普适计算——新一代计算模式和理念

普适计算

新一代计算模式和理念

展和臼益成熟的基础上体现了信息空问与物理空间的幕

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【摘要】

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ｍ札ｔｇ－Ⅻ究Ｍ越ｍＨⅫ壮ｊ４８术

最＾慢Ｚ

台趋势反映了＾们对信息服务模式的更高需求——希§

能随时随地自由地享用计算能力和信息服务使＾§生活的物理环境与计算机提供的信息环境之间的美系发生革命性改变。普适计算关键在于以人为本而不以计算＃为中心因此普适环境中各组成元素的功能角色将不■于橐面计算模式。此时设备是进人应用一数据空间的门户而不再是用户必须管理的客户软件的存储库应用是用户执行任务的途径而羊再是为挖掘设备能力而编写的ｇ件．计算环境是一个信息强化了的物理空间而不再是》

不，苜＾＾姆Ｔ曾违ｎ婶ｎ堪盘毹毒目睢

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１≯砖拓ＲＦＩｎ

随着计算机通信嗣络馓电子集成电路等技术

的发茬信息技术的硬件环境和软件环境发生了巨大变化。这种变化使得通信和计算机构成的信息空间与＾们生活和

储存平口运行技件而存在的一个虚拟环境。

工作的物理空间正在逐渐融为一体普适计算的思想就是

在这种背景下产生的．膂适计算ＩＰｅｒｖａｓｉｖｅＣｏｍｐｕｔｉｎｇ或

Ｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓ

普适计算时代将产生疆盖全社会的有线无线混台目络称为普适网络世舁上的所有物品都搏连接在普适＃络之中。＾们可Ⅵ在任何地方甩各种方便的方式访问｛适嗣络所提供的信恩瓷源普适计算的目标之一是使得Ｈ算机设备可“感知周围的环境变化从而根据环境的窭自自动做Ｍ基于用户需要或者设定的行为．作为瓤一代的ｄ算模式普适计算的瞳用领域极其广泛几乎涵盖了人”日常生活的各个领域．与此同时

普适计算带来许多新＊

机台数字家庭就是其中之一它将改变人们未束的生２方莨。数字家庭能通过家庭网是将宽带网络接＾京庭§庭内部的网络可以是无线或有缠的。在家庭内部手持《备Ｐｃ或者家用电器通过有缝或者无线的方式连接到目结从而提供了

十无缝空互和普遘计算的环境、下目

Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）是由ＸｅｒｏｘＰＡＰ（：中心的科学家

ＭａｒｋＷｅｉｓｅｒ干Ｉｇｇ］年首次提出的一种超越桌面计算的全新计算模式。他认为’●伟大的计茸技术燕那些消失了的

技术它们将自己魁＾到日常生后用品中以至于它们从＾们的攫缝中滴戋

普适计算具有两个美键特性一是无所

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譬器嵌人式设备移动设备和其他任伺有计算能力的设备从而在用户察觉年到的情况下进行计算通信并提供各种服务最太限艘地减少用户的升＾。

普适计算选一新型的计算模瓦建立在分布式计算

通

信网络移动计算静八式系统传罂器等技术的飞速发

普适计算

ｉＩ皿

舟绍几种与普适计算相关的具体产品和应用。

ｚＩ￡Ｒ坩。盂，韩国手机制选商Ｃｕｆｉｔｅｌ公司在２００４年底展示了该公司推出的ＺｉｇＢｅｅ手机。ＺｉｇＢｅｅ是种短距离低遵率无线网络技术提案。它是一种介于ＲＦＩＤ和蓝牙之间的技术主要用于近距离无线连接是种更加简单和实用的无线网络协议。Ｚｉｇ，Ｂｅｅ的前身是１９９８年由ＩＮＴＥＬｍＭ等产业巨头发起的ＨｏｍｅＲＦＬｉｔｅ技术。目前ＺｉｇＢｅｅ的网络标准由ＩＥＥＥ８０２１５工作组负责制订．被称作ＩＥＥＥＳ０２

１５４

技术标准．ＺｉｇＢｅｅ建立在８０２１５４标准之上．它使用直接序列扩额技术收发电渡利用２４ＧＨｚ频段９６８ＭＨｚ频段９１５ＭＨｚ频段．一发调制方式使用Ｏ ＱＰＳＫ时最大数据传赣速度为２５０ｋｂ／ｓ。

智能尘壤早在∞世纪末有关智能灰尘的报道就吸引了无数的眼球．美每加州大学柏克莱分校开发出了一种

新型侦察用搬型探测器取名。智能尘壤。．该探测器小到可装连一个阿斯匹林药片大小的塑料窖雒内可用于侦察近距离敌方的活动情况。这饔研究目前已经到了实地测试鼢段。实际上除了军事用途之外智能灰尘在技术上和工程上也有善广泛的应用。姜国加州大学份研究报告声称在１９９９年只需利用市场上现有产品便可在５立方毫米的体积内装上温度湿度大气压力光强倾斜振动和磁场传感器双向无线电通信装置徽处理器控制器和电池通信距离可达Ａ１米智能灰尘的体鞠微小具有无线联网能力

而且价格非常便宜。使用功能不同的智能

灰尘可以迅速搭建个可灵活的智能化计算环境——普

适计算环境人们预测２０１０年左右各种粪｛Ｉｌ的产品盒大量面市在军事商用和民用等领域发挥重要作用，

Ｒｒｕ，盱至射频识别ＩＲＦＩＤＩ又称电子标签ＣＥ－Ｔａｇ）是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的拄术具有快建实时可重复使用穿透性强环境适

应性强数据窖量太等多种优点可广泛应用于制造零

售物流交通等普个行业。通过给所有物体贴上电子标

签ＲＦＩＤ实现了物理空间中物体与信息空间中对象的绑定为构建普遍的智能物体提供了一种切实可行的途径使其可能成为构建彗适计算环境具有现实意义的重要基础技术．ＲＦＩＤ系统产生的数据蕴台了丰富的关于物理世界和人类行为的信息具有重要的研究和应用价值．在普适计算领域ＲＦＩＤ数据可以为应用提供丰富的上下丈信息。

ＲＦｌＤ技术可以用于位置癌知还可以用于实时雅知物理空

间中物体的存在并跟踪萁流动．通过分析人们日常生活中与物品交互过程所产生的ＲＦＩＤ事件序列还可以发现人的行为模式特征为应用提供更高层攻的上下文信息。

智能；≮车在汽车上可嵌＾小型计算信息和传感设备用来控制燃料的使用并根据温度和气压调整发动机的运转。这些部件谈此相连并把测出数据作为汽车运行

保养的分析基础数据。当汽车修理肘修理人员插＾一个

计算机连接器件．获取这些数据来分析还可以增加复杂的数据连接功能蛆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墒八目的地显示出到选目的地的最快路径以厦连上互联网菇他信息如天气预报饭店的地址和电话等。宽善的数据连接功能可以为用户捏供更多的服务。

Ｈ把一ｏＲＪ借助于普适训算提供的无所不在的信息服

务』、们能在任何地点任何时候访问信患雅务网络比如在预定比赛门票科用电子家庭解决方案々人们生活更方便舒适纸质书本被廉价轻便的交互式媒体所替代学习方式也会有所斐化。青少年在家可以和远方朋友实现面对面高质量影音交流．驾车将是项更为轻松愉快的诘动．嵌＾ＧＰＳ的汽车可以帮助导航提供旅游啬询还有近乎完美的防盎服务等，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捷方搴的技术研发。ＩＢＭ公司认为实现翦适计算必须让计

算机学尝理解人的衷情碚受最终让＾姐景自然的方式

使用计算机，

普适计算指的是无所不在随时随地可以进行的一种计算方式它泞殛的技术包括穆动逮信拄术小型微型计算设备制造技术微型圭ｉ｝作系统技术及软件技术等，桌面汁算致力干把＾置于计算机所创造的虚拟世界星而普适

㈣＊舯－Ｂ＊８２３

普适计算

３ｎＵ

＿】＾筑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

在币稳定的通信备件下实现联机事务处理和生韭

槛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绪卫星等能与互联硼嘘企业内目＆嬲相连但这种连接不是固定的连接而是斌断的连接瞢连计算的软件拄术使用尸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）都相当有限大部丹处理工作由、ｏ算中，ｕ的数据服务器和廊用服务器亮成

Ｊ一些著名的研究项目

计算ⅢＵ是使计算机融＾＾的生活空间形成个无射不

在

无处不在而又不可见的计算环境，蒈ｊ｛计算的重点

无她不在的自适应计算环境。

昔适计算的概念于上世纪９０年代初提出但当时硬件技术基础实际并不存在只实现了一十原型随着近十年技术的进步普适计算的许多关键元件已有了商业产品如手持和可穿戴计算机无线局罐网恃感和控制家用电器的器件等因此９０年代末以后

些著名大学和工业

如ＭｌＴ的

ＵＣＢｅｒｋｅｌｅｙ

在于提供面向客尸

在普适计算环境中』、们可以。随时随地ｆ或无所不在）和透明。地获得数字化服务。也就是说随时随地和透明性是营适计算最重要的两十特征，其中

‘随时随

地是指＾们可以在工作和生活的任何场所获碍服务而不用端坐在计算机前，１透明”是指获得这种服务的卉式Ｔ丹轻松自然这种服务的访问甚至可“在用户没有觉察的

界相继出现了各种普盾计算的研究项目

Ｏｘｙｇｅｎ

ＣＭＵ的Ａｕｍ

Ｍｉｃ

Ｉｌｉｎｌｌｉｓ大学的Ｇａｍ

的ｂｎｄｃａ㈣ｕｒ

ＯＴｃａｍｇｐａｃｅ

Ｗａｓｈｉｎｇｌｔ，ｎ尢学的ＰｏｒｔａｌａｎｏＩＢＭ的

ｒｌｌｓｔＪｆｌ的Ｅａ’ｙｌ，ｌｙｉｎｇ欧盟资助的Ｄｉｓａｐ－

情况下由系统主动提供．普适计算的另十重要特征是白

适应性这也是人本计算的核心实际上是强调如何有效感知物理空间

信息空间乃至设备位置和＾的行为变化

ｐｅａｎｎｇＣｏｍｐｕｔｅｒ韩国科技部的ｕＴ项目和国内昔华大学

∞ｓｍａｎｃｌａ…，ｍ＊

吸空气中的氧ＡＢ样

以使系统动巷调整自身的行为由于计算能力的无所不在由通信和计算机构成的信息空间将与人们生活和工作的物理空间融为一体成为真正的智能空间ＣＳｍａｒｔＳｐａｃｅ），

普遭计算可以降慨设备使用的复杂程度使人们的生活更轻挫更有效率，在普适计算时代计算机通常不是“鱼独的计算设备的形态出现而是采用搏矗＾式处理器

Ｏｘｙｇｅｎ指出计算机在未来将普遍存在就慌我们呼

以＾月’¨０处理技们的目标并能自

动适应用户的需求和二作的变化Ａｕｍ指出在普适计算中人的注意力是犀为宝贵的资源萁目标是为每个用户提供一十不用关心位置的计算和信息服务的

十人情息光辉

ｆＡｕｒａｊ，ｌｌｌｉｎｔＪｉｓ大堂的Ｇａｉａ项目将恃统的计算机幕统延伸到各种设备以腰用绕机器的新型物理空间井将这种物理环境葶｝＾日常生活｛声音命令

ＩＢＭＷｕｔｓｏｎ研究￥一。的

牟储器通信模块和传感器集成在起以吾和信息设备

的形式出现这些信息设备橐：｝算功能于如此

身

通信伟感器等具体

躯方便地与各种传统最备蛞旮在一起币｛又

ＤｍａｍＳｐａｅｅ项目允悍用户在其空空间台作系统可“听１

看手势和身体位置慷＾月＊样进行人机变Ⅱ

计算机能理解月Ｆ用户可以自由地专ｉ主于理解和思维宴

目前的各种目常设备届时也将演变威信息设备。信

息设备可以轻易地通过无线砑绐互连井与互联网连接按用用户的个人需求提供个眭化服务矗将造ｌｌ算环境中每个设备都需要响应或预测用户的各种需求无需用户分散精力进行干预如果有

天

际对象和信息而最，罐度地板ｆ算机所限制和井散精力

张鞍的ＥｎｔｙｌｍｍＰ计铷建立智能环境万使人与人计算机和蛭备的交Ⅱ佳ｒ算机使用更方憧

响应芦裔和手势命々

未来的居蠹和办

同时每个蛩讨算和信息传

备和整十环境都需要保持对环境中每个用户的非妨碍状态递将不再是一种工作或者技能而成为＾们日常＃活中自然的部分那么就可吲说馥们达到了普适计算的理想境界

公室里计篱“Ｌ就像电灯一样自然通过计算机视觉慑

持跟踪＾

二王要研竞问嗣目前

各国的研究主要集十ｔ以下几个方面

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普适计算

（１）普适计算的理论建梗：普适计算作自一种生新的１十茸模式横跨多十研究铖罐如移动计算嵌＾式系统自髂人矾盘互鞍付结构等具有前所禾有的复杂性与多样性亚待一种统一完备的建模体系

准确

客观地表达昔

自然

便访可信息和获得计算机的服务进而高教地实现个人目标和与他人协同工作

智能空间可以在不同尺度上得到体

现以家庭办公室教室超市或机场等离散环境为基础透步实现互连并扩大至全球

（６）系统软件．普适计算的系统软件刘普适计算环境中大量联网的信息设备智能韧体汁算实体进行管理为它们之间的数据交换

消皂交互服务发现任务协调等

适计算所特有钧普活自＆务。无所不在。曲时空特性

ｊ盎明的人机交互模式以及蔷造计算“以＾为本。的根本堙念从而为普适计算系统的分析设计宴茄音ｆＩ署和评怙等提供多方面的理论指导为可扩展性可维护性自运应性易用性及标准化等提供模型层面的支持

（２）自然人机交互：普适计算以＾为中心的特点迫切需要和谐自然的人机交互方式即能利用＾的日常技能避行交互具有意匿感知能力与传统的人机交＿互方式相比它更强调交互方式的自然性人机关系的和谐性空互途径的隐台性以及盛知通道的多丰芏性。譬适计算环境中

交

提供系统级支持，由于普适训算环境存在任务动态性和设备异质性等特点问的协调机制

普适计算系统软件需要解决设备与服务同时还要保证系统的鲁棒性和安全性。

的发现与自适应等问题实现对物理实体的管理以夏模块

（７）信息捕获和传输：普适计算环境下＾们周围存在大量的信息捕获采集有用信息

为用户提供服务罡至

关重要的．同样信息传输也是必；页懈决的问题这涉厦信息传输策略嗣结传输协议和回络带宽资源合理使用等同题

（８）硬件制造技术和电池技术普适计算对硬件技术和电池技术提出新的要半硬件卉面要求显示设备尺寸小型化芯片要节躯。同时在普适计算环境下人们对小型廉价高能置电一№的需求台越来越多

（９）安全隐私：在普适汁算环境下安全隐私显得更为酥于因为无所不在的网络将随时随地为人们提供服务反过柬＾的隐私和安全用更加堆以傈障

哮统的用户授权

互场所将从计算机面前扩展到人们生ｊｉ的整个三摊物理空间交互方式应适台干人们的习惯并且尽可能不分散用户

列工作车身晰ｔ意力和谐自然的人虮交互是亮现普运计

算环境使其脱离桌面计算模式的＊键所在．Ｍ技术上看键盘鼠标显示器等输八输出设备要实观多样智能化能够实现与环境的良好交互并且需要进一步研究语音识别手写辅八电子纸肢体语言识别（如人的手势脸部表情】和多模式＾机交互方式

（３）上下文盛知（ｃｏｎｔｅｎＡｗａｒｅｎｅ格）．自动感知物理空日中埘象与坤境的状恋信息及其变化是普适计算的重要特莅感知上下文计算利用上Ｔ支信息向用户提供高敛的信患交互并提高服务的针对性常见的上下文信息包括时间位置场景等环境信息屏菲太小处理能力等设备信息以及崩户身份操作目惯十人喜好情绪牲惑等月户信息上下文感知技术是变现服务自发牲和无缱穆动性的芰键上下文感知涉厦上。Ｆ支信息孽知和表连上下交建｝要和推理上下支盛知应用等多个方面自适应技术和结构等问题

（４）普适网络：普适计算环境是一种普漶互建的网络珥境普适ｉ＋算环境下的同络环境包括各种无线网络

联同

互

和访问控制方式无法适应分布式网络和普适计算的需要必皇蠢提出不同的擗穰策略包括硬件和软件方法此外通过立法修改竞善法律等手段约束和规范人们的行为效咀止犯罪

有

主要ｊ｝及环

普蕾十算涉及的技术包括移动通信技术

卞要针对移动设备

小型计算设

境声窖和交接策略管理和利用多媒｛正向客的适应性模型

备制造撞术微型操作系统拄术及较件技术等智适计算

比如信息家电或某种茸蔓人式设备如

掌Ｆ电脑ＢＰ机车载管罐设备笔记本手表智能卡智能手机机璇赢ＰＯＳ销售机等新代智能设备

电话网电视同等还包括ＲＦＩＤ网络无线体感

器阐络ＧＰＳ阿终等多种不同类型的网络兽适计算网路昔适计算中的累统辖件多采用中间件撞术为曾适汁算应用提供系统支持普适计算十问件的设计目标一般有以

Ｆ几十方面

支持异构环境和多种埕备的自动百涟对环境的动巷变化具有自适应性提供无处不在的通信服务

艇绪的研究

ｊ前彗透计算

主要集中在无绳和诌动网络ＡｄＨｏｃ啊络

¨｝为应用移动ｆ迁穆｝提供主持穆动性或者可迁移性是普适计算应用的一种重要特性当用户在不同的智能空间内移动叫

需要不问断，也使用应用服务适应智适

计算的中间件艘通过提供一扣峰应用精老及所涉厦的数

无线传感器回络Ｐ２Ｐ等

Ｃ５）智能空间智能空问足一个鹾＾了＇ｆ算机信息设备耗多模毒传感器的工作空｜ｓｌ量目的是使用户柱够方

普适计算

ｌＧｆｌＯＷ

据与直用买际运行环境桕甜离的帆剌

为应用移玷或迁杉十基本要求第一在曾适计算设备ｔ安装一十茅统开销低曲小型数据库管理系统崩干在本地存取信息这些设备

由于设

备通常很小数据库管理系境必须要地目前更小才能适台

第二

提供支持，这类中间枉比鞍典型的如ＣｏｍｐｕｔｅｒＣａｐｓｕｌｅ它主要栗用犄应用执行和应用数据分离的机制Ｍｏｂｉｌｅ通过定义标准服务接口来镜应用执行研境

｛２）屏蔽智能空间厦应用执行矸境的复桀眭

无所不

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Ａｇｃｎｌ

在钦件的管布数据备价和簌复碜动

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存取等丌自妻具备高矗宴舯的数据复觏能力棵证移

在的各种崴＾式涩备足构成普建“算坼境的重要要索

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些爱备无论从功能逆是开｛老等各方卣郡有肴很＾Ｆ．差异中问件拄不足篱适ｔ‘算妄地屏蔽智能空㈣－醴各望泉４的种重要手最爿外幽｛所适用的场台“及岸尸所妊情境

的Ｅ＾差并

据库的备惭相氇复打布遗数框片菅撵等方ｉ苷奄特殊耍

求

精三

诗运Ｈ算也与电干商务罐衍联系在一盥那些

电子商努应用程序要术能哆交箍＿｝亍取信息

采用ｆ日件技术童屡龃虚Ｊ｝｛几巧Ｈ境的复系

巅＾式幕缱是以澎＾式ｑ髯机为拄求核，ｏ面向用户面句严品面仁应用较硬件可裁减的适用手司动能可靠性硅奉体种功耗等综旨性严括要求的专用１一算机糸统，和通用计算机不同嵌＾式摹统是针对具体应用的专用系统目的兢足要｛！切立罄｝更简单更Ⅺ使亘普遍更适用它的硬件和自：件都必顽高效率地设计墨体毅丧击睬冗糸力争在同梓能硅＾自积工譬班更高的竹能

嵌＾式系统主要自斑＾盘地理器甜围碗什谩备嵌＾式鼎作系统以段特定的应用稃序等口部分塑踽是肇软硅什于体的可釉立Ｉ作峙器件用于实现对牲他懂备的

搐剖

性电非常熏要普适计算牛１日Ｊｎ所虽取的指简霞一｝道Ｊ二窟义各种规范的五用谊］雅暑以强采用类似Ｊａｖａ的庭拟¨ｌ箍五等如ＡＭＩｒＮｊ自ｔ定义标准服务泉屏蔽应用执幻珥境的复杂。±ＢＡＳＥ罩需鼗代理机制趟过对荒同靠件的统一管理柬简化对智能查问中设备的拧驯和使用

｛｛】为落知用户情境及意田提供主持用户情境是指包括用户所处位置用户周围量蔷鹕户当前所佳用服务等的练台信息

对再Ｐ情境的感知是１自强普适计算应用道

步所希望的服

庙眭的基础也是安现为用ｐ提供透明服务的前提用户意围感知足描列用户矗茁适计算Ｍｊ竟中Ｔ为复糸

更需要智能化的手段和卉；女

鲁的礁定相列于用户情境辱知对用户患凰的癌卸特更

采用中间恤按术主

持上述目标是普运计算技术的重要研芄内客

监视或管理等功能嵌＾式系统压具有的特点是

在恶劣柏芏｝琥或安然断电的储况Ｆ

要求

许多蕞＾式应用要求衷酬处理能

錾罂高健壮一ｔ

系统仍然自Ｅ够正萼工作

力迷要求矗＾式操作系统ｃＥＯＳ）具有囊叫处埕能力强

数据卉是实现普ｌ¨，算的韦噩基吼如果直接把传蛲的芫系型数据库应用转檀到移动砬备上对数据库的开销

器求珐商

＾式系统十的较＃代码要求高赝量高可靠性亿在只证存储器｝或∞存中

般都固

也就是说软件要｝固枣化存

普适计算中数据库要解壤的两个问题足是

储而币是存储在磁盘等裁仁中

数据复制的实现也可稚为数据同步化确保殖耐随地棵持数错鼓并促使垃备与服务器曲数据麒Ｂ流吼拇已确的应用毪序卉僵地穆植到这些设备ｒ

＝星

昔１｜计簋己废为继臭面ｊ十冀后的ｘ一农计算磋式的革命欧羹各国贮叠册篮术界１＿｜，界祁已控＾，巨少的＾力财力ｚｔ行相共研究与訇外臂适训算的利司水丑相比菝同尚札’Ｒ＾差距原因是多ｚ面的颦一曾适计算车身足建立在移动计掉

尢线通信嵌＾式系统＾帆

立互数掘管理等盘多锁域基础上的一神全新的计算馍矗基础磬件要求较高兀箕需要多章柑交义与士住第＝嚣造计算也是实践世于挝强的学科镀域Ｅ需要定的产业咎

开发ｉ持标准＾１１ｌ和ＳＱＬ子集抟小型数据库使用户可以

也可以瑚相

同的一具和ＡＰＩ寒编写新的应用干宅序司时保持较。Ｒ的芹统开销和较高的数据处理性能砰撵的茜ｚ据则衷白用数据霍副功能从中心弧务器莸得的数据

普适计算的数据库必垣是一种巽育持久存培机制能叫蟾艘蟊蛞库＿日＿艟可以存储太鼋数据目目能偎证臻作迂程中即使断电也不含丢失数据通常的办最是于已数据旅班Ｆｌａｓｈ晦存中所以数据№星拽采与普荫的数据厍不＾

柑

础需要与工４羿的交溘ｉ台。ｆ第三苘孰１牌所涉厦

的些关键于亘点需要长期凛＾讲究更嵩要一些有远见苜月厦的科研投＾变革也帚一种机遇我国的、‘算机抖翮Ｐ¨界有必要也完幸可能弃此领垃。做出高水平的研巍威果从而在鸷适计算时代型是时更加主动利于不败ｚ地

多用尸环璃中的数据库脏务要老虑Ｅ录刮』定萨日翘

一些

所吼具有并发柱＊机制但穆动式数据库手不定需要赵锁机制此外由亍虢据曼轻少掌引也相应减少１亏纽舵查询优化燕术也亚得不太重要所“移动式数据库ｂ典型的数据库差Ｚ正足轻＾的

瓦此则数据库就南二

普适计算

普适计算——新一代计算模式和理念

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：

王海涛， 宋丽华

王海涛(解放军理工大学通信工程学院)， 宋丽华(解放军理工大学指挥自动化学院)数字通信世界

OIGITAL COMMUNICATION WORLD2008，(2)0次

1.期刊论文 张子迎.刘心 面向智能空间的普适计算技术 -科技创新导报2007(29)

普适计算作为智能空间的一种新型计算模式,从根本上改变人们对什么是计算的思考.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.本文综述了普适计算研究的现状和发展趋势,并讨论了普适计算关键研究内容-普适计算体系结构、觉察上下文计算和游牧计算.

2.学位论文 林爱民 面向智能空间的普适服务系统平台研究 2008

随着信息社会不断发展，计算模式正逐渐从网络计算向普适计算(Ubiquitous/Pervasive Computing)方向延伸，对生活空间的智能性也提出了更高要求，于是出现了智能空间(Smart Space)的概念。一个存在着各式各样的设备的特定的智能空间(如家庭、实验室、医院等等)，可以使人与计算环境更好的融合，让人在不知不觉中享受计算环境中的服务。但是仅仅拥有设备终端，还不足以形成“无处不在、以人为本”的普适计算环境，这就需要构造适应普适计算要求的普适服务系统平台。

本文首先介绍了系统构建的必要性及智能空间的相关概念；接着介绍了智能空间和普适计算的关系、智能空间的发展现状；接着总结前人的研究成果，提出了普适服务系统平台所要面对解决的可扩展性、可配置性、可管理性和上下文感知计算能力等问题。

其次，从平台的构造组成(包括终端、网关、服务器)出发，分别对服务网关和智能空间的语义建模进行重点讨论。 然后，在系统平台的基础上，模拟具体应用场景：智能家庭、智能实验室和智能空间服务迁移。 最后对本文的工作进行总结，并对普适服务系统平台的未来做出了展望。 本文的创新点在于：

(1)提出并设计了一种面向智能空间的普适服务系统平台(USSP)。 (2)采用ARM9+Linux+OSGi构建了智能服务网关。

(3)设计并实现SSN网络的上下文感知计算体系结构(SSN_O)，用于智能空间语义信息的描述和处理。 (4)在系统平台的基础上，模拟了智能空间的具体应用。

3.期刊论文 许强.Xu Qiang 基于普适计算的图书馆智能空间初探 -图书情报工作2006,50(6)

根据普适计算的特征,提出一个建设图书馆智能空间的参考模型.同时,认为面向智能空间的软件平台是实现智能图书馆的核心;无线连接与全球网络系统的实现使智能图书馆成为可能;而自然高效的人机交互是智能图书馆实现的关键.

4.期刊论文 喻梅.YU Mei 面向对象的智能空间设计与实现 -微计算机信息2009,25(21)

智能空间作为普适计算的实验床,逐渐成为国内外研究的热点.而目前国内外对于智能空间的研究仅仅停留于独立空间的构建,对于智能空间的模型化研究不够深入.针对这个缺点,文章基于面向对象的思想提出了智能空间的建模方法,并用这个建模方法构建了一个智能空间--标准自然教室(SNC).文章中提出的方法能够有效地实现智能空间中的信息隐藏,并有利于今后对智能空间的扩展和智能空间的互联,从而有利于智能空间社区的实现.

5.学位论文 王守芳 智能空间中的视频定位研究 2006

普适计算是继主机计算模式、桌面计算模式之后发展起来的新的计算模式，其本质特征是实现物理空间与信息空间的融合和计算对人透明，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，智能空间是一个融入了计算、信息设备与多模态的物理空间，使人们可以在工作、生活的现场透明地获取计算和信息服务，是普适计算的一种具体而集中的体现，是实现普适计算的重要途径。上下文感知是实现智能空间的基础，是普适计算和智能空间中一个核心的研究课题。位置信息作为上下文中最广泛利用的信息受到了普遍关注，现在已有许多不同的位置感知系统出现。视觉定位是位置感知的一种方式，由于其容易实施、价格便宜、目标物体不需要携带附属物的优点而受到普遍关注，目前二维视频定位已取得不少成果，但不适用于智能空间环境，研究向三维视频定位发展。

本文的目的是在智能空间环境下使用视频对物体进行定位，需要首先进行摄像机定标，我们采用张正友定标算法，该方法首先根据摄像机小孔模型得到摄像机模型的参数初始值，然后非线性化求得最优值。该方法只需要在不同的角度和位置通过模板动作或摄像机动作来拍摄几幅图片即可完成标定。当两个摄像头的相对状态被改变时，只需要再分别在左右摄像头给模板拍摄一幅图片，即可重新标定。非常简单方便。

本文使用两个摄像头对物体进行定位，需要在两个图像空间搜索到物体的对应点，然后三维重建得到物体的空间坐标，如果在图像全局空间搜索目标，跟踪效率会很低，若根据物体的当前运动状态预测物体的下一步运动状态，会减少搜索的时间，提高跟踪的效率。

本文采用序列蒙特卡洛方法也称粒子滤波器方法广泛应用于非线性非高斯系统中，对于物体运动这一非线性非高斯系统，可以使用粒子滤波器来预测物体下一帧运动状态，提高搜索效率。重要密度函数是设计粒子滤波算法的关键，本算法的核心思想是在x，y和z方向分别使用粒子滤波器预测物体在x(y或z)方向上的位置、速度、加速度，得到粒子位置的期望和标准差，通过摄像机标定返回图片上预计会出现的区域，在该区域中搜索目标，会加快搜索的速度。然后根据搜索到粒子在两个图片中的位置，算出其在物理空间中的位置，据此更新每个粒子的权重。其中着重解决初始化问题、重要密度函数等问题。

粒子滤波算法的优点是只须给出模型的状态方程和观测方程和重要密度函数，就可以在这个框架下得到解决，因此实现特别简单。

本文的贡献在于提出一个基于粒子滤波器的视频定位模型，未来可使用在智能空间环境中。使用粒子滤波进行视频定位，在国内尚是一个较新的研究领域，还有大量的工作要做。就本文涉及的范围来说，进一步的工作包括粒子滤波算法的改进、多目标跟踪算法、多通道的融合、人机交互、构建上下文感知应用等。

6.会议论文 满君丰.阳爱民.李建设.孙星明 面向智能空间的共享本体问题研究 2005

智能空间是普适计算的一种具体而集中的应用.在该空间中,经常采用拥有上下文觉察能力的语义Web技术处理许多计算任务,如知识共享、上下文推理和服务互操作等.为了高效、准确地完成上述计算任务,我们开发了一套面向普适计算的共享本体.该本体用标准的本体Web语言-OWL表示,且包含诸多用信念、期望、意图、时间、空间、事件、用户描述、行动、安全策略和隐私保护表示智能代理的组件式词汇表.我们将阐述如何构建该本体,并探讨如何扩展该本体来支持一个中间件式的智能空间应用一智能会议室.

7.期刊论文 蒋鹏.谭宏礼.Jiang Peng.Tan Hongli 智能空间——智能建筑的延伸 -建筑电气2007,26(4)

智能建筑在全球范围广泛兴起,其主要实现形式是集成现有的各种智能化子系统.普适计算的发展推动信息技术革命,同时也给建筑带来深刻变化,智能空间就是普适计算与建筑结合的产物,其特点包括空间的伸缩性、信息技术的广泛应用、信息空间与物理空间的融合,同时也是智能建筑的延伸(从静态到动态的延伸、从有形到无形的延伸、从被动到主动的延伸).

8.学位论文 罗功宸 普适计算多相性及个人智能环境研究 2006

普适计算的思想从上世纪90年代初被提出后，得到了世界各大高校、研究机构及企业的重视，因此得到了迅速的发展，并成为计算技术的研究热点。然而，从现在的桌面计算模式到普适计算模式的转换，面临着诸多问题和挑战，多相性就是其中之一。面对多相性问题，现在多数的研究项目方向是对“智能空间”的研究，当智能空间的局部化智能不断扩大的时候，也就更接近与理想的普适计算环境。

普适计算思想的本质是“以用户为中心”代替“以机器为中心”的计算，所以本文从“以用户为中心”的角度出发，提出了解决多相性的另一种概念——个人智能环境。本文给出了个人智能环境的定义及其应当提供的服务。

针对个人智能环境，本文接着提出了一个应用实例——EasyDay系统，这一实例从个人用户的家庭、工作、娱乐三方面出发，为用户提供全面的信息服务。本文从应用模型、系统功能、实现原则和实现方法四个方面对EasyDay进行阐述，并主要通过VisualC++、EmbeddedVisualC++及ASP网络编程实现了EasyDay原型系统。 个人智能环境和EasyDay系统是对解决普适计算的多相性问题的一个全新探索。

9.期刊论文 徐光档.史元春.谢伟凯 普适计算 -计算机学报2003,26(9)

普适计算

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20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.该文综述了普适计算研究的现状和发展趋势,并讨论了普适计算的两个关键研究内容--觉察上下文的计算和普适计算系统软件,最后简要介绍作者在智能空间领域的研究成果.

10.期刊论文 王志强.蔡平.张会生 面向普适计算的智能终端系统研究 -计算机系统应用2006(8)

普适计算能使人们通过各类智能终端设备,随时随地获得各种所需的信息服务.本文从普适计算的系统结构出发,提出一种面向普适计算的智能终端系统框架结构,并讨论了普适计算智能终端系统在智能空间中的应用.

本文链接：http:///Periodical_szyxsj200802004.aspx

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