普適計(jì)算 - 簡(jiǎn)介

普適計(jì)算又稱(chēng)普存計(jì)算、普及計(jì)算(英文中叫做pervasive computing或者Ubiquitous computing)這一概念強(qiáng)調(diào)和環(huán)境融為一體的計(jì)算，而計(jì)算機(jī)本身則從人們的視線(xiàn)里消失。在普適計(jì)算的模式下，人們能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、以任何方式進(jìn)行信息的獲取與處理。

普適計(jì)算 - 提出

普適計(jì)算最早起源于1988年Xerox PARC 實(shí)驗(yàn)室的一系列研究計(jì)劃。在該計(jì)劃中美國(guó)施樂(lè)(Xerox)公司PARC研究中心的Mark Weiser首先提出了普適計(jì)算的概念。1991年Mark Weiser在《Scientific American》上發(fā)表文章“The Computer for the 21st Century” ，正式提出了普適計(jì)算(ubiquitous computing)。Mark Weiser指出：“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也提出普適計(jì)算(IBM稱(chēng)之為pervasive computing)的概念，即為無(wú)所不在的，隨時(shí)隨地可以進(jìn)行計(jì)算的一種方式。跟Weiser一樣，IBM也特別強(qiáng)調(diào)計(jì)算資源普存于環(huán)境當(dāng)中，人們可以隨時(shí)隨地獲得需要的信息和服務(wù)。

1999年歐洲研究團(tuán)體ISTAG提出了環(huán)境智能(Ambient Intelligence)的概念。其實(shí)這是個(gè)跟普適計(jì)算類(lèi)似的概念，只不過(guò)在美國(guó)等通常叫普適計(jì)算，而歐洲的有些組織團(tuán)體則叫環(huán)境智能。二者提法不同，但是含義相同，實(shí)驗(yàn)方向也是一致的。

普適計(jì)算 - 核心思想

科學(xué)家表示，普適計(jì)算的核心思想是小型、便宜、網(wǎng)絡(luò)化的處理設(shè)備廣泛分布在日常生活的各個(gè)場(chǎng)所，計(jì)算設(shè)備將不只依賴(lài)命令行、圖形界面進(jìn)行人機(jī)交互，而更依賴(lài)“自然”的交互方式，計(jì)算設(shè)備的尺寸將縮小到毫米甚至納米級(jí)。

在普適計(jì)算的環(huán)境中，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)將廣泛普及，在環(huán)保、交通等領(lǐng)域發(fā)揮作用;人體傳感器網(wǎng)絡(luò)會(huì)大大促進(jìn)健康監(jiān)控以及人機(jī)交互等的發(fā)展。各種新型交互技術(shù)(如觸覺(jué)顯示、OLED等)將使交互更容易、更方便。

普適計(jì)算 - 特點(diǎn)

普適計(jì)算的含義十分廣泛，所涉及的技術(shù)包括移動(dòng)通信技術(shù)、小型計(jì)算設(shè)備制造技術(shù)、小型計(jì)算設(shè)備上的操作系統(tǒng)技術(shù)及軟件技術(shù)等。

間斷連接與輕量計(jì)算(即計(jì)算資源相對(duì)有限)是普適計(jì)算最重要的兩個(gè)特征。普適計(jì)算的軟件技術(shù)就是要實(shí)現(xiàn)在這種環(huán)境下的事務(wù)和數(shù)據(jù)處理。

在信息時(shí)代，普適計(jì)算可以降低設(shè)備使用的復(fù)雜程度，使人們的生活更輕松、更有效率。實(shí)際上，普適計(jì)算是網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的自然延伸，它使得不僅個(gè)人電腦，而且其它小巧的智能設(shè)備也可以連接到網(wǎng)絡(luò)中，從而方便人們即時(shí)地獲得信息并采取行動(dòng)。

目前，IBM已將普適計(jì)算確定為電子商務(wù)之后的又一重大發(fā)展戰(zhàn)略，并開(kāi)始了端到端解決方案的技術(shù)研發(fā)。IBM認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)普適計(jì)算的基本條件是計(jì)算設(shè)備越來(lái)越小，方便人們隨時(shí)隨地佩帶和使用。在計(jì)算設(shè)備無(wú)時(shí)不在、無(wú)所不在的條件下，普適計(jì)算才有可能實(shí)現(xiàn)。

科學(xué)家認(rèn)為，普適計(jì)算是一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，iPad等移動(dòng)設(shè)備、谷歌文檔或遠(yuǎn)程游戲技術(shù)Onlive等云計(jì)算應(yīng)用程序、4G或廣域Wi-Fi等高速無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)將整合在一起，清除“計(jì)算機(jī)”作為獲取數(shù)字服務(wù)的中央媒介的地位。隨著每輛汽車(chē)、每臺(tái)照相機(jī)、電腦、每塊手表以及每個(gè)電視屏幕都擁有幾乎無(wú)限的計(jì)算能力，計(jì)算機(jī)將徹底退居到“幕后”以至于用戶(hù)感覺(jué)不到它們的存在。

普適計(jì)算 - 發(fā)展預(yù)計(jì)

2010年6月份，微軟開(kāi)始將windows7的云計(jì)算能力作為賣(mài)點(diǎn);谷歌公司也宣布Chrome操作系統(tǒng)比傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)更像網(wǎng)頁(yè)瀏覽器。工業(yè)分析機(jī)構(gòu)IDC預(yù)測(cè)，在2011年，移動(dòng)設(shè)備的銷(xiāo)量將超過(guò)計(jì)算機(jī)的銷(xiāo)量。種種跡象表明，阻止人們從“個(gè)人電腦時(shí)代”跳躍到“普適計(jì)算時(shí)代”的主要壁壘已經(jīng)倒塌。

曾任施樂(lè)公司帕洛阿爾托研究中心研究員的約翰·史立·布朗表示，現(xiàn)在一切準(zhǔn)備就緒，普適計(jì)算已向我們走來(lái)。

普適計(jì)算是一個(gè)世界，在這個(gè)世界中，計(jì)算機(jī)遍布在我們周?chē)覀円庾R(shí)不到它們的存在。而且，隨著數(shù)字設(shè)備潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲地遍布在我們身邊，并被賦予如此強(qiáng)大的計(jì)算能力，普適計(jì)算也使數(shù)據(jù)收集達(dá)到前所未有的規(guī)模。

如果有了普適計(jì)算，所有現(xiàn)代汽車(chē)都配備的計(jì)算機(jī)芯片就會(huì)向中央程序提交有關(guān)實(shí)時(shí)路況的信息，為其他駕駛員所享用。

另外，普適計(jì)算將大大減少普通消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)數(shù)字設(shè)備和處理任務(wù)的成本。在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心為云計(jì)算提供動(dòng)力的處理器和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器可以為消費(fèi)者使用，減少了他們購(gòu)買(mǎi)這些設(shè)備所需的開(kāi)銷(xiāo)，消費(fèi)者每個(gè)月可能只需支付網(wǎng)費(fèi)，電視和汽車(chē)也將取代昂貴的電子產(chǎn)品。

顯然，在目前這個(gè)人們?nèi)匀粫?huì)偶然遇到座機(jī)、傳真機(jī)的世界中，僅僅擁有普適計(jì)算的技術(shù)還無(wú)法保證它自動(dòng)地被廣泛地應(yīng)用于日常生活中。在2011年或未來(lái)幾年，許多技術(shù)進(jìn)步將成為普適計(jì)算革命廣泛擴(kuò)散的基礎(chǔ)。[2]

普適計(jì)算 - 研究力量

普適計(jì)算的思想最早由已故的前Xerox PARC首席科學(xué)家Mark Weiser在1991年提出。這一思想從20世紀(jì)90年代后期開(kāi)始得到廣泛關(guān)注和接受，許多相關(guān)的研究計(jì)劃紛紛啟動(dòng)，目前已成為國(guó)際上一個(gè)蓬勃發(fā)展的研究熱點(diǎn)。目前，推動(dòng)普適計(jì)算研究的力量來(lái)自三個(gè)方面：學(xué)術(shù)界、政府部門(mén)和產(chǎn)業(yè)界。

學(xué)術(shù)界

1. 以普適計(jì)算為背景的研究計(jì)劃廣泛開(kāi)展

從20世紀(jì)90年代中后期開(kāi)始，絕大多數(shù)美國(guó)和歐洲的知名大學(xué)和研究所都啟動(dòng)了相關(guān)的計(jì)劃。美國(guó)的MIT、CMU、Stanford、UC Berkeley、UIUC、GIT，德國(guó)的GMD、University of Karlsruhe，英國(guó)的Cambridge、Lancaster等都開(kāi)展了相關(guān)的研究。

2. 相關(guān)學(xué)術(shù)會(huì)議大量召開(kāi)

目前已經(jīng)形成了每年召開(kāi)的兩個(gè)國(guó)際會(huì)議系列，即1999年開(kāi)始的UbiComp會(huì)議和從2000年開(kāi)始的Pervasive Computing會(huì)議。此外，在20世紀(jì)90年代中期，其他各種形式的普適計(jì)算會(huì)議也已經(jīng)召開(kāi)了數(shù)十個(gè)，其中一部分以Workshop的形式在一些重要的學(xué)術(shù)會(huì)議上召開(kāi)，如伴隨CHI 97召開(kāi)的“Ubiquitous Computing: The Impact on Future Interaction Paradigms and HCI Research”。

3. 學(xué)術(shù)刊物廣泛發(fā)行

國(guó)際上目前已經(jīng)發(fā)行了兩種專(zhuān)門(mén)針對(duì)普適計(jì)算的期刊，即1997年創(chuàng)刊的《Personal and Ubiquitous Computing》和2001年創(chuàng)刊的《IEEE Pervasive Computing》。其他一些重要期刊也發(fā)行過(guò)相關(guān)的專(zhuān)刊，如1999年的《IBM Systems Journal Special Issue on Pervasive Computing》，2001年的《Special Issue of IEEE Personal Communications on Pervasive Computing》等。

政府部門(mén)

美國(guó)的DARPA、NSF、NIST都對(duì)普適計(jì)算研究提供了資助， DARPA專(zhuān)門(mén)設(shè)立了Ubiquitous Computing科目并資助了5個(gè)相關(guān)研究計(jì)劃，分別是MIT的Oxygen、CMU的Invisible Computing(Aura)、OGI和GIT的InfoSphere、UC Berkeley的Endeavor和University of Washington的Portolano。在歐洲，由政府部門(mén)資助的項(xiàng)目有European Commission下IPTS資助的Ubiquitous Computing in Europe 計(jì)劃、英國(guó)EPSRC資助的Equator計(jì)劃等。

產(chǎn)業(yè)界

20世紀(jì)末IT業(yè)突顯的疲軟使IT巨頭們認(rèn)識(shí)到桌面計(jì)算已經(jīng)進(jìn)入了發(fā)展的平穩(wěn)期，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)繼續(xù)發(fā)展的希望就落在普適計(jì)算上。因此，IBM、微軟、Sun、HP、AT&T、Sony、Accenture等公司紛紛投入巨資開(kāi)展普適計(jì)算方面的研究。其中，IBM是普適計(jì)算的積極鼓吹者，其屬下的研究院專(zhuān)門(mén)開(kāi)展了相應(yīng)研究，普適計(jì)算的概念甚至已經(jīng)進(jìn)入該公司的產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)層面。微軟研究院也開(kāi)展了Easy Living計(jì)劃，研究普適計(jì)算的關(guān)鍵問(wèn)題和應(yīng)用，比爾·蓋茨本人也多次聲稱(chēng)：“PC時(shí)代僅僅是人類(lèi)數(shù)字時(shí)代的搖籃期，未來(lái)將出現(xiàn)各種各樣的數(shù)字和計(jì)算設(shè)備?！绷硗猓绹?guó)也已經(jīng)出現(xiàn)了許多以普適計(jì)算中的關(guān)鍵計(jì)算技術(shù)為依托的新興計(jì)算機(jī)公司。