普适计算综述

1 引言普适计算(Pervasive Computing)概念最早源自Xerox PARC(Palo Alto Research Center)计算机科学实验室首席科学家Mark Weiser在1988年提出的“Ubiquitous Computing(缩写为Ubicomp或UC)”思想,现在文献中又常以“Pervasive Computing”出现。其基本思想是为用户提供服务的普适计算技术将从用户意识中彻底消失,即用户和周围环境(无数大大小小的计算设备)在潜意识上进行交互,用户不会有意识地弄     

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。     

普适计算浅谈

本文对普适计算进行了初步探讨,首先介绍了普适计算技术的定义及其产生背景,然后重点讨论了普适计算研究的主要内容及其系统必须具备的特性。并根据目前业界研究,对普适计算的关键领域进行了归纳和总结,指出了普适计算研究的主要方向。     

普适环境中任务计算范例研究综述

为了减少用户注意力的耗费,实现普适计算以用户为中心的目标,从高层、抽象的用户任务出发的任务计算范例逐步引起了国内外研究者的关注,并被认为是实现"以用户为中心"的普适计算的可行方式.基于此,对国内外关于任务计算范例的研究现状进行总结和分析,并在此基础上对任务计算范例未来发展趋势进行了展望.     

第三种计算：普适计算

纵观计算机技术的发展历史,计算模式经历了第一代的主机(大型机)计算模式和第二代的PC机计算模式,即将到来的下一轮计算则为普适计算(Pervasive　Computing)。普适计算是当前计算技术的研究热点,也被称为第三种计算模式。     

嵌入式系统与普适计算

研究嵌入式系统与普适计算的概念，用途及其相关技术，使读对普适计算这个新名词有一个全面的认识。     

基于普适计算研究及其应用

普适计算是一种能普遍获取的适应性电脑计算模式。其研究范围包括包括分布式计算、移动计算、人机交互、人工智能、嵌入式系统、感知网络、信息融合等。本文首先介绍了普适计算的时代背景、基本思想及特征，然后描述了普适计算的基础和国内外的研究现状，最后举例说明普适计算的应用及其未来发展方向。     

普适计算体系结构的研究

普适计算使人在信息空间与物理空间相融合的环境下，利用任意设备，通过任意网络，在任意时间透明地获得一定质量的网络服务，根据目前国际上普适计算研究的现状和发展趋势，提出了一个普适计算体系结构的参考模型，并简要讨论了该参考模型的四个关键研究内容一移动计算、互操作计算、情感计算和上下文感知计算．     

普适计算中间件技术

普适计算中间件通过软件基础设施重用支持上层应用的高效开发和便捷运行,是普适计算领域的研究热点。对普适计算中间件设计挑战进行了归纳,从上下文管理、中间件层自适应、面向自适应的公共服务和自适应软件体系结构支持等方面总结、阐述和分析了普适计算中间件的各项关键技术,分类介绍了主要普适计算中间件项目,给出了未来研究发展趋势。     

普适计算技术研究综述

简单介绍了计算模式发展历史,讨论了普适计算的概念、特征,分析了普适计算面临的挑战和关键技术.最后,对普适计算的研究现状作了简单介绍,并展望了普适计算的未来发展趋势.     

普适计算的人机交互框架研究

普适计算通过向用户提供透明的计算服务使其注意力回归到任务本身．它正在逐步发展成主流的计算模式．人机交互的效率和自然性是影响其发展的关键因素之一．文章从认知心理学的角度分析了用户在普适计算环境中的认知特征,论证了人类有限的认知是普适人机交互中的瓶颈,计算系统的交互模式必须适应用户的认知特征．据此提出了普适计算模式的Multimodal context-sensitive交互框架,对上下文信息和用户多通道主动输入信息进行无缝融合,作者将其在移动导游导航系统TGH中加以实现．用户评测结果初步证明该框架对于提高普适计算人机交互效率和自然性具有良好的效果。     

普适计算的信任管理

普适计算将信息空间与物理空间融合,在该融合的空间中,用户可以随时随地、透明地获得数字化的服务,但这种服务会带来安全隐患。针对相互合作主体的不可预知性,该文对当前信任的研究进行分类,提出了普适计算的信任管理方法,解决了信任建立的2个关键性问题。     

智能教室支持普适计算的无线网络方案的问题、挑战和解决探讨

随着计算、通信和数字媒体技术的发展和渗透，以及嵌入式计算和通信设备的快速兴起，一种全新的计算模式-普适计算-正在兴起和发展．如何在智能教室实现普适计算的无线网络支撑环境成为本文的讨论焦点．从普适计算的本质出发，分析了智能教室环境下普适计算对无线网络的各方面要求，进而根据当前几种通用的无线网络技术的特点和不足，提出了智能教室的无线网络的综合解决方案，并对方案的效能和待研究的领域进行了分析．     

智能影子(SmartShadow):一个普适计算模型

普适计算是一种全新的计算模式,目前对普适计算建模的研究较少.尝试以用户为中心将普适计算环境建模为一个“智能影子”模型.该模型建立在用户建模及普适服务抽象的基础上,通过用户BDP模型,将普适环境映射成一个以用户为中心的高度动态的移动的虚拟个人空间,也称“智能影子”,与物理世界的影子一样跟随用户,如影相随.其中,用户BDP模型根据信念(belief)推理出用户意图(desire),并对普适服务的计算过程进行规划(plan).普适服务用来抽象信息空间中的计算资源,可被用户BDP组织,完成用户的意图,组织的过程即为智能影子的映射过程.智能影子模型在逻辑上简单、自然,且可灵活处理普适计算空间的动态变化.另外,还实现了一个仿真原型系统,对模型的可行性进行了验证.     

一种支持普适计算的构件管理框架:LCF

普适计算的发展需要新型的软件结构与之相适应,构件化技术就是一种较好的方法。普适计算强调人、计算机以及环境的相互融合,这就对构件化技术提出了新的挑战:如何对管理各种计算设备、如何主动发现构件、如何解决构件的异构、如何实现构件间协调机制、如何保证访问的安全性等。文章着重探讨和分析了这一系列问题,并且提出了一种支持普适计算的构件管理框架LCF。     

一种面向普适计算的适应性软件体系结构风格

普适计算软件需要适应用户需求和运行环境的动态变化.这一特点使得软件复杂度空前增加,迫切需要以软件体系结构为代表的架构/设计层面重用手段来支持其高效开发.在以适应性为中心的普适计算空间抽象模型基础上,提出了一种面向普适计算的软件体系结构风格UbiArch,并从概念视图、运行视图和开发视图这3个维度对该软件体系结构风格进行了阐述.UbiArch支持软件实体按需加入应用、主动适应环境的行为模式,实现了软件适应能力的高层次重用,同时与构件等成熟软件技术的紧密结合也保证了其可实践性.支撑该体系结构风格的软件平台原型系统及其上的应用验证了UbiArch的有效性和通用性.     

普适环境中细粒度可信管理框架的研究

为改善当前面向普适计算的可信管理框架两级设计可信度粒度过粗问题,同时避免连续可信度设计中计算量过大的问题,提出一个细粒度可信管理框架,将可信度分为直接可信度与推荐可信度.在此基础上,对信誉度、互惠度及相关概念给出了新的定义,并为上述概念在框架中的实现提出了新的计算模型.该框架中可信凭证计数器的设计有效地解决了普适设备存储容量有限的问题,使框架达到了轻量级的标准.     

基于普适计算的动态软件体系结构建模

提出一种基于普适计算的自适应演化模型——DESM,通过对模型的内部定义来描述其结构功能,利用框图对普适环境的起因与演化时机的选择进行建模,从而确保系统的一致性。给出一个信息管理系统案例,验证了该模型的可行性与有效性,并借助时序图描述其内部演化过程。     

面向普适计算的应用共享模型

为了有效共享普适计算环境中分布、异构的应用资源,提出了一种以用户为中心的应用共享模型U-ASM,定义了U-ASM 的基本概念和结构,从用户、服务提供者等不同层面对应用资源进行抽象;利用应用资源的语义关系,对应用资源进行语义建模,通过虚拟化技术构建应用资源的逻辑视图;通过应用资源共享原型,验证了模型的可行性和有效性.该成果已应用于国家科技基础条件平台建设计划,灵活性和扩展性良好.