普適計算的探討

林 宏

（閩江學院 物理學與電子信息工程系，福建 福州 350108）

普適計算的探討

林 宏

（閩江學院 物理學與電子信息工程系，福建 福州 350108）

普適計算強調以人為本的計算思想，主張計算應迎合人的習性，自主地與使用者產生互動，使用戶能集中精力于所要完成的任務。在普適計算環境下，計算將融入到人們的日常生活之中，使人們能夠隨時隨地無妨礙地獲得計算和信息服務。文章介紹了普適計算的概念、包含的技術及其在生活中的例子。

普適計算；人本計算；空間

隨著計算技術的發展，人類已經由PC時代進入網絡時代，進而進入后PC時代。IBM在1999年創造了一個名詞——“普適計算”(又叫“普及計算”，Pervasive Computing)。“普適計算”指的就是，“無論何時何地，只要人們需要，就可以通過某種設備訪問到所需的信息”。從計算技術的角度來看，人類已經由網絡計算逐步延伸到了普適計算。

1 普適計算概念的提出

普適計算 (Pervasive Computing)概念最早源自Xerox ARC(Palo Alto Research Center)計算機科學實驗室首席科學家Mark Wiser LI在1988年提出的“Ubiquitous Computing(縮寫為Unicom或UC)”思想，現在文獻中又常以“Pervasive Computing”出現。普適計算將極大地影響甚至改變計算機軟、硬件學科的未來發展方向。為此，Mark Wiser指出在普適計算環境下影響計算機科學發展的一些新問題。第一，普適計算要求新的硬件部件設計思想 (如處理器芯片設計以低能耗為優先考慮目標)；第二，為適應普適計算需要，網絡協議必須修改或增強。

此后，Mark Wiser于1991年在論文 (The Computer for the 21st Century)對普適計算做了更為系統和全面地闡述。主張計算機的使用應迎合人的習性，融人人的日常環境及工具中，并自主地與使用者產生互動。認為普適計算的發展將帶領人們進入“寧靜技術”(Calm Technology)時代——讓技術無縫地融人日常生活，使人們擺脫技術帶來的“壓迫感”，使技術處于非妨礙狀態，無需用戶分散精力進行干預。Mark Wiser為人們描繪了一個美好的未來信息世界。

2 普適計算的理解

在普適計算環境下，人們隨時隨地都可能使用到多個計算設備，這時人的注意力就成為一種稀缺資源，如果在這種環境下還要求用戶對每一個設備計算操作的話，用戶就無法很好地完成任務。所以，普適計算關注的是人們的注意力以及人們對計算的滿意程度，是一種以人為中心的計算模式，即人本計算。

從另一個角度來看，計算模式的發展過程也是物理世界與信息空間融合的過程。普適計算實現了物理世界與信息空間的融合，讓人們可以自由地穿行于物理世界和信息空間，“就如同人們在森林中散步般清馨自然”。

3 普適計算包含的技術

普適計算是一個廣泛的概念，集合了無線計算、游牧式計算、松散計算、日常計算、無所不知的計算等內容，所涉及的技術支撐包括移動通信技術、全球網絡服務、嵌入式操作系統、P2P對等計算、網格計算、藍牙等。

移動通信技術正在由3G向4G標準過渡。4G的概念可稱為廣帶（Broadband）接入（所謂廣帶，是指網絡速率高于10Mbps的傳輸系統，比寬帶網絡具有更高的系統性能指標）和分布網絡，具有超過2Mbps的非對稱數據傳輸能力，包括廣帶無線固定接入、廣帶無線局域網（WLAN）、移動廣帶系統。

普適計算實際上可以看作網絡計算的自然延伸。沒有發展成熟的全球網絡系統做基礎，普適計算就只能是一個幻想。Mark Wiser定義普適計算區別于主機計算或桌面計算的本質特點就是一個人可以享受多臺計算機。其中一些計算機資源是通過人們在幾分鐘內搜索因特網得到的，另一些則是嵌在墻壁、椅子、服飾、開關、汽車甚至一切物理設備里。因此所有物理設備必須一直或間斷地與intermit、intranet及Extranet連接，使用戶能夠隨時隨地獲取相關的各種信息并做出回應。從這點來看，全球網絡服務的重要性不言而喻。

普適計算技術是針對不同性能的網絡、終端以及臺組成的普適環境提供統一的開發平臺和應用服務，而網格計算是在普適環境下實現資源共享服務共享的一種有效形式。網格計算的思路是將過剩的計算能力以及其它閑置的資源聯系起來，以供給那些在一定時間內需要高性能計算能力的部門。簡單說就是把互聯網上的眾多計算資源整合成一臺虛擬的超級計算機，實現各種資源的全面共享。

4 普適計算的實用舉例

普適計算并不神秘，都是實實在在地建立在已有的和未來的各種信息技術基礎之上。從信息科學中所研究的理論和方法到硬件、軟件的設計和工程，最終都可整合到普適計算中。問題是如何將人們的研究和開發工作調整到普適計算這一必然之路上來，以加快“計算”在日常生活中“消失”的進程，普適計算的困難在于體系結構以及各種技術的無縫整合。

現實生活中普適計算的應用包括數字家庭、網絡電視、4G手機等，下面介紹一個IBM研發的藍板(Blue Board)技術。這是一片薄薄的屏幕板，使用者只用其胸前掛著的看上去與普通員工卡沒什么兩樣的小卡片，對準藍板

一下，就可以顯示出其個人主頁及定制好的其他內容。其后的一切操作和任務都只靠使用者的手指在藍板上指指劃劃就全部搞定了，包括查閱資料、共享文件與同事實時傳信息、發送指令、布置任務、協同工作等。有了藍板技術，將來人們外出時，不再需要攜帶計算機。只需帶著這張小小的卡片，進入系統就可以在任何地方工作或傳遞信息，而這張小小的卡片就成了一臺計算機。

［1］饒云波，張應輝.基于普適計算的研究與應用［J］.微計算機應用，2006，（5）.

［2］石為人，周彬，許磊.普適計算：人本計算［J］.計算機應用，2005，25（7）.

［3］曾憲權，裴洪文.普適計算技術研究綜述［J］.計算機時代，2007，（2）.

林宏(1976-)，女，碩士，講師，主要研究方向：計算機軟件及算法。