入数据，整个系统开销大约为2MB，所以数据库开销很小，大约只有1MB，物理存储量约在500MB 到600MB 之间。
第二种是手持设备，又叫掌上机(Palm)，运行生产商特制的掌上机操作系统(PalmOS)’。
这种设备比Windows CE设备更小，通过手写笔进行数据录入，配有一个很小的浏览窗口。通常该设备上数据库可用的内存容量小于345，物理存储量在500MB 以下。
第三种设备的代表是汽车的内置计算机部件。这种设备只有36675 的内存，没有硬盘存储，运行由专用实时操作系统开发商提供的操作系统。
实现普遣计算的关键因素
一直以来，PC机抬终是商业用户信息操作的首选装置。通过对普适计算的考察发现，一旦普适计算的标准问题解决了，普适计算将成为传统PC机的潜在替代品。在给普适计算下定义时，三个关键的因素值得重视：信息设备多样性、网络服务器、无线连通。普适计算有可能缺乏前两个因素，但是无线连通性是其成功必须依靠的条件。
尽管无线网络存在很多标准，但是主要要有三种连接方式：个人区域网络（PAN）、无线局域网（LAM）、无线广域网（WAN）。每一种方式都可能会引申出多种不同技术参与竞争。
以多媒体为例．首先人们需要通过PAN与他人通话以此来交换数据。其中关键技末是数据在每个装置之间准确快速的传递。当人们想用移动电话接收邮件时，最好的服务就是移动电话同步连接邮件系统。这时有两个技术具备优势：篮牙无线电接收装置和红外线数据对接技术。当蓝牙作为一种无线连接标准慢慢被确立后，它将发挥出巨大作用。
第二种连接的主要形式是无线LAN，这种技末已经在飞机、旅馆及其他聚集场所普遍使用。如今其主流的802.11b已经成为家庭、工作或其他任何地方一个共享快速的连接标准。
随着普适计算的成长，第三种无线W AN将成为最关健的连通标准。在过去几年里，使用传统的无线电发送信息包的方式（曾经这种方式增强了GSM标准）将提供56Kbps以至144KbPs的无线传输速度，再加之第三代移动和强大的互联网络，都将振兴无线电通讯行业并且给无线网络供应商以竞争的强大压力。随着手持智能设备提供快速的连接并且经过蓝牙或红外线数据对按技术连接到掌上机或笔记本，一种全新的无时无处的数据计算场念将成为现实。
无线连接经历了一个很不超眼的过程：成本高、技术复杂。PAN、LAN、WAN的成熟将激发普适计算的戍长。预计到2004年，几乎每个办公室将安装至少两到三种智能连接装置。
对技术和理论的要求
普玩计算模式要有一整套相应的计算理论和技术，其中涉及硬件、网络、中间体、人机交互、应用软件等。据专家评价，主机计算时代开发要点是让一批人共享一台计算机，实现分时操作和增加主机容量；台式计算时代开发要点是窗口操作系统、多媒体技术、快速联网等；普玩计算时代则要解决实体产品或设备的互相协作，共同完成为人类服务的功能。怎样进行屏蔽计算，怎样展示一个统一的服务界面等，其中涉及服务机制、出现和组织机制、机——机协作模型、开发接口等。
5普适计算的系统软件(ＳｏｆｔｗａｒｅＩｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ) 普适计算系统软件的需求
普适计算的系统软件构成普适计算的基础设施的软件部分,它对普适计算中大量的联网的设备、物体、计算实体进行管理,为它们之间的数据交换、消息交互、服务发现、任务协调、任务迁移等等提供系统级的支持.普适计算的系统软件必须能在我们日常生活的空间中
而不是一个特定的环境中提供上述各种功能和服务,这是一个组成、结构都经常变化的工作环境,并且与此相关的硬件经常是异构的、容易出错和只具有有限的资源.这就对普适计算的系统软件技术提出了极大的挑战[27].虽然移动计算和分布式计算研究已经解决了其中一部分问题,但距普适计算情况下的需要来说还有很大差距.普适计算系统软件区别于其它分布式系统的两个主要的需求是
(1)物理的集成(ｐｈｙｓｉｃａｌｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ).在普适计算系统中涉
及计算节点与物理世界的某种集成.例如,考虑一个智能会议室(ｓｍａｒｔｍｅ
ｅｔｉｎｇｒｏｏｍ),其中的椅子嵌入了压力传感器、白板嵌入了可以自动数字
化其上的笔迹的传感器、投影机嵌入了网络传输能力[28],这样房间可以感知会
议中用户的存在和位置,当他们坐在桌子旁或在白板旁边发言时能主动提供合适
的服务,房间中任一个ＰＤＡ都可以把自己的显示重定向到投影机.
(2)自发的互操作(ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎ).一个普适计算系统可以划分为两部分,一部分是基础设施(ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ),一部分是移动设备.移动设备随着人的移动在不同的环境的基础设施中进出,这样就造成了系统环境的不断变化;同样基础设施的部件的维护、升级也是造成系统环境变化的另一个原因.普适计算系统中的软件部件应能在这种变化的环境中进行自发的互操作,即不需人为地重新设置和添加软件模块,模块之间就可以自发地建立关联和进行功能上的协作.
移动计算领域中对信息内容及访问设备的异构性的自适应研究已经解决得较好,但仍不足以满足普适计算的自发的、互操作的要求,因为在普适计算系统中还存在着大量的功能异构性.举例来说,一个来自外单位的访问者带着他的ＰＤＡ进入如前所述的智能会议室时,他的ＰＤＡ事先可能根本没有预料到房间中的投影机可以被利用,这时我们希望访问者不需要任何手工的配置,就可用ＰＤＡ把他的讲稿发送到房间的投影仪上.
普适计算系统软件的关键问题
(1)发现(ｄｉｓｃｏｖｅｒ).当用户把一个新设备带入一个空间或在已有的设备上采用新的模块时,在此设备/模块和其它可用的服务和设备之间是如何相互地发现以及在它们之间需要进行哪些交互.同时普适计算系统是一个逐渐扩展的系统,这个过程应该不要求重新启动系统,或重写已有代码,这也是以发现机制作为基础的.目前已经有一些这方面的技术基础,如ＪＩＮＩ,ＵｐｎＰ等.
(2)自适应(ａｄａｐｔａｔｉｏｎ).普适计算系统中各种设备拥有的资源是不同的和变化的.从最小的ＭＥＭＳ系统到嵌入计算能力的物体,到可携带计算设备,再到基础设施中的部件,它们在计算能力、存储容量、电池容量、交互手段等因素上都有着很大的差异;设备在不同的环境中移动时,可用的无线网络的带宽也是不同的.这就需要解决自适应的问题.它包括内容的转化和交互界面的转化两部分.前者解决数据传输过程中因为资源的限制而对数据做的处理;后者是因为设备的交互机制的不同,需要把同一个交互接口映射到不同的交互机制下完成,比如可以想象以后的便携设备小到无法使用显示屏,就必须把输出重定向到周围环境中合适的输出设备或转为语音输出.Ｓｔａｎｆｏｒｄ的Ｉｃｒａｆｔｅｒ框架[29]就是研究界面元素如何在不同的设备上互相转换的机制
.(3)对物理实体的管理.因为在普适计算系统中,物理世界中的物体都同时具有信息空间中的意义,普适计算的系统软件就必须对这些物理实体具有一定的管理能力.ＵＩＵＣ的ＧａｉａＯＳ[30]研究就认为普适计算的系统软件就是一种物理空间的操作系统,它与目前的操作系统的不同之处就是它需要把物理实体也管理起来.我们认为这里的管理有两层含义:(ａ)把物理实体看作一种资源,需要建立对这些资源的位置、结构、功能的表示,而且需要反应动态的实际情况.这需要觉察上下文计算的支持.(ｂ) 当物理实体嵌入有传感、计算、效应能力时,必须提供对它们的高层接口,即相当于传统的驱动程序.
(4)模块间协调机制(ｉｎｔｅｒｍｏｄｕｌｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ).普适计算系统是一个分布的系统,如何把各种分布的模块之间纷繁复杂的互联、通信、协作以一种统一和有机的方式组织、管理起来,而使系统展示出一个协调的行为和功能,这就是协调机制的作用.目前已有的各种分布式组件结构如ＤＣＯＭ、ＣＯＲＢＡ和ＥＪＢ等都可以认为是一种协调机制,但它们直接用来支持普适计算系统是不合适的,因为用对象来抽象普适计算中的模块是不合适的[31].ＭｕｌｔｉＡｇｅｎｔ系统目前被公认为是一种较合适的选择方案.在此基础上开发的有ＭＩＴ的Ｍｅｔａｇｌｕｅ[32]、ＳＲＩ的ＯＡＡ[33]和我们的ＳｍａｒｔＰｌａｔｆｏｒｍ[31]等.
(5)鲁棒性.普适计算系统,特别是在使用了无线通信和人携带设备在不同空间中移动的情况下,将会面临与使用有线分布式系统时相比出错频率大幅度增加的情况.在自发互操作中,模块间的联系会经常不可预见地丢失和恢复.在普适计算系统中,各种暂时的故障不应该被作为错误情况而导致系统退出或崩溃,而需要设计能把这种暂时的故障看做一种正常的动态的工作上下文的功能和技术.虽然在分布式系统的研究中也包括了容错计算,但它们主要是基于资源冗余的方法,并不适用于资源缺少的情况.
(6)安全性(ｓｅｃｕｒｉｔｙ).普适计算系统的移动设备和基础设施之间自发的互操作带来了新的安全问题,如何保护它们不受到潜在的、恶意的交互对方的损害?例如,在智能房间中的某些服务可能受到恶意来访者设备的攻击.与此相似,用户带入环境的ＰＤＡ上可能有一些机密材料需要受到保护.而普适计算下物理空间和信息空间的高度融合更对个人的隐私造成了潜在的威胁.当办公室里布置了人员定位设施后,如何保证人们的位置信息不被恶意地利用.当人们不希望自己的位置被别人知道时,能否确保做到这一点.解决这些问题,不仅需要技术手段的支持,而且需要新的商业模型、市场力量、法律等方面的支持[34].
前景
IBM提出“普适计算”慨念时，是为了用来描述个人计算机不再处于创新核心的时代，有意地不将其称之为无线时代。因为IBM看到计算、通信、存储和处理的功能从传统的计算机转移到备种备样的设合上．今天，人们还仅仅把普适计算与移动电诸、PDA联系了起来，但是计算正在以不同的形态和体验出现一一它正在不断装人气泵、计量表、电器和日用品，甚至蔬菜水果中。坂村健先生现场演示时就展示了带有电子标盔的萝卜。
实际上普适计算是网络计算的自然延伸，它使得不仅PC机而且其它小巧的智能设备也可以连接到网络中，从而方便人们及时地获得信息并采取行动。当这种运算模式普遍采用后，人们就可以以一种一致的方式，使用所喜欢的设省（主要是嵌入式系统设备），随财随地获得得信息。普适计算对被信息包围着的人类来说，可以降低设备使用的复杂程度，使我们的工作和生活更轻松、有效率。
正在兴起的普适计算带来许许多多新的机会，数字家庭就是其中之—。它将改变人们未来的生活方式。数字家庭能通过家庭网关将宽带网络接人家庭，家庭内部的网络可以是无线或有线的。在家庭内部，手持设备、PC或者家用电器通过有线或者无线的方式连接到网络，从而提供了一个无缝、交互和普适计算的环境。人们能在任何地点、任何时候访问社区服务网络，比如在社区里预定一场比赛的门票．电子家庭解决方案通过高级的设备与电器诊断、
自动定时、集中和远程控制等功能，通过远程监控器监控家庭的情况，从而令生活更方便舒适。
目前，计算和信息访问还是一种工作方式，使用计算机还是一种技术。如果有一天，计算和信息访问不再是一种工作和技术，而成为人们生活的一部分，每个人虽然不能明确地感受到它们的存在，但却每时每刻都离不开它们。这时则可以说，我们真正实现了普及计算的理想境界。技术的发展使普及计算的深度和广度不断扩大，为开发新型的应用和服务提供了近乎无限的可能性。
现在越来越多的人认为，迄今为止的计算机技术可以分成个时代：第一个是大型计算机时代，只有极少数人懂得计算机，人们完全在为计算机服务；第二个是个人电脑时代和网络时代，越来越多的人去学习计算机、了解计算机，计算机走下了神坛，开始贴近大众生活；第三个时代，就是普及计算的时代，计算机将主动学习以适应人们的生活，为人们提供更好更方便的服务。普及计算环境作为一种广泛的计算环境，为现有的计算机和网络提供了一种新的思想观念和发展途径。虽然普及计算的真正实现还需要大量的研究和实验，但作为一种发展趋势，普及计算时代已经向我们走来。
尽管在九十年代初期就提出了普适计算的概念．但直到现在，普适计算仍处于发展的初期阶段，学术界、政府部门、产业界都该积极应对这场空前的机遇。在学术界，美国排名前10位的大学无一例外地投巨资设立了以“普及计算”为主要方向的研究计划；全世界范围设立了Pervasive Computing会议和UbiComp会议；创办两种针对普适计翼的期刊《Personal and Ubiquitous Computing》和《IEEPervasive Computing》。在政府部门，美国没立了5个Ubiquitous Computing相关研究计划，并资助327亿美元作为研究计划经费；在欧洲。由政府部门资助的项目Ubicomp in Europe计划、英国的Equator计划等。在产业界，Microsoft、Sun、HP、A T&T、AccentureSony等公司纷纷投巨资开展普适计算方面的研究。
正在孕育发展的普适计算把计算和信息融入人们的生活空间，从根本上改变了人们对信息技术的思考，也改变了整个生活和工作的方式。普适计算把开放的、基于标准的应用同日常行为联系起来，掩盖了新技术的复杂性．将逐渐成为入们日常生活的一部分。届时市场上将出现大量的手持智能设备和移动信息工具，甚至出现智能医院、智能校园园、电子贸易等新的市场形式。普适计算将以巨太的生命力和深远的影响带给世界新的经济契机．带给人类社会巨大的影响。
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做在项链上，一个ＳＰＥＣ拴在双肩背书包上，一个ＳＰＥＣ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Ｅｖｅｒｙｄａｙｃｏｍｐｕｔｉｎｇ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、一个缓冲器和一个ＬＥＤ指示灯。
ＳＰＥＣ的最大技术特点在于，相互之间可以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ＡｒｉｚｏｎａＳｔａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ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。
“可穿戴计算机”就是普玩计算机一例。人们不再以台式计算机作为寻求计算和信息服务唯一途径，而能随时随地获得计算和信息服务。信息设备（Information Appliance）进入日常生活中，各种器具中嵌入与其用途相适应的计算和感知，例如存储手写资料的记事本以及“心想事成”产品（Things That Think）。人们不在现场靠语言、手势就可获取计算机服务。计算机主动观察用户，推断用户意图，提供合适的服务，也即专项服务（Attentive）或称亲善服务（Proactive）。
普玩计算新时代，要求建立新型关注人们注意力资源的应用模型，实现自感上下文计算（Context-A wareness）和无缝移动（Seamless Mobility）。无处不在的传感器、感知模块和普玩计算软件平台，将能自动感知上下文、综合查询和相应编程；以及随时随地在移动状态从交叉空间的交互中获得该空间可使用的服务列表和用户移动位置等信息。
普玩计算新时代，可以实现以往无法实现的新型服务。例如用手持设备或交互空间随时举办“移动会议”（Mobile Meeting），随时随地捕捉、记录人们脑海中灵感火花的“灵感捕捉”（Notioncapture 或Experience capture），飞速记录课堂和会议情况并能按上下文线索自
“游牧计算”（Nomadic Computing）、动快速检索。另外“普遍交互动作”（Universal Interaction）、
“平静计算”（Calm Computing）、“日常计算”（Everyday Computing）等新型服务领域的开拓也取得进展。目前，清华大学计算机系对普玩计算开拓性研究，已在融汇各远程教育和课堂教育（Smart Classroom）及交互平台（Smart Platform）方面取得成果。
普适计算把计算和信息融入人们的生活空间,使我们生活的物理世界与在信息空间中的虚拟世界融合成为一个整体.人们生活其中可随时、随地得到信息访问和计算服务,从根本上改变了人们对信息技术的思考,也改变了我们整个生活和工作的方式.普适计算是对计算模式的革新,对它的研究虽然还刚刚开始,但是它已显示了巨大的生命力和深远的影响.普适计算的新思维极大地活跃了学术思想,推动了对新型计算模式的研究.在此方向上已出现了许多诸如ｃａｌｍｃｏｍｐｕｔｉｎｇ(平静计算)[42]、ｅｖｅｒｙｄａｙｃｏｍｐｕｔｉｎｇ(日常计算)[43]、ｐｒｏａｃｔｉｖｅｃｏｍｐｕｔｉｎｇ(主动计算)[13]等新的研究方向.这说明普适计算是一个不断发展和充满朝气的研究领域.我们需要抓住时机开展普适计算的基础理论和方法的研究,这样才能在战略性领域中做出我们的创造性贡献.从另一方面看,从根本上讲,普适计算是为了使人们更方便地得到信息访问和计算服务.它使计算的应用又可能扩展到前所未有的宽度和深度.因此,普适计算的研究又必须紧密地结合应用,不断地开拓应用领域将使普适计算研究获得强大的推动力.
网格技术和普适计算的思想极大地启发了人们对计算和计算机之间的关系的重新认识。普适计算是对计算模式的更新,它使计算的深度和广度达到了前所未有的程度。它改变了我们在很多研究上的看法。信息技术之所以能够提高生产效率、提高生活质量,是因为我们找到了其中隐藏的对计算的需求并用计算机来完成,但是我们完全可以把计算的能力嵌入到环境、家居、工具、设备甚至衣服中去,使它们以更自然、更方便的方式来满足我们对计算的需求。无论如何,从当今基于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的各种网络计算实践和研究来看,实现网络资源的共享,提供大规模协同计算能力和对资源的有效访问,是网络计算未来发展的趋势,是下一代Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的技术基础。因此,在当今的环境下,研究网格技术和普适计算就有着重大的意义和远大的发展前途。
4普及计算的实现模型
从系统设计的角度来讲，普及计算模型是一个巨大的应用环境。由于本文的篇幅所限，这里只讨论了一个概念型的模型如图。(1)
具体含义如下：
用户：用户是系统的核心，整个系统的目标就是为用户提供高质量的服务。用户具有一定的属性，他们可以通过各种途径同系统和外部环境以及其它用户进行通信。
设备：根据实现方式的不同，设备的角色和功能可能也会有所不同。作为用户来说，可能完全不了解设备的存在，而设备则必须具备同其它设备进行协调与信息交换的能力。
通信环境：通信环境的主要任务是实现设备之间的信息交换。而实际中这种信息的交换可以通过不同的方式来实现。例如，对于居室移动计算环境来说，红外线通信便是一种主要的途径。设备可以在这些通信方式中自动进行选择。
用户中心计算：(User-Centric Computing)在普及计算环境中，最重要的指导思想就是让用户不必关心系统如何工作，而只需要利用系统所提供的便利条件。用户甚至不知道他所需要的工作是在计算机系统的参与和协调之下完成的。
服务中心计算：(Service-Centric Computing) 这种计算模型主要用于实现计算机系统环境。该环境中的每一个实体都能够提供一定的服务，完成一定的任务。但是它又是高度自治的，用户不需要耗费精力去管理这些设备，设备自身应该具有足够的知识去管理自身。现有的成熟分布式系统如(CORBA)一般都采用这种模式。
国际结算的现状与趋势分析
国际结算的现状和趋势分析 随着全球经济的发展，特别是经济全球化日益深化，经济在全球范围内影响力越来越大，而与之相伴的国际结算也会发展得越来越快越来越深化，以满足经济发展的需要。虽然现在的全球经济处在萧条期，但是毋庸置疑这个萧条期过后的全球经济又将会迎来更大的繁荣。随着我国的国民生产总值超过日本上升到世界第二，我们国家的国际贸易进口总额为世界第二，出口已超过德国成为世界第一出口大国。随着国家经济的持续增长，国际结算会在我们国家越来越重要，而与国际接轨，拥有一流的国际结算就显得越来越有必要。这也是为什么国家要在2020年把上海在2020年建设成为国际金融中心和航运中心的原因之一。 经济的全球化发展使得国际结算业务有了长足的进步。环球银行金融电讯协会（SWIFT）不再局限于欧洲区域而是在全球展开，到2007年6月SWIFT的服务已经遍及207个国家，接入的金融机构超过8000家，支持中心也扩大到3个，有力的支持了国际结算业务在国家间的开展。在现今的国际结算中主要清算货币有美元、欧元、英镑、日元、港元等。这些结算中以美元为主，这是自金融危机以来美元作为结算货币的主导地位无法动摇的原因之一。但是随着中国这个巨大的经济实体在世界经济中发挥的影响力越来越大越来越重要，中国把人民币作为清算货币就有了其基础和必要性，随着人民币国际化进程一步步的铺开，上海国际金融中心建设的推进，在不出意外的未来中国的人民币也会成为国际的清算货币，这对中国的好处是显而易见的。至于人民币替代美元的地位还为时尚早。 全球国际结算开展水平良莠不齐。作为现代资本主义的起源地，欧美发达国家的国际结算处在领先地位，技术先进，规章制度健全，支付手段多样便捷。至于发展中国家，以“金砖四国”为代表的资本新兴国家则处于中游地位，这些国家在国际结算中越来越有话语权，最典型的例子就是中国银联与VISA在结算通道上的分道扬镳，我们也看到中国银联在与VISA竞争中所面对的诸多困难。发展中国家中的其他国家在国际结算中就处于被动的地位了，这些国家在国际结算组织中的投票权往往是其他利益国家争夺的对象。 在经济全球化的大背景下，，国际贸易将会越来越广泛和深入，作为重要支付手段，随着新技术和新手段的引进国际结算势必会为国际贸易和全球经济做出巨大的贡献。这次以美国为源头的金融危机让世人看到了现行的国际结算体系中
浅谈无所不在的计算
摘要 随着计算机、通信、网络、微电子、集成电路等技术的发展，信息技术的硬件环境和软件环境发生了巨大的变化。这种变化使得通信和计算机构成的信息空间与人们生活和工作的空间正在逐渐融为一体。普适计算（pervasive computing, ubiquitous computing）（即无所不在的计算）的思想就是在这种背景下产生的。普适计算是由Xerox PARC首席科学家Mark Weiser1988年提出的一种超越桌面计算的全新计算模式。普适计算具有两个关键特性：一是无所不在性，即随时随地访问信息的能力；二是透明性，通过在物理环境中提供多个传感器、嵌入式设备、移动设备和其他任何有计算能力的设备，从而在用户察觉不到的情况下进行计算、通信并提供各种服务，最大限度地减少用户的干预。 本文综述了普适计算（无所不在的计算）的内容、特点、发展现状、研究领域、发展趋势等方面内容，同时我也作出了自己对普适计算的看法及理解。 关键字：普适计算；发展；实现方法；应用；理解
目录 1.普适计算的定义 (1) 2.普适计算的基本思想及产生原因 (1) 2.1普适计算的核心思想 (1) 2.2普适计算的目的 (1) 2.3普适计算产生的最根本的原因 (1) 3.普适计算的提出及发展 (1) 4.普适计算的特点 (2) 4.1普适性 (2) 4.2透明性 (2) 4.3动态性 (2) 4.4自适应性 (2) 4.5永恒性 (2) 5.普适计算研究的主要内容 (2) 6.普适计算的实现 (2) 6.1绑定 (3) 6.2自发的交互 (3) 7.普适计算模式中关键性研究领域 (3) 7.1开发针对普适计算的软件平台和中间件 (3) 7.2使计算机展现统一的服务界面 (3) 7.3建立新型的人与计算服务的交互通道 (3) 8.普适计算在教育中的应用项目 (4) 8.1清华大学smart class项目 (4) 8.2淡江大学Hard SCORM项目 (4) 8.3麻省理工学院OXYGEN项目 (4) 9.普适计算面临的挑战 (4) 9.1普适计算对计算机科学的各个层次的研究提出的新的要求 (4) 9.2普适计算在未来发展过程中的几大挑战性的问题 (4) 10.普适计算之我见 (5) 参考文献 (6)
浅谈情感计算——人机交互技术新前景
2015-2016学年第一学期 《人机交互的软件工程方法》 课程大作业 学生姓名熊利 学号5011213509 所属学院信息工程学院 班级计算机17-5 授课教师范振岐 塔里木大学教务处制
浅谈情感计算——人机交互技术新前景 摘要：情感在人类的认识和人机交互中起着关键性的作用．具有情感能力的计算机就是让计算机能够在和人类相处时更有智能、更为敏感和更为和谐和亲切。情感研究的进展与展望如何，情感计算的应用等都将是本文探讨的内容。 关键字：情感计算；人机交互；应用；展望
目录 1引言................................................................ - 1 - 2情感计算的发展与展望................................................ - 1 - 3情感计算的具体研究内容.............................................. - 2 - 4情感计算的基本内容.................................................. - 4 - 5情感模型的描述语言.................................................. - 6 - 6情感计算在人机交互设计中的应用...................................... - 8 - 6.1人机界面设计................................................... - 8 - 6.2人机接口设计................................................... - 8 - 6.3智能型教学代理人............................................... - 8 - 7情感计算的延伸应用.................................................. - 9 - 8总结............................................................... - 10 - 参考文献............................................................. - 10 -
浅谈计算机操作系统现状与发展
浅谈计算机操作系统现状与发展 摘要：操作系统（Operating System，简称OS）是计算机系统的重要组成部分，是一个重要的系统软件，它负责管理计算机系统的硬、软件资源和整个计算机的工作流程，协调系统部件之间,系统与用户之间、用户与用户之间的关系。随着操作系统的新技术的不断出现,功能不断增加。操作系统作为一个标准的套装软件必须满足尽可能多用户的需要，于是系统不断膨胀，功能不断增加，并逐渐形成从开发工具到系统工具再到应用软件的一个平台环境。更能满足用户需求。本文主要针对操作系统在计算机发展中的核心地位和技术变革作出了分析,同时对计算机操作系统的功能,发展和分类做了简单的分析和阐述，以及对计算机未来发展趋势做了一个预测。 关键词：计算机操作系统，发展历程，新技术，发展趋势 Talking about the Present Situation and Development of Computer Operating System Abstract: Operating system (OS) is an important part of the computer system, is an important system software, which is responsible for managing the computer system hardware and software resources and the entire computer workflow, coordination between system components, systems and users Between the user and the user relationship. With the continuous emergence of the new technology of the operating system, the function is increasing. The operating system as a standard suite of software must meet the needs of as many users as possible, so the system is constantly expanding, the function is increasing, and gradually formed from the development tools to the system tools to the application software to a platform environment. More able to meet user needs. This paper mainly analyzes the core position and technological change of the computer in the development of the computer system, and makes a simple analysis and elaboration of the function, development and classification of the computer operating system, and makes a prediction of the future development trend of the computer. Keywords:Computer,system, development,process, technology, trend 引言： 操作系统是管理计算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源；控制程序运行；改善人机界面；为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。操作系统是一个管理电脑硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统是管理计算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源;控制程序运行;改善人机界面;为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。操作系统是一个庞大的管理控制程序，大致包括5个方面的管理功能:进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。
新常态下我国制造业发展的几点思考
新常态下我国制造业发展的几点思考 一国制造业的发展水平是国家是否强大的重要标志，是富国之基、强国之本。我国经济步入“新常态”，从高速增长转为中高速增长，认识新常态，适应新常态，引领新常态，是当前和今后一个时期我国经济发展的大逻辑。在这样的时代背景下，认清制造业当前面临的形势，分析制造业存在的问题，推动制造业在调整中发展，在发展中创新，对于提升综合国力、保障国家安全，实现两个百年的奋斗目标具有重要意义。 当前我国制造业面临的形势 当前，新一轮科技革命和产业变革正在与我国加快转变经济发展方式形成历史性交汇，新的国际分工格局正在重塑。特别是随着各种新技术的不断涌现，制造业内部也在发生深刻变革。 1.世界制造业分工格局的重大调整已经拉开序幕 新一代信息技术广泛渗透，推动关键领域技术的持续突破、不断融合和加速应用，正在引发制造业发展理念、技术体系、制造模式和价值链的重大变革。协同、智能、绿色、服务等日益成为制造业的核心价值体现；泛在连接和普适计算将无所不在，虚拟化技术、3D打印、工业互联网、大数据等技术将重构制造业技术体系；基于信息物理系统的智能工厂将成为未来制造的主要形式；网络重包、异地协同设计、大规模个性化订制、精准供应链管理等正在构建企业新的竞争优势；全生命周期管理、总集成总承包、互联网金融、电子商务等加速重构产业价值链新体系。 国际金融危机后，美国提出“工业互联网”战略，打造信息网络技术与制造业深度融合的国家竞争新优势；德国提出“工业4.0”战略，倡导智能制造与智能工厂等。同时，在制造业中低端领域，一些新兴经济体也在加强谋划和布局，积极融入全球产业分工体系，在承接产业及资本转移、拓展国际市场空间等方面展开更加激烈的争夺。如印度2014年9月推出“印度制造”战略计划，宣布了一连串吸引外资的重大政策，意图打造新一代的世界制造工厂。我国制造业面临发达国家和其他新兴经济体“前后夹击”的双重挑战。 2.我经济社会发展的内生环境对制造业发展提出更高要求 新常态下，经济发展从要素驱动、投资驱动转为创新驱动发展战略，经济发展方式转型，经济结构不断优化，“四化”良性互动推进，资源和环境的外部约束不断强化，劳动力等生产要素成本正在加快上升，主要依靠低成本要素投入实现规模扩张的粗放发展模式已难以为继，提高发展的质量和效益已成为经济发展的首要目标。转变我国经济发展方式，打造竞争新优势，重点在制造业，难点在制造业，出路也在制造业。 我国经济社会发展各领域对制造业需求的层次不断提升。各产业部门新的装备需求、人民群众新的消费需求、社会治理服务新的能力需求、大国博弈和国防建设新的安全需求，在生产装备技术水平、消费品品质提升、公共设施设备共给、重大技术装备自主可控等各方面，都对制造业提出了更高要求。
人工智能发展现状与趋势分析
人工智能发展现状与趋势分析从互联网到物联网,我们到底还有几步路要走? 电影里刷脸、在办公室遥控家中电器、无人驾驶那些看似天方夜谭的镜头,正在一一变成现实,未来还会变得更神奇吗? 从人口密集型大国变成人工智能(AI)大国,中国可以吗? …… 打破怀疑,这是追逐信仰的时代。而新产品层出不穷,科技日新月异,对富有创新精神的企业来说,这也是一个最好的时代。 一、AI之战 互联网行业的诸神之战,始于AI。谷歌、微软、百度等巨头的开发者大会,更像是一场AI的角力。 时间的指针拨向2019,战火未燃,硝烟弥漫。 谷歌开发者大会发布新系统Android Q,强调在新技术、保护隐私、时间管理等方面的创新,方便用户关闭各类涉及隐私的功能,同时让用户更好地管理使用时间。 微软开发者大会推出Azure SQL数据库工具,凭借“无服务器”的能力处理计算任务。这意味着开发人员不必设置和管理数据库的底层资源。 苹果开发者大会推出新款MacPro,宣布关闭iTunes服务。 2017年7月,百度在AI开发者大会上李彦宏把无人车开上了五环,并正式宣布酝酿多年的“Apollo”计划——向汽车行业及自动驾
驶领域的合作伙伴提供一个开放、完整、安全的软件平台,帮助他们 结合车辆和硬件系统,快速搭建一套属于自己的完整的自动驾驶系统。 2018年7月,百度AI开发者大会再曝重磅消息——一是没有方 向盘的百度无人车量产下线,标志着中国第一辆全自动无人驾驶车具 备了量产能力;二是AI(人工智能)芯片昆仑发布。 时间迈入2019年7月,百度AI开发者大会上,首席执行官李彦宏与吉利集团董事长李书福登台互动,体验“车家互联”。李书福一直 是百度阿波罗(Apollo)的坚定支持者,从博越pro开始,吉利全线搭 载小度车载OS。 与传统的语音交互不同,小度车载 OS升级到了包括视觉在内的 完整自然交互体验,可以实现从被动响应到主动感知的用户需求。车 主在车内可以实时操控家中电器,比如提前预热家里空调、或者关闭 家里的电器开关等等。 “双李”会,不仅是树立了产业智能化的标签,更是将AI战争推 向了新的高度。 二、百度AI先行 有这样一首波斯诗歌:蜘蛛在帝国的宫殿里织下它的丝网,猫头 鹰却已在阿弗拉希阿卜的塔上唱完了夜歌。 这恰如汽车产业目下的“丝网”和“夜歌”——传统汽车巨头过去百年都在编织着自家整车制造的“丝网”,而科技巨头半路杀出, 在朝着技术变革的路上吟唱着“夜歌”。
普适计算的现状与趋势
普适计算的现状与趋势（转载） 2010-10-09 16:48:29| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅 随着计算机、网络等技术的蓬勃发展，信息技术的软件和硬件环境均发生了巨大的变化，这种变化使得由通信和计算机构成的信息空间与人们生活和工作的物理空间逐渐融为一体。在这种背景下，普适计算应运而生。南开大学计算机系教授辛运帏博士等对国内外普适计算的现状与趋势，以及天津普适计算研究的切 入点进行了分析。 一、普适计算的提出 普适计算(Pervasive Computing)也称无处不在计算(Ubiquitous Computing)，它集移动通信技术、计算技术、小型计算设备制造技术、小型计算设备上的操作系统及软件技术等多种关键技术于一体，通过将普适计算设备嵌入到人们生活的各种环境中，使通信服务以及其它基于信息网络的各种“以人为中心”的计算和信息访问服务在任何时候、任何地点都成为可能，许多计算设备通过全球网络为使用者提供更加人性化 的服务。 普适计算技术彻底地改变了“人使用计算机”的传统方式，让人与计算环境更好地融合在一起，在不知不觉中达到“计算机为人服务”的目的。普适计算技术以人的需求为中心，从根本上改变了人去适应机器计算的被动式服务思想，强调用户能在不被打扰的前提下主动、动态地接受网络服务。它改变了计算只局限于桌面进行的传统，使用户能以各种灵活的方式享受计算能力和系统资源。它将计算嵌入到人们的日常生活中，实现任何地点、任何时候、任何人都能访问任何信息的交互，能在真正意义上实现以人为本的生活 方式。 二、普适计算体系结构 普适计算体系结构主要包括普适计算设备、普适计算网络、普适计算中间件、人机交互和觉察上下文计 算四个方面。 1．普适计算设备：一个智能环境可以包含不同类型的设备，如传统的输入输出设备、无线移动设备和智能设备。理想状态下，普适计算应该包括全球范围内嵌入的具有主动或者被动智能型的每一个设备，能够自动搜集、传递信息，并且根据信息采取相应行动。 2．普适计算网络：随着计算机软硬件技术的发展，普适计算设备的数量将成倍增长，这对现有技术提出了更高的要求。除了扩展基本结构以适应需要之外，全球化网络也必须修改现有的应用来完成普适计算 设备到现实社会系统的集成。 3．普适计算中间件：除了分布式计算和移动计算，普适计算还需要中间件来完成网络内核与运行在泛化设备上的终端用户应用程序之间的交互。普适计算中间件应从用户的角度出发协调网络内核和用户行为 间的交互，并且保持用户在泛化计算空间的自然感。 4．人机交互和觉察上下文计算：普适计算使计算和通信能力无处不在的融合在人们生活和工作的现实环境中，人机交互的不可见性是必需的。因此，普适计算提出了一种新的人机交互方式——蕴涵式人机交互，它需要系统能觉察在当时的情景中与交互任务有关的上下文，并据此做出决策和自动地提供相应的服
普适计算发展的思考
普适计算发展的思考 摘要：普适计算作为一种崭新的计算模式, 极大方便了人们的工作和生活。简单介绍了普适计算的基本涵义，现阶段的发展概况以及对其发展的一些思考。对普适计算发展的思考主要是讨论了其发展中所面临的一些挑战，发展中对人类健康、环境、社会等可能带来的一些隐患。 关键词：普适计算;计算模式;环境 The Thinking of Pervasive Computing Development Abstract:Pervasive computing as a new computing mode, greatly convenient for people's work and life. Simple introduced the basic meaning of pervasive computing, at present the development situation and the development of some of the thinking. Thinking of pervasive computing development is mainly discussed some of the challenges faced in its development, and some of the hidden dangers brought by its development for human health, environment, society . 1引言 计算模式已经经历了主机计算和桌面计算两个时代[1]。在主机计算时代，计算机是稀缺的资源，人与计算机的关系是多对一的关系，人们必须用生涩的机器语言与计算机打交道。 20 世纪80 年代，PC开始流行，计算模式也随之跨入桌面计算时代，这时，人与计算机的关系演变为一对一的关系。近年来，随着计算机及相关技术的发展，通信能力和计算能力的价格正变得越来越便宜，各种设备的体积也越来越小，各种形态的传感器、计算联网设备蓬勃发展，同时由于人类对生产效率、生活质量的不懈追求，人们开始希望能随时、随地、无困难地享用计算力和信息服务，由此带来了计算模式的新变革，这就是计算模式的第三个时代——普适计算（Pervasive Computing或Ubiquitous Computing）时代。 2普适计算的涵义 普适计算的概念最早由施乐公司PALOATO研究中心的首席技术官Mark Weiser提出。他在1991年指出：21世纪的计算将是一种无所不在的计算模式。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。此后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系统——Ubicomp系统。该系统可以看作是普适计算环境的一个原型，在一定程度上支持了Weiser普适计算[2]的设想，对普适计算的发展有着十分突出的促进作用。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，尤其是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，
普适计算及应用
福州大学至诚学院 院选课（论文） 题目：普适计算 姓名：游巧颖 学号： 210893831 系别：环境资源工程系 专业：资源环境与城乡规划管理 年级： 2008级 指导教师：陈羽中 2010年6月 1 日
独创性声明 本毕业设计（论文）是我个人在导师指导下完成的。文中引用他人研究成果的部分已在标注中说明；其他同志对本设计（论文）的启发和贡献均已在谢辞中体现；其它内容及成果为本人独立完成。特此声明。 论文作者签名：游巧颖日期：2010年6月1日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解福州大学至诚学院有关保留、使用学位论文的规定，即：学院有权保留送交论文的印刷本、复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅；学院可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后应遵守此规定。 论文作者签名：指导教师签名：日期：
目录 第1章论文................................................................. I 1.1 研究背景 (1) 1.2 研究意义 (1) 1.3 研究内容 (2) 1.4 论文组织 (3) 1.5 发展趋势 (9) 1.6 国内研究进展 (10) 结论 (11) 参考文献 (12) 谢辞....................................................... 错误！未定义书签。
第1章绪论 1.1 研究背景 随着计算机、网络等技术的蓬勃发 展，信息技术的软件和硬件环境均发生了 巨大的变化，这种变化使得由通信和计算 机构成的信息空间与人们生活和工作的 物理空间逐渐融为一体。在这种背景下， 普适计算应运而生。 普适计算(Pervasive Computing)也 称无处不在计算(Ubiquitous Computing)，它是在1991年由施乐公司 PALOATO研究中心的首席执行官Mark Weiser提出的一种新的计算模式，它是指 在日常环境下使人能够使用任意设备、通 过任意网络、在任意时间都可以获得一定 质量的网络服务的技术。它集移动通信技 术、计算技术、小型计算设备制造技术、 小型计算设备上的操作系统及软件技术 等多种关键技术于一体。 1.2研究意义 普适计算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”的计算环境。在这样的环境中，技术不再局限于桌面，用户可以通过手持设备、可穿戴设备或者其他常规、非常规的技术设备无障碍地享用计算能力和信息资源。它使通信服务以及其它基于信息网络的各种“以人为中心”的计算和信息访问服务在任何时候、任何地点都成为可能，许多计算设备通过全球网络为使用者提供更加人性化的服务。 普适计算技术彻底地改变了“人使用计算机”的传统方式，让人与计算环境更好地融合在一起，在不知不觉中达到“计算机为人服务”的目的。普适计算技术以人的需求
浅谈上下文感知技术及其应用
浅谈上下文感知技术及其应用 【摘要】上下文感知是指系统能够有效地利用上下文信息(如用户位置,时间,环境参数,邻近的设备和人员,用户活动等)进行对未来事情的推断。随着计算机网络和移动技术的快速发展,当人们之间互相作用的时候,他们之间隐含的使用上下文信息来推断和解释他们的实际情形。本文主要就上下文感知技术及其在现代生活中的重要地位进行了分析。 【关键词】上下文感知技术上下文感知技术的应用 1 、引言 随着计算机网络和移动技术的快速发展,当人们之间互相作用的时候,他们之间隐含的使用上下文信息来推断和解释他们的实际情形。本文主要就上下文感知技术及其在现代生活中的重要地位进行了分析。例如:当老师或学生进入教室时,可以将资源有限且处理能力低下的移动设备(如手机)的应用程序动态迁移到附近的资源丰富且处理能力强大的静态计算机上。然而,这种信息的迁移既费时又费力。因为没有为这些设备提供全局性的控制和协调机制。上下文是能够用来描述一个实体环境的任何信息,这些信息能够用来描述一个实体确定的一方面。实体可以是一个人、地点和被认为在用户和应用程序之间交互作用的对象,还包括用户和应用程序本身。如果一个系统能够使用上下文来适配它的行为到用户的事务,那么这个系统就被认为是上下文感知。上下文感知系统的一个关键要点就是上下文信息的处理和提供。 2 、上下文信息提供技术 随着计算机、移动计算以及传感器网络的发展,计算变得无处不在。1991年美国的马克•维瑟2博士于提出了普适计算,这种计算模式的最终目标是将由通信和计算机构成的信息空间与人们生活和工作的物理空间融为一体,支持用户“随时随地”并“透明”地获得符合其个性化需求的信息服务。普适计算模式要求计算设备能够感知用户所处的上下文及其变化,并做出相应的动作。研究人员把这种能感知用户上下文信息进而调整系统行为的技术称为上下文感知技术。 大家比较公认的第一个上下文感知应用项目是1992年Schilit.B和上下文感知系统的一个关键要点就是上下文信息的处理和提供。当今有许多的研究项目已经处理了关于这方面的问题。但是大多数的仅仅是关于像蓝牙或单独设备等局部环境。然而,在一个广阔范围的环境中采用上下文感知系统,像GSM 和UM TS等移动网络,提出一个全新的系统适配和上下文提供和管理的要求。此外,移动网络是由如用户,网络运营商,增值系统提供商和内容提供商等独立角色相互作用为特征的。因此,上下文感知系统要在一个交互作用的方式下实现。这篇论文主要讨论移动网络中上下文感知系统的一些挑战并通过上下文感知消息系
浅谈可穿戴计算技术及其应用
浅谈可穿戴计算技术及其应用 一。概述 可穿戴计算技术是一种将计算机穿戴在人体上进行各种应用的国际性前沿计算机技术，是智能环境的一个主要研究课题。 普适计算之父马克维瑟（Mark Weiser）对智能环境是这样描述的：这是一个由传感器、驱动器、显示器和计算机元素组成的物理世界，这些元素无缝嵌入到我们生活中的物件中，通过不间断的网络连接在一起。智能环境为人们提供了一个有趣的数字世界，不停运转的各种智能设备使我们的生活变得更加舒适和便利。 可穿戴计算技术（Wearable CompuTIng），目前国际上尚无较明确和完备的定义，国际上公认的可穿戴计算技术的先驱者，加拿大的斯蒂夫曼恩（Steve Mann）教授认为可穿戴计算机系统具有这样的特征：属于用户的个人空间，由穿戴者控制，同时具有操作和互动的持续性。正如人类将计算机作为外部设备使用一样，在一个可穿戴计算机系统中，计算机可以将人类的头脑和身体变成它的一个外部设备。同时，可穿戴计算机和人类之间的互动是持续性的，更重要的是，为了满足用户不中断正在进行的任务，可穿戴计算机还能够进行多任务操作。如果一台计算机是可穿戴的，那它将伴随在我们的日常生活中随时提供帮助，它就像穿衣服或其他形式的穿戴一样，尽可能的不引人注意。 二。可穿戴计算的关键技术 可穿戴计算技术并非是简单地把计算机微小化后直接穿戴在人们身上，它需要解决很多关键性的技术才能真正发展起来，以满足人们的应用需求。 1. 片上系统（SoC） 片上系统（SoC）是一个微小型系统，如果说中央处理器（CPU）是大脑，那么SoC就是包括大脑、心脏、眼睛和手的系统。国内外学术界一般倾向将SoC 定义为将微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器集成在单一芯片上。由于可穿戴计算系统在应用上便利性、舒适性的要求，决定了其处理系统应该是可定制的、 具有特定用途的微小化产品，SoC技术正是这一问题的解决方法。
普适计算
普适计算 目录 提出 核心思想 特点 发展预计 研究力量 提出 核心思想 特点 发展预计 研究力量 展开 普适计算又称普存计算、普及计算（英文中叫做pervasive computing 或者Ubiquitous computing）这一概念强调和环境融为一体的计算，而计算机本身则从人们的视线里消失。在普适计算的模式下，人们能够在任何时间、任何地点、以任何方式进行信息的获取与处理。 编辑本段提出 普适计算最早起源于1988年Xerox PARC 实验室的一系列研究计划。在该计划中美国施乐(Xerox)公司PARC研究中心的Mark Weiser首先提出了普适计算的概念。1991年Mark Weiser在《Scientific American》上发表文章“The Computer for the 21st Century” ，正式提出了普适计算（ubiquitous computing）。Mark Weiser指出： 普适计算
“The most profound technologies are those that disappear. They weave themselves into the fabric of everyday life until they are indistinguishable from it.” 1999年，IBM也提出普适计算(IBM称之为pervasive computing)的概念，即为无所不在的，随时随地可以进行计算的一种方式。跟Weiser一样，IBM也特别强调计算资源普存于环境当中，人们可以随时随地获得需要的信息和服务。 1999年欧洲研究团体ISTAG提出了环境智能（Ambient Intelligence）的概念。其实这是个跟普适计算类似的概念，只不过在美国等通常叫普适计算，而欧洲的有些组织团体则叫环境智能。二者提法不同，但是含义相同，实验方向也是一致的。 编辑本段核心思想 科学家表示，普适计算的核心思想是小型、便宜、网络化的处理设备广泛分布在日常生活的各个场所，计算设备将不只依赖命令行、图形界面进行人机交互，而更依赖“自然”的交互方式，计算设备的尺寸将缩小到毫米甚至纳米级。 在普适计算的环境中，无线传感器网络将广泛普及，在环保、交通等领域发挥作用；人体传感器网络会大大促进健康监控以及人机交互等的发展。各种新型交互技术（如触觉显示、OLED等）将使交互更容易、更方便。 编辑本段特点 普适计算的含义十分广泛，所涉及的技术包括移动通信技术、小型计算设备制造技术、小型计算设备上的操作系统技术及软件技术等。 间断连接与轻量计算（即计算资源相对有限）是普适计算最重要的两个特征。普适计算的软件技术就是要实现在这种环境下的事务和数据处理。 在信息时代，普适计算可以降低设备使用的复杂程度，使人们的生活更轻松、更有效率。实际上，普适计算是网络计算的自然延伸，它使得不仅个人电脑，而且其它小巧的智能设备也可以连接到网络中，从而方便人们即时地获得信息并采取行动。 目前，IBM已将普适计算确定为电子商务之后的又一重大发展战略，并开始了端到端解决方案的技术研发。IBM认为，实现普适计算的基本条件是计算设备越来越小，方便人们随时随地佩带和使用。在计算设备无时不在、无所不在的条件下，普适计算才有可能实现。 科学家认为，普适计算是一种状态，在这种状态下，iPad等移动设备、谷歌文档或远程游戏技术Onlive等云计算应用程序、4G或广域Wi-Fi等高速无线网络将整合在一起，清除“计算机”作为获取数字服务的中央媒介
中国计算机学会通讯—普适计算
普适计算：营造以人为本的信息服务新环境 特约编辑：史元春计算和通信技术的迅速发展，使计算机已经远远超出了其传统上的作用，而不仅仅作为实验室中科学计算的工具，计算机正以多种形态存在于我们的生活空间，并发挥其信息处理、存储、通信的作用。计算已经从一种稀缺独特的资源，演化为丰富平常的资源。目前，计算机的一项主要任务就是帮助提高人们日常工作生活的质量。因此，如何使计算和通信无所不在并成为普通用户都能方便享用的服务，成为研究者所关注的课题，即Pervasive Computing。这个概念的中文译法很多，有普及计算、泛在计算、无所不在的计算、普适计算等，其中“普适计算”得到普遍认可。 从字面看，普适计算可以解释为计算的普及性和适应性。前者指网络互联的计算设备以各种形式形态渗透到人们的生活空间，成为人们获得信息服务的载体——即信息空间普遍存在；后者指信息空间能以适合用户的方式提供能适应变化的计算环境的连贯的信息服务——即信息服务方便适用。普适计算的目标就是：在计算和通信无所不在的基础上，建立以人为中心的计算环境。普适计算有时也被称为Ubiquitous Computing、Proactive Computing和Calm Computing等，其理念都是创造一个以人为本的信息服务新环境。 普适计算力图将以计算机为中心的计算、转变为以人为中心的计算。这种转变将极大地促进信息技术在全社会的普遍应用，具有重要的战略意义。从20世纪90年代后期开始，世界各先进国家看到了数字技术将对未来社会生活产生革命性的影响，纷纷投入大量资源，在该领域展开深入的研究。普适计算研究具有重要的理论意义和很高的产业价值。 普适计算引发了对一种全新计算模式的探索，具有鲜明的交叉学科的特点。即便仅考虑计算机学科的问题，也涉及几乎整个学科的各个层面。 本组文章的作者都是2005年6月新成立的中国计算机学会普适计算专业委员会的委员，他们有着不同的学科背景，将从不同的侧面为读者展示普适计算的美好前景和他们正在努力探索的实现技术。根据文章重点讨论问题的不同，这8篇文章组织为“资源共享”、“设备便利”、“模式革新”、“标准铺路”等4个主题展现给大家。 “资源共享”的两篇文章来自中国工程物理研究院的李幼平院士和华中科技大学的金海教授。他们指出，基于网格的计算，可使得整个社会可以获得像电力网络传电一样传输计算和信息，于是，信息服务的无所不在将成为可能；进一步地，网格还将连接普适计算环境中大量的智能移动终端和智能空间，主动向用户提供合适的信息服务。我们可以看到，如果说
CAD技术的发展现状及未来前景
山东大学 课程论文 题目 CAD技术的发展现状及未来前景 政治学与公共管理院（系）公共管理专业课程名称先进技术制造及其发展 学号 201300032027 学生姓名梁允昀 邮箱 2820969439@https://www.wendangku.net/doc/9614168622.html, 日期 2014/5/26
CAD技术的发展现状及未来前景 梁允昀 （山东大学政治学与公共管理学院公共管理专业） 摘要：CAD即计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design) 利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。简称CAD。它的普及应用将使产品设计制造生产的传统模式发生深刻的变化，从而带动制造业技术的快速发展，是当前国际科技领域的前沿课题。CAD技术深入到许许多多的领域，制造业、工程设计、电器和电子电路、仿真模拟和动画制作、轻工、纺织、家电、服装、医疗和医药还有体育方面都应用到CAD技术。本文主要介绍了CAD技术的发展现状与未来前景。 关键词：CAD技术；发展现状；未来前景 CAD是计算机辅助设计，它是COMPUTERAIDEDDESIGN的缩写，也就是使用计算机和信息技术来辅助工程师和设计师进行产品或工程的设计。CAD技术是一项综合性的、正在迅速发展和应用的高新技术，已经成为企业提高创新能力。提高产品开发能力。增强企业竞争力的一项关键技术。[11] CAD的组成系统。CAD是一个综合的、集成了各种技术在内的系统，它将信息技术与应用领域技术紧密集成在一起。它所涉及的信息技术有：计算技术，包括计算机硬件和软件；图形学，包括图形学算法及其实现、图形软件、图形设备；数据管理，工程数据库管理系统、能处理文本、标准、规范等各种工程数据：数值分析，包括有限元分析、模拟、仿真等技术；智能技术，包括知识工程、专家系统、人工智能化接口等：人机界面。如图形用户界面、多媒体等：网络通信，包括局域网、因特网、内联网等。CAD的硬件是由计算机或工作站、大容量存储器、图形设备及其他外转设备、通信与网络设备。CAD的软件系统是由系统软件、数据管理软件、计算分析软件、文字处理软件、图形软件、专业应用软件、网络通信软件等组成的。CAD技术的发展对我国经济、文化、科技等领域的发展具有至关重要的作用，CAD技术的发展有利于促进我国在诸多领域的建设性发展，CAD技术作为最有前景的技术之一，将给我国带来不可估量的发展。因此，必须不留余力的发展CAD技术。[13] 在上世纪末，美国曾将CAD，CAM技术评为当时最具影响的十大科技成就之一。目前CAD技术的发展趋势主要围绕在标准化、开放式、集成化、智能化四方面。CAD技术具有广阔的应用前景。 一、CAD技术的应用 1、CAD技术在制造业中的应用 2、CAD技术在工程设计中的应用 3、CAD技术在计算机绘图技术中的应用 4、CAD技术在其他领域的应用，CAD技术的应用范围十分广泛 二、我国CAD技术的现状 我国CAD系统的开发和应用取得了一些成绩，国内已初步形成了二维CAD商品化软件市场，一些企业也引进了CAD系统，并运用CAD技术取得一些效益。但与国外相比差距仍然很大，存在许多问题。 1、目前我国CAD系统仅仅作为绘图工具，缺乏系统的设计方法和设计理论的指导
对计算思维的认识
对计算思维的认识 经管法王禹1211652 计算思维又叫构造思维，以设计和构造为特征，以计算机学科为代表的。它（Computational Thinking，CT）是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类行为。CT的本质是抽象和自动化。它是如同所有人都具备“读、写、算”（简称3R）能力一样，都必须具备的思维能力。 大体来说，计算思维有以下几个特点：（1）计算思维是一种递归思维。它是并行处理。它是把代码译成数据又把数据译成代码。对于别名或赋予人与物多个名字的做法，它既知道其益处又了解其害处。对于间接寻址和程序调用的方法，它既知道其威力又了解其代价。它评价一个程序时，不仅仅根据其准确性和效率，还有美学的考量，而对于系统的设计，还考虑简洁和优雅。（2）计算思维采用了抽象和分解来迎接庞杂的任务或者设计巨大复杂的系统。它是选择合适的方式去陈述一个问题，或者是选择合适的方式对一个问题的相关方面建模使其易于处理。它是利用不变量简明扼要且表述性地刻画系统的行为。它是我们在不必理解每一个细节的情况下就能够安全地使用、调整和影响一个大型复杂系统的信息。它就是为预期的未来应用而进行的预取和缓存。（3）计算思维是按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式从最坏情形恢复的一种思维。它称堵塞为“死锁”，称约定为“界面”。计算思维就是学习在同步相互会合时如何避免“竞争条件”的情形。(4) 计算思维利用启发式推理来寻求解答，就是在不确定情况下的规划、学习和调度。它就是搜索、搜索、再搜索，结果是一系列的网页，一个赢得游戏的策略，或者一个反例。计算思维利用海量数据来加快计算，在时间和空间之间，在处理能力和存储容量之间进行权衡。
普适计算的现状及发展
普适计算的现状及发展 焦扬F0612001 061209001 摘要计算技术的发展需要与之适应的计算模式。计算技术在桌面计算模式下经历的2 0年的飞速发展正蕴育着一种革新性的计算模式———普适计算.普适计算是信息空间与物理空间的融合，在这个融合的空间中人们可以随时随地和透明地获得数字化的服务，计算机本身将从人们的视线中消失，人们注意力的中心可以回归到要完成的任务本身。普适计算将从根本上改变人们对什么是计算的思考，也改变我们整个生活和工作的方式。本文从普适计算的概念，与无线互联的关系，技术支撑，特性，典型项目，以及其用途前景作用几个方面对普适计算有了一个全面的介绍。 1.什么是普适计算 通俗来讲，普适计算的含义十分广泛，所涉及的技术包括移动通信技术、小型计算设备制造技术、小型计算设备上的操作系统技术及软件技术等。普适计算是指无所不在的、随时随地可以进行计算的一种方式；主要针对移动设备，比如信息家电或某种嵌入式设备，如掌上电脑、BP机、车载智能设备、笔记本计算机、手表、智能卡、智能手机（具有掌上电脑的一部分功能）、机顶盒、POS销售机、屏幕电话（除了普通话机的功能还可以浏览因特网）等新一代智能设备。普适计算设备可以一直或间断地连接着网络。与Internet、Intranet及Extranet连接，使用户能够随时随地获取相关的各种信息，并做出回应。由于普适计算设备的高度移动性，所以也被称为移动计算。普适计算提供了经由网络，使用各种各样的普适计算设备，访问后台数据、应用和服务的功能。无论使用何种普适计算设备，用户将能轻易访问信息，得到服务。普适计算降低了设备使用的复杂性，帮助提高在外办公人员的效率和人们的日常生活水平。 从软件系统的角度来讲，普适计算是指使用小型计算设备、在位置不断移动的过程中或在地理位置分布很广的范围内，在不稳定的通信条件下实现联机事务处理和企业核心数据访问。这些小型计算设备，具有多种通信手段，如移动通信网络、卫星等，能与互联网或企业内部网相连，但这种连接不是固定的连接，而是间断的连接。普适计算的软件技术使用户可以使用这些设备进行复杂的联机事务处理和信息访问，因为用户所使用的设备体积小，可用的计算资源（内存、存储设备和CPU）都相当有限，大部分处理工作由计算中心的数据服务器和应用服务器完成。 Internet与网络的迅速普及应用，并向家庭领域不断扩展，使消费电子、计算机、通信