普適計算 - 簡介

普適計算又稱普存計算、普及計算(英文中叫做pervasive computing或者Ubiquitous computing)這一概念強調(diào)和環(huán)境融為一體的計算，而計算機本身則從人們的視線里消失。在普適計算的模式下，人們能夠在任何時間、任何地點、以任何方式進行信息的獲取與處理。

普適計算 - 提出

普適計算最早起源于1988年Xerox PARC 實驗室的一系列研究計劃。在該計劃中美國施樂(Xerox)公司PARC研究中心的Mark Weiser首先提出了普適計算的概念。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也提出普適計算(IBM稱之為pervasive computing)的概念，即為無所不在的，隨時隨地可以進行計算的一種方式。跟Weiser一樣，IBM也特別強調(diào)計算資源普存于環(huán)境當中，人們可以隨時隨地獲得需要的信息和服務。

1999年歐洲研究團體ISTAG提出了環(huán)境智能(Ambient Intelligence)的概念。其實這是個跟普適計算類似的概念，只不過在美國等通常叫普適計算，而歐洲的有些組織團體則叫環(huán)境智能。二者提法不同，但是含義相同，實驗方向也是一致的。

普適計算 - 核心思想

科學家表示，普適計算的核心思想是小型、便宜、網(wǎng)絡化的處理設(shè)備廣泛分布在日常生活的各個場所，計算設(shè)備將不只依賴命令行、圖形界面進行人機交互，而更依賴“自然”的交互方式，計算設(shè)備的尺寸將縮小到毫米甚至納米級。

在普適計算的環(huán)境中，無線傳感器網(wǎng)絡將廣泛普及，在環(huán)保、交通等領(lǐng)域發(fā)揮作用;人體傳感器網(wǎng)絡會大大促進健康監(jiān)控以及人機交互等的發(fā)展。各種新型交互技術(shù)(如觸覺顯示、OLED等)將使交互更容易、更方便。

普適計算 - 特點

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

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

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

目前，IBM已將普適計算確定為電子商務之后的又一重大發(fā)展戰(zhàn)略，并開始了端到端解決方案的技術(shù)研發(fā)。IBM認為，實現(xiàn)普適計算的基本條件是計算設(shè)備越來越小，方便人們隨時隨地佩帶和使用。在計算設(shè)備無時不在、無所不在的條件下，普適計算才有可能實現(xiàn)。

科學家認為，普適計算是一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，iPad等移動設(shè)備、谷歌文檔或遠程游戲技術(shù)Onlive等云計算應用程序、4G或廣域Wi-Fi等高速無線網(wǎng)絡將整合在一起，清除“計算機”作為獲取數(shù)字服務的中央媒介的地位。隨著每輛汽車、每臺照相機、電腦、每塊手表以及每個電視屏幕都擁有幾乎無限的計算能力，計算機將徹底退居到“幕后”以至于用戶感覺不到它們的存在。

普適計算 - 發(fā)展預計

2010年6月份，微軟開始將windows7的云計算能力作為賣點;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)頁瀏覽器。工業(yè)分析機構(gòu)IDC預測，在2011年，移動設(shè)備的銷量將超過計算機的銷量。種種跡象表明，阻止人們從“個人電腦時代”跳躍到“普適計算時代”的主要壁壘已經(jīng)倒塌。

曾任施樂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)在一切準備就緒，普適計算已向我們走來。

普適計算是一個世界，在這個世界中，計算機遍布在我們周圍，但我們意識不到它們的存在。而且，隨著數(shù)字設(shè)備潤物細無聲地遍布在我們身邊，并被賦予如此強大的計算能力，普適計算也使數(shù)據(jù)收集達到前所未有的規(guī)模。

如果有了普適計算，所有現(xiàn)代汽車都配備的計算機芯片就會向中央程序提交有關(guān)實時路況的信息，為其他駕駛員所享用。

另外，普適計算將大大減少普通消費者購買數(shù)字設(shè)備和處理任務的成本。在遠程數(shù)據(jù)中心為云計算提供動力的處理器和硬盤驅(qū)動器可以為消費者使用，減少了他們購買這些設(shè)備所需的開銷，消費者每個月可能只需支付網(wǎng)費，電視和汽車也將取代昂貴的電子產(chǎn)品。

顯然，在目前這個人們?nèi)匀粫既挥龅阶鶛C、傳真機的世界中，僅僅擁有普適計算的技術(shù)還無法保證它自動地被廣泛地應用于日常生活中。在2011年或未來幾年，許多技術(shù)進步將成為普適計算革命廣泛擴散的基礎(chǔ)。[2]

普適計算 - 研究力量

普適計算的思想最早由已故的前Xerox PARC首席科學家Mark Weiser在1991年提出。這一思想從20世紀90年代后期開始得到廣泛關(guān)注和接受，許多相關(guān)的研究計劃紛紛啟動，目前已成為國際上一個蓬勃發(fā)展的研究熱點。目前，推動普適計算研究的力量來自三個方面：學術(shù)界、政府部門和產(chǎn)業(yè)界。

學術(shù)界

1. 以普適計算為背景的研究計劃廣泛開展

從20世紀90年代中后期開始，絕大多數(shù)美國和歐洲的知名大學和研究所都啟動了相關(guān)的計劃。美國的MIT、CMU、Stanford、UC Berkeley、UIUC、GIT，德國的GMD、University of Karlsruhe，英國的Cambridge、Lancaster等都開展了相關(guān)的研究。

2. 相關(guān)學術(shù)會議大量召開

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

3. 學術(shù)刊物廣泛發(fā)行

國際上目前已經(jīng)發(fā)行了兩種專門針對普適計算的期刊，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)行過相關(guān)的專刊，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

美國的DARPA、NSF、NIST都對普適計算研究提供了資助， DARPA專門設(shè)立了Ubiquitous Computing科目并資助了5個相關(guān)研究計劃，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，由政府部門資助的項目有European Commission下IPTS資助的Ubiquitous Computing in Europe 計劃、英國EPSRC資助的Equator計劃等。

產(chǎn)業(yè)界

20世紀末IT業(yè)突顯的疲軟使IT巨頭們認識到桌面計算已經(jīng)進入了發(fā)展的平穩(wěn)期，促進產(chǎn)業(yè)繼續(xù)發(fā)展的希望就落在普適計算上。因此，IBM、微軟、Sun、HP、AT&T、Sony、Accenture等公司紛紛投入巨資開展普適計算方面的研究。其中，IBM是普適計算的積極鼓吹者，其屬下的研究院專門開展了相應研究，普適計算的概念甚至已經(jīng)進入該公司的產(chǎn)品營銷層面。微軟研究院也開展了Easy Living計劃，研究普適計算的關(guān)鍵問題和應用，比爾·蓋茨本人也多次聲稱：“PC時代僅僅是人類數(shù)字時代的搖籃期，未來將出現(xiàn)各種各樣的數(shù)字和計算設(shè)備?！绷硗?，美國也已經(jīng)出現(xiàn)了許多以普適計算中的關(guān)鍵計算技術(shù)為依托的新興計算機公司。