普适计算的探讨

林 宏

（闽江学院 物理学与电子信息工程系，福建 福州 350108）

普适计算的探讨

林 宏

（闽江学院 物理学与电子信息工程系，福建 福州 350108）

普适计算强调以人为本的计算思想，主张计算应迎合人的习性，自主地与使用者产生互动，使用户能集中精力于所要完成的任务。在普适计算环境下，计算将融入到人们的日常生活之中，使人们能够随时随地无妨碍地获得计算和信息服务。文章介绍了普适计算的概念、包含的技术及其在生活中的例子。

普适计算；人本计算；空间

随着计算技术的发展，人类已经由PC时代进入网络时代，进而进入后PC时代。IBM在1999年创造了一个名词——“普适计算”(又叫“普及计算”，Pervasive Computing)。“普适计算”指的就是，“无论何时何地，只要人们需要，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。

1 普适计算概念的提出

普适计算 (Pervasive Computing)概念最早源自Xerox ARC(Palo Alto Research Center)计算机科学实验室首席科学家Mark Wiser LI在1988年提出的“Ubiquitous Computing(缩写为Unicom或UC)”思想，现在文献中又常以“Pervasive Computing”出现。普适计算将极大地影响甚至改变计算机软、硬件学科的未来发展方向。为此，Mark Wiser指出在普适计算环境下影响计算机科学发展的一些新问题。第一，普适计算要求新的硬件部件设计思想 (如处理器芯片设计以低能耗为优先考虑目标)；第二，为适应普适计算需要，网络协议必须修改或增强。

此后，Mark Wiser于1991年在论文 (The Computer for the 21st Century)对普适计算做了更为系统和全面地阐述。主张计算机的使用应迎合人的习性，融人人的日常环境及工具中，并自主地与使用者产生互动。认为普适计算的发展将带领人们进入“宁静技术”(Calm Technology)时代——让技术无缝地融人日常生活，使人们摆脱技术带来的“压迫感”，使技术处于非妨碍状态，无需用户分散精力进行干预。Mark Wiser为人们描绘了一个美好的未来信息世界。

2 普适计算的理解

在普适计算环境下，人们随时随地都可能使用到多个计算设备，这时人的注意力就成为一种稀缺资源，如果在这种环境下还要求用户对每一个设备计算操作的话，用户就无法很好地完成任务。所以，普适计算关注的是人们的注意力以及人们对计算的满意程度，是一种以人为中心的计算模式，即人本计算。

从另一个角度来看，计算模式的发展过程也是物理世界与信息空间融合的过程。普适计算实现了物理世界与信息空间的融合，让人们可以自由地穿行于物理世界和信息空间，“就如同人们在森林中散步般清馨自然”。

3 普适计算包含的技术

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术、全球网络服务、嵌入式操作系统、P2P对等计算、网格计算、蓝牙等。

移动通信技术正在由3G向4G标准过渡。4G的概念可称为广带（Broadband）接入（所谓广带，是指网络速率高于10Mbps的传输系统，比宽带网络具有更高的系统性能指标）和分布网络，具有超过2Mbps的非对称数据传输能力，包括广带无线固定接入、广带无线局域网（WLAN）、移动广带系统。

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 Wiser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人们在几分钟内搜索因特网得到的，另一些则是嵌在墙壁、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intermit、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。从这点来看，全球网络服务的重要性不言而喻。

普适计算技术是针对不同性能的网络、终端以及台组成的普适环境提供统一的开发平台和应用服务，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资源联系起来，以供给那些在一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。

4 普适计算的实用举例

普适计算并不神秘，都是实实在在地建立在已有的和未来的各种信息技术基础之上。从信息科学中所研究的理论和方法到硬件、软件的设计和工程，最终都可整合到普适计算中。问题是如何将人们的研究和开发工作调整到普适计算这一必然之路上来，以加快“计算”在日常生活中“消失”的进程，普适计算的困难在于体系结构以及各种技术的无缝整合。

现实生活中普适计算的应用包括数字家庭、网络电视、4G手机等，下面介绍一个IBM研发的蓝板(Blue Board)技术。这是一片薄薄的屏幕板，使用者只用其胸前挂着的看上去与普通员工卡没什么两样的小卡片，对准蓝板

一下，就可以显示出其个人主页及定制好的其他内容。其后的一切操作和任务都只靠使用者的手指在蓝板上指指划划就全部搞定了，包括查阅资料、共享文件与同事实时传信息、发送指令、布置任务、协同工作等。有了蓝板技术，将来人们外出时，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，而这张小小的卡片就成了一台计算机。

［1］饶云波，张应辉.基于普适计算的研究与应用［J］.微计算机应用，2006，（5）.

［2］石为人，周彬，许磊.普适计算：人本计算［J］.计算机应用，2005，25（7）.

［3］曾宪权，裴洪文.普适计算技术研究综述［J］.计算机时代，2007，（2）.

林宏(1976-)，女，硕士，讲师，主要研究方向：计算机软件及算法。