普适计算发展的思考

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普适计算

普适计算

一、普适计算的提出:1999年,IBM提出普适计算(又叫普及计算)的概念。

二、普适计算的概念:所谓的普适计算(Pervasive Computing / Ubiquitous Computing)指的是,无所不在的、随时随地可以进行计算的一种方式;无论何时何地,只要需要,就可以通过某种设备访问到所需的信息。

三、普适计算最重要的两个特征:间断连接轻量计算(即计算资源相对有限)四、普适计算应具有以下特性:(1)无所不在的(pervasive):用户可以随地以各种接人手段进入同一信息世界;(2)嵌入的(embedded):计算和通信能力存在于我们生活的世界中,用户能够感觉到它和作用于它;(3)游牧的(nomadic):用户和计算均可按需自由移动;(4)自适应的(adaptable):计算和通信服务可按用户需要和运行条件提供充分的灵活性和自主性;(5)永恒的(eterna1):系统在开启以后再也不会死机或需要重起;部件可以因需要、出错或升级来去,但整个系统则永远可用.五、普适计算所涉及的技术:移动通信技术、小型计算设备制造技术、小型计算设备上的操作系统技术及软件技术等。

六、普适计算技术的主要应用方向:1、嵌入式技术(除笔记本电脑和台式电脑外的具有CPU能进行一定的数据计算的电器如手机,MP3等都是嵌入式技术研究的方向),2、网络连接技术(包括3G,ADSL等网络连接技术),3、基于Web的软件服务构架(即通过传统的B/S构架,提供各种服务)。

七、业界和高校的实验室均有普适计算项目推出,一些较为典型的项目如下:——麻省理工学院(MIT)的Oxygen项目。

其寓意是:未来计算象氧气一样无处不在并可自由获取。

该项目将固定计算设备和移动设备通过可自动配置的网络连接起来。

系统采用了包括休眠环境的自动转换等8种环境驱动技术。

——Microsoft公司的Easy Living研究项目。

致力于智能环境的体系开发,涉及中间件、几何世界建模、定位感知、服务描述等技术。

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

研究与开发普适计算——新一代计算模式和理念王海涛1。

宋丽华2(1.解放军理工大学通信工程学院南京210007;2.解放军理工大学指挥自动化学院南京210007)1引言普适计算作为一种崭新的计算模式,极大方便了人们的工作和生活。

首先介绍了普适计算的基本概念和特征以及实现普适计算的基本条件和要求,然后阐述了当前的主要研究问题及其现状,并说明了涉及的一些关键性技术,最后概述了普适计算的产品和应用情况。

;关键词普适计算;智能空间;上下文感知;RFID#∽w…d,*…*』、…o…jwH{~“4“~Ⅻ8随着计算机、通信、网络、微电子、集成电路等技术的发展.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人们生活和工作的物理空间正在逐渐融为一体。

普适计算(pervasivecomputing或ubiquitouscomputing)的思想就是在这种背景下产生的。

普适计算是由XeroxPAPC中心的科学家MarkWeiser于1991年首次提出的一种超越桌面计算的全新计算模式Ⅲ。

普适计算具有两个关键特性: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感器、嵌人式设备、移动设备和其他任何有计算能力的设备.从而在用户察觉不到的情况下进行计算、通信并提供各种服务,最大限度地减少用户的干预。

.普适计算这一新型的计算模式建立在分布式计算、通信网络、移动计算、嵌入式系统、传感器等技术飞速发展和日益成熟的基础上.体现了信息空间与物理空间的融合趋势。

反映了人们对信息服务模式的更高需求——希望能随时、随地、自由地享用计算能力和信息服务,使人类生活的三二嬲j三物理环境与计算机提供的信息环境之间的关系发生革命性改变【2】。

普适计算关键在于以人为本,而不以计算机为中心.因此。

普适环境中各组成元素的功能角色将不同于桌面计算模式。

此时,设备是进入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,而不再是为挖掘设备能力而编写的软件;计算环境是一个信息强化了的物理空间,而不再是为存储和运行软件而存在的一个虚拟环境。

智能感知与普适计算虚拟仿真实验平台设计与应用

智能感知与普适计算虚拟仿真实验平台设计与应用

实 验 技 术 与 管 理 第38卷 第10期 2021年10月Experimental Technology and Management Vol.38 No.10 Oct. 2021收稿日期: 2021-02-07 修改日期:2021-03-10基金项目: 国家杰出青年科学基金(62025205);国家自然科学基金(61960206008,62002292,61902320)作者简介: 郭斌,(1980—),男,山西太原,博士,教授,智能感知与计算工信部重点实验室副主任,主要从事普适计算、群智感知计算和大数据智能等方面研究,guob@ 。

引文格式: 郭斌,刘佳琪,於志文,等. 智能感知与普适计算虚拟仿真实验平台设计与应用[J]. 实验技术与管理, 2021, 38(10): 134-139. Cite this article: GUO B, LIU J Q, YU Z W, et al. Design and application of virtual simulation experimental platform for intelligent sensing and pervasive computing[J]. Experimental Technology and Management, 2021, 38(10): 134-139. (in Chinese)ISSN 1002-4956 CN11-2034/TDOI: 10.16791/ki.sjg.2021.10.025智能感知与普适计算虚拟仿真实验平台设计与应用郭 斌,刘佳琪,於志文,梁韵基,王 柱,王 亮(西北工业大学 计算机学院,陕西 西安 710129)摘 要:针对智能感知与普适计算教学过程中理论知识与业务场景结合困难的问题,设计和搭建了智能感知与普适计算虚拟仿真平台。

该平台旨在培养学生的国家安全和国防建设意识以及基于前沿智能感知技术的创新能力。

普适计算及其应用

普适计算及其应用
适应的 adaptable 5、永恒的 eternal
用户和计算均可按需自由移动;
计算和通信服务可按用户需要和运行条件提供充分的 灵活性和自主性;
系统在开启以后再也不会死机或需要重起 部件可以 因需要 出错或升级来去,但整个系统则永远可用。
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普适计算的实现
1、绑定
物理空间: 真实存在的物理世界
融 合
普适计算
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绑定和自发的交互
绑定:信息空间中的对象与物理空间中的物 体建立相互的对应,使这个物体成为访问 信息空间中服务的直接入口。
自发的交互:物理空间和信息空间之间无需 人的干预的交互,即其中任一个空间状态 的改变可以引起另一个空间的状态的相应 改变。
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普适计算的关键技术
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普适计算的关键技术
上下文感知: 在普适计算的环境中,人和计算机 不断的进行着透明性的交互,在这个交 互过程中,普适系统获取与用户需求相 关的上下文信息来确认为用户提供什么 样的服务,这就是上下文感知,它是普 适计算的重要技术,其主要涉及的问题 包括:上下文信息的获取,上下文信息 的融合和上下文信息的处理。
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普适计算的应用
1、普适广告
普适计算技术,通过更多的 洞察个人喜好和恰当的信息,让 我们发现更深层次的的、有针对 性的、实用性的东西。移动电话 拥有定位跟踪技术,摄像头得到 的图片可以解释行为信息,一系 列的传感器(手势、声音、压力 等传感器)可以用来检测一个人 的生活方式和喜好的更多细节, 以此来更高效率、更低成本地投 放广告,达到最佳盈利。
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普适计算的应用
3、智能家居系统

普适计算的名词解释

普适计算的名词解释

普适计算的名词解释普适计算,又称普适计算机,是一种计算机技术的新兴领域,它的主要目标是将计算机技术应用于各种不同的领域,以满足不同用户的需求。

普适计算的特点是它能够对用户进行个性化的服务,并且能够随时随地地提供计算服务,使用户能够快速、方便地获取所需的信息和服务。

普适计算包括以下几个方面:一、普适计算的应用范围普适计算的应用范围非常广泛,可以用于各种领域,如医疗、交通、教育、商业、娱乐等等。

普适计算的应用可以为用户提供更加便捷和个性化的服务,同时也可以提高各个领域的效率和质量。

二、普适计算的基本原理普适计算的基本原理是将计算机技术应用于各种不同的设备和场景,使得用户可以随时随地地获取所需的信息和服务。

普适计算的核心是无处不在的计算和无处不在的连接,可以通过各种设备和通信技术来实现。

三、普适计算的技术特点普适计算的技术特点包括以下几个方面:(1)多模态交互技术普适计算的用户接口可以采用多种交互方式,如语音、手势、触摸等,从而提高用户体验和便利性。

(2)智能传感技术普适计算的设备可以通过各种传感器来感知周围的环境和用户的行为,从而更好地了解用户的需求和习惯,提供更加个性化的服务。

(3)自适应学习技术普适计算的设备可以通过机器学习和人工智能技术不断学习和优化自己的功能,从而更好地适应用户的需求和环境。

四、普适计算的应用案例普适计算已经在各种领域得到了广泛的应用,例如:(1)智能家居普适计算可以将各种智能设备和家居设备连接起来,实现家庭自动化和智能化,提供更加便利和舒适的居住环境。

(2)智能医疗普适计算可以将医疗设备和传感器连接起来,实现智能医疗监测和诊断,为患者提供更加个性化的医疗服务。

(3)智能交通普适计算可以将交通设施和交通工具连接起来,实现智能交通监测和控制,提高交通效率和安全性。

总之,普适计算是一种非常重要的计算机技术,它将计算机技术应用于各种领域,为用户提供更加便利和个性化的服务,同时也为各个领域提高了效率和质量。

普适计算

普适计算
• 以计算机为中心的计算:
过于烦琐;
1.计算机的使用方法不符合人类的习惯; 2.为了完成一项任务,需要与计算机进行的对话
• 基于桌面的使用模式:
1.用户要使用计算机,就需要坐在计算机面前; 2.本质上说是一种私有模式,难以适应一个用户
可能在不同地点和环境,甚至在移动过程中使 用多台计算设备进行工作的情况。
普适计算的特性
• 无所不在的(Pervasive) • 嵌入的(Embedded) • 游牧的(Nomadic) • 自适应的(Adaptable) • 永恒的(Eternal)
普适计算的本质就是力图真正全面实现计算
技术的“以人为本”
介绍内容:
•提出与定义 •如何实现 •研究领域 •结论
各个层次上新的要求和技术挑战
系统软件(Software Infrastructure)
• 对普适计算中大量的联网的设备、物体、计算
实体进行管理,为它们之间的数据交换、消息 交互、服务发现、任务协调、任务迁移等等提 供系统级的支持 • 必须能在我们日常生活的空间中而不是一个特 定的环境中提供上述各种功能和服务 • 这是一个组成、结构都经常变化的工作环境, 并且与此相关的硬件经常是异构的、容易出错 和只具有有限的资源
• 信息空间的状态改变映射到物理空
间中,其最主要形式是数字化信息 可以无缝地叠加在物理空间中/上。
• 例子: • 已经广泛采用的各种电器上的显示屏; • E-Ink公司正在研究的电子纸; • IBM研究院的Everywhere Display;
从两个相对方向看自发的交互
• 信息空间也可以自动地觉察物理空
系统软件的关键问题
• 安全性(Security)
• 普适计算系统的移动设备和基础设施之间自发

普适计算

普适计算

第26卷 第9期2003年9月计 算 机 学 报CHIN ESE J OURNAL OF COMPU TERSVol.26No.9Sept.2003普适计算徐光 史元春 谢伟凯(清华大学计算机科学与技术系 北京100084)(清华大学智能技术与系统国家重点实验室 北京100084)收稿日期:2002201214;修改稿收到日期:2002211214.本课题得到国家“八六三”高技术研究发展计划项目(2001AA114171)“智能工作空间———普适计算时代的人机交互技术”项目资助.徐光 ,男,1940年生,教授,博士生导师,主要研究方向为计算机视觉和多媒体技术.E 2mail :xgy 2dcs @.史元春,女,1967年生,博士,副教授,主要研究方向为人机交互和分布式多媒体信息处理.谢伟凯,男,1976年生,博士,研究方向为普适计算软件支撑平台.摘 要 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.关键词 计算模式;普适计算;觉察上下文计算;智能空间中图法分类号TP391Pervasive/Ubiquitous ComputingXU Guang 2Y ou SHI Yuan 2Chun XIE Wei 2Kai(Depart ment of Com puter Science and Technology ,Tsi nghua U niversity ,Beiji ng 100084)(S tate Key L aboratory of Intelligence Technology and Systems ,Tsi nghua U niversity ,Beiji ng 100084)Abstract To promote the development of computer technology it is essential to adopt a homologouscomputing paradigm.Now it is an urgent need to explore the new computing paradigm homologous with the current development trend of computer technology which is characterized by the more and more close integration with communication and digital media technology and embedded to the living space.That is the ubiquitous or pervasive computing.The main idea of pervasive computing is to em 2bed computer into the living environment or tool of human ,so as to make the computer invisible from users ’sight and the users can focus on their task itself ,instead of the computer.Pervasive computing embodying the integration of computer ,communication and digital media technology makes it possible to integrate the physical world we are living in and the virtual world in the information space together as the whole.That ,as the result ,will makes a profound influence on our thinking on information and our working and lives style as well.This paper surveys the development of pervasive computing includ 2ing the current stage ,research content and development trend.Authors ’preliminarily research results are also introduced.K eyw ords computing paradigm ;pervasive/ubiquitous computing ;contex 2aware computing ;smart space1 引 言1.1 新世纪需要的新计算模式计算技术的健康发展需要有与之相适应的计算模式(computing paradigm ).计算模式在20世纪的80年代经历了从主机计算(mainframe computing )到桌面计算(desktop computing )的革新,这使计算机从实验室的“象牙塔”进入了普通的办公室和家庭,极大地推动了计算机技术和产业的发展.那么近20年来计算技术的飞速发展,是否蕴育了新的计算模式呢?为此,我们首先需要分析当前计算机技术发展的特点:(1)计算、通信和数字媒体技术的互相渗透和结合,其集中的体现就是互联网的发展.互联网已成为人们在工作、生活、娱乐和学习中获取信息、进行交互的主要途径.(2)计算机在计算能力和存储容量提高的同时体积也越来越小,其发展趋势是把计算能力嵌入到各种设备中去,而且这些设备可联网使用.与这样的发展形成鲜明对照的是传统的计算模式以及与此相应的计算机使用方式:(1)以计算机为中心的计算:(a)计算机的使用方法不符合人类的习惯;(b)为了完成一项任务,需要与计算机进行的对话过于烦琐(如需要手工配置计算机的软、硬件环境和把计算任务映射到应用程序中去).这使得计算机本身吸引了太多注意力,而不是需要解决的问题本身.(2)基于桌面的使用模式:(a)用户要使用计算机,就需要端坐在计算机面前;而人是生活在一个相对自由的三维空间中的.因此计算机并没有与人们的生活环境融合在一起[1];(b)桌面计算从本质上说是一种私有的模式,难以适应一个用户可能在不同地点和环境,甚至在移动过程中使用多台计算设备进行工作的情况.限于上述这样的计算模式,计算机还只是一种不太好用的工具,无法真正融入人们的工作和生活,更谈不上成为如空气、水、电这样的生活必需品.这是当前计算机产业和应用领域进一步发展的主要障碍.因此,计算机技术进一步发展迫切地需要全新的计算模式,这就是普适计算(pervasive(或ubiqui2 tous)computing).1.2 普适计算的定义普适计算的思想最早是1991年Mark Weiser 在《Scientific American》的“The Computer for the 21st Century”[2]中提出的,强调把计算机嵌入到环境或日常工具中去,让计算机本身从人们的视线中消失,让人们注意的中心回归到要完成的任务本身.他的思想在90年代后期开始在国际上得到广泛关注和接受,许多相关的研究计划纷纷启动,目前已经成为一个极具活力和影响力的研究领域.其重要标志是分别从1999年和2000年开始的Ubicomp国际会议和Pervasive Computing国际会议、2002年IEEE Pervasive Computing期刊的创刊.关于普适计算准确的定义,不同的研究者有不同的理解,其目标都是“要建立一个充满计算和通信能力的环境,同时使这个环境与人们逐渐地融合在一起”[2].我们给出的定义是:“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、透明地获得数字化的服务.”其中“随时随地”是指人们可以在工作、生活的现场就可以获得服务,而不需离开这个现场而去端坐在一个专门的计算机面前;这也是普适计算的英文中Ubiquitous或Pervasive的含义,即像空气一样无所不在.M IT的普适计算研究计划命名为Oxy2 gen的原因也在此[3].而“透明”是指获得这种服务时不需要花费很多注意力,即这种服务的访问方式是十分自然的甚至是用户本身注意不到的,即所谓蕴涵式的交互(implicit interaction).相对“随时随地”的特性,“透明”是普适计算更本质的要求,是其与桌面计算模式最本质的区别.否则,如果仅仅要求“随时随地”性,一人一台无线联网的笔记本或许就可以了,但这显然不是普适计算.Weiser在文献[2]中这样描述“透明”的本质性:“最具有深远意义的是那些从人们注意力中消失的技术.这些技术已经渗透到人们的日常生活中以致与生活难以区分”.人们在写字时,笔和纸本身不会分散我们的注意力,因此对于我们的注意力是透明的;又如雕刻家创作时,手中的雕刀于其注意力是透明的.Weiser以此来比拟普适计算所希望的服务访问过程或手段的透明性.与此相似的有Don Norman的“Invisible Comput2 er”[4]、CMU的Aura计划[5]和欧盟的“Disappearing Computer”研究计划[6],它们都表达了同样的思想. M IT命名Oxygen计划的另一层含义也是想让计算成为像氧气一样看不见又必不可少的东西.在文章的第2节我们将从如何实现信息空间与物理空间融合的角度,分析普适计算研究所面临的技术挑战.其后的几节将进一步阐述普适计算的若干关键技术,然后给出我们目前的研究进展,最后是一个小结.2 如何实现普适计算2.1 信息空间和物理空间的融合普适计算的定义表明了实现普适计算“随时随地”性和“透明”性的方法是使信息空间和物理空间融合为一体.我们把信息空间(cyberspace)定义为存在于计算机和网络中的数字化的信息、服务、计算和通信构成的总体.我们认为信息空间和物理空间的34019期徐光 等:普适计算融合有两层含义:绑定(binding)和自发的交互(spontaneous interaction).2.1.1 绑 定绑定是指信息空间中的对象与物理空间中的物体建立相互的对应,使这个物体成为访问信息空间中服务的直接入口.这种绑定可以通过两种途径实现:(1)直接在物体上(内)嵌入一定的感知、计算、通信能力,使其同时具有物理空间和信息空间中的用途.例如,M ERL实验室研究的Interactive Table 中一张桌子可以显示影集和具有交互能力[7];在我们研究的Smart Classroom中,一个物理的教室同时又是一个基于网络的虚拟远程教室的访问入口[8]; M IT Media Lab的Things That Think项目也是基于同样的考虑[9].(2)为每个物体添加可以被计算机自动识别的标签,标签可以是基于条码、红外和RFID的.例如, HP的Cool Town计划就是通过在所有物理世界中的物体(如地理位置和货架上的商品)上附着一个编码有URL信息的条形码来建立物体与其Web上的表示之间的对应,从而建立一个数字化的城市[10]. 2.1.2 自发的交互自发的交互是指物理空间和信息空间之间无需人的干预的交互,即其中任一个空间状态的改变可以引起另一个空间的状态的相应改变.从两个相对的方向来看:(1)信息空间的状态改变映射到物理空间中,其最主要的形式是数字化的信息可以无缝地叠加在物理空间中/上.一个很好的例子就是已经广泛采用的各种电器上的显示屏,它可以直观地反映出信息空间中的状态.E2Ink公司正在研究的电子纸[11]和IBM研究院的Everywhere Display[12]就是要开发出可以到处使用的轻便显示设备.在这层意义增强现实(augmented reality)的研究与此目的是一致的,但倾向于通过把信息显示在半透的眼镜显示器上来实现.同时M EMS技术的发展已经可以把操作器(ac2 tuator)直接集成到芯片上,从而为信息空间到物理空间的状态映射形式提供了一种新的可能,即直接改变物理世界中的某些物理参数.(2)信息空间也可以自动地觉察物理空间中状态的改变,从而改变相应对象的状态或触发某些事件.这种特性称为觉察上下文的计算(context2aware computing),是普适计算的重要特征.位置、身份、时间是目前研究的最多的几种上下文信息,利用物理空间中的这些上下文信息可以设计出许多十分有用和方便的应用.比如,你的手持设备可以在你抵达一个场所时,自动获得有关这个物理环境中可以利用的各种服务和设备的信息.再比如,Weiser认为未来的计算设备将像纸张一样公用化.当一个用户拿起一个公用设备时,它可以自动识别用户身份并进行相应的个性化设置,这一设想已经在M IT的Oxy2 gen计划中得到部分实现.人也是物理空间中的一份子,所以物理空间到信息空间的自动映射也包括信息空间对人的行为甚至表情的自动理解,在这种理解的基础上进一步提供主动的伺候式的服务则称为主动的计算(proactive computing)[13]或者蕴涵式的人机交互[14].与此相对,目前的人机交互多为显式的(explicit).觉察上下文计算和蕴涵式人机交互的研究根据实现途径的不同可以分为两类:通过传感器和通过多模态感知接口.前者如欧盟的TEA (Technology for Embedded Awareness)计划就是通过在日常器具如咖啡杯、家具、手机等中嵌入传感器来实现对物理空间的上下文的感知[15];而后者如我们的Smart Classroom中则用视觉跟踪、姿态识别等方法来判断目前教室中的上下文.在桌面计算模式下,信息空间和物理空间是隔离的.表现为:(a)绑定是稀疏的,唯一的绑定点就是计算机本身;(b)它们之间的交互是由人驱动的,即人先察觉物理空间的改变然后用一定的方式输入到信息空间.可以说这种隔离正是桌面计算模式各种不足的根源.而普适计算模式下这种绑定和自发交互将变得无所不在,从空间中的物体、用品、家具、房间以至整个空间本身,信息世界和物理世界的界限将变得模糊,正是这种界限的消失提供了人们可以随时随地透明地访问到数字化服务的可能.Ishii 形象地将这种融合称为Tangible Bits[16]———即信息空间中的基本单位比特将像物理世界中的基本单位原子一样是看的见摸的着的.2.2 全面的技术挑战追求普适计算理想的一个最为典型的研究计划就是文中多次提到的M IT的Oxygen计划,目标是“使丰富的计算和通信能力像空气一样无所不在和自由地融入人们的生活之中”,因此,普适计算应具有以下特性:(1)无所不在的(pervasive):用户可以随地以各种接入手段进入同一信息世界;(2)嵌入的(embedded):计算和通信能力存在于我们生活的世界中,用户能够感觉到它和作用于它;(3)游牧的(nomadic):用户和计算均可按需自由移动;(4)自适应的(adaptable):计算和通信服务可按4401计 算 机 学 报2003年用户需要和运行条件提供充分的灵活性和自主性;(5)永恒的(eternal):系统在开启以后再也不会死机或需要重起;部件可以因需要、出错或升级来去,但整个系统则永远可用.由此我们可以看出,普适计算的本质就是力图真正全面实现计算技术的“以人为本”,它对计算机科学的各个层次的研究都提出了新的要求和技术挑战:(1)在硬件或接入层次上,需要研究和开发出新的嵌入环境的和便于携带的计算设备、传感设备和显示设备;(2)在网络层次上,当具有计算、感知能力的物体变得无所不在时,这些物体间的互联通过有线网络进行显然是不可取的,所以无线网络将成为普适计算的重要基础设施,而网格(grid)则可能构成普适计算的网络和计算资源的平台;(3)在系统软件(infrastructure)层次上,各种异质的具有计算、传感能力的物体间的交互的需求对系统软件提出了前所未有的挑战,需要解决如何使它们实现数据的交互、任务的协作;在传感设备无所不在时如何保护用户的隐私等等一系列问题;(4)在人机交互层次上,普适计算要求交互方式从困难烦琐的显式交互转变为透明的蕴涵式交互,这就需要研究新的交互模式(metaphor)和感知接口.由于各研究团队背景和研究侧重点的不同,围绕上述普适计算在一个或者多个层次上的需求和特点,目前已经在普适计算的大帽子下形成了许多相对自完备的研究领域,比如智能空间(smart space)、可穿戴计算(wearable computing)、觉察上下文计算(context2aware computing)、游牧计算(nomadic com2 puting)等等.本文将对其中相对成熟和完整的三个研究领域:觉察上下文计算、普适计算系统软件和智能空间分别进行综述.这三个领域并不是严格按照一个统一角度对普适计算的研究内容进行划分的.觉察上下文计算可以认为是从支持主动觉察和应用上下文的目标出发,从一种纵向的角度来研究普适计算,牵涉到从硬件到交互和应用的各个层次;普适计算的系统软件则是从横向的角度来研究普适计算的软件基础设施,集中于系统软件层次;智能空间则可以认为是一种普适计算的一种体现或者是一种应用方式,可以认为是从一种纵向剖面的角度来研究普适计算,将包含各个层次的问题.因此这三者的研究是互相交叉和互相支持的,比如觉察上下文计算的研究牵涉到如何在普适系统软件中提供相应的支持;觉察上下文计算和系统软件的典型问题将在智能空间中得到充分体现,同时它们也是智能空间系统的一个组成部分.3 觉察上下文的计算(Context2Aw are Computing)普适计算把计算和信息融入到物理世界,这不仅是使计算机无所不在,由于人与信息以及计算能力将保持不间断的接触,它还提供了一种新的交互方式的可能,这就是前面提到的蕴涵的交互方式.这时需要系统能觉察在当时的情景中与交互的任务有关的上下文,并据此做出决策和自动地提供相应的服务.虽然在桌面计算中已开始利用上下文信息,但与桌面计算模式下上下文是固定或人为设定的情况不同,在普适计算模式下上下文将随任务而变化,而且由于工作环境是现场,其中的背景情况不但复杂而且是动态变化的,使上下文的动态性问题更加突出.上下文在交互中的重要性表现为(1)同样的输入,不同的上下文可能具有不同的语义.(2)鉴于在人与人的交谈中应用蕴含的状态信息(即上下文)可提高交互的效率,充分觉察环境中的上下文是实现普适计算系统尽少分散用户注意力这一目标的重要途径[17].例如,文献[18]中描述的在野外跟踪长颈鹿时,可以自动记录,发现长颈鹿位置的一种应用,科学家可以集中精力去观察和记录,而不是去查看GPS的读数.(3)在普适计算的情况下,物理上的接口不是个人专有的,而是由多人共享,因此在交互过程中,为实现接口和服务的个性化也需要上下文信息.由此可见觉察上下文计算在人机交互中的重要性.有人认为觉察上下文计算概念的引入将需要对现有的人机交互理论做全面的重新考虑[19].觉察上下文计算具有广泛的应用领域,其中包括:对用户提供主动启动(proactive triggering)的服务,即利用用户当前的上下文来启动有关的操作和显示有关的信息;流水线式交互(streaming interac2 tion).人们可利用交谈时蕴含的状态信息,也即利用上下文信息来提高交谈的效率[20];以往事件的记忆;优化行为的模式;共享经验等.3.1 觉察上下文计算的基本概念从普适计算的角度来看,上下文是指任何可用于表征实体状态的信息.这里的实体可以是个人、位置、物理的或信息空间中的对象.觉察上下文计算是指每当用户需要时利用上下文向用户提供适合于当时任务、地点、时间和人物的信息或服务.觉察上下54019期徐光 等:普适计算文应用是指其行为(在某种程度上)是由用户的上下文所决定的应用.例如,如果系统知道用户所携带的移动电话的位置和音乐会的时刻表,那么在音乐会的过程中系统就把移动电话设置在振动方式.再如GPS提供的位置信息在农业、建筑、军事和“p2com2 merce”(基于用户位置的商务)方面的应用.觉察上下文计算的重要性已为越来越多的研究者所认识.HP公司的年度报告中认为觉察上下文应用是公司未来的关键技术,因为应用上下文是解决信息超载最有希望的途径.觉察上下文本质上是一种协助其他应用提高性能的支持工具.在实际的应用中为了方便,可把上下文的种类归纳为(1)计算上下文.如网络的连接情况、通信成本、通信的带宽和附近的资源(如打印机、显示器和工作站等);(2)用户的上下文.用户的特性、位置、时间,附近的人员、当前的人际关系;(3)物理的上下文.如光照、噪声程度、交通条件和温度等;(4)上下文的历史.觉察上下文计算中的关键技术包括上下文的获取技术、上下文的模型、支持觉察上下文计算的软件结构等.3.2 当前上下文的获取当前的上下文信息可从以下几种方式或来源获取:从各种传感器;从已有的信息,其中包括日期、日程表、天气预报等;从用户和任务模块获取;通过计算设备间的交互;由用户直接设定等.上下文有不同的层次:低层的和高层的.从传感器直接得到的上下文通常是低层的.例如,“门是否是开的”、“椅子上是否有人”,这些信息可由相应的传感器获得.一般来说,人们对高层的上下文更为感兴趣.例如,“人们是否是忙碌”、“会议是否已开始”.低层和高层的上下文通常是相互关联的.因此,有可能从低层的事件来假设高层的事件.系统如能从假设中检测上下文,那么需要由用户输入系统的信息就可减少.例如,推测用户是否是在度假.进行推测需要概率模型的支持.文献[21]采用Bayesian网络作为概率框架,根据来自传感器的数据推理查询的上下文变量.在TEA计划中采用K ohonen Self2Or2 ganizing Map人工神经网络的方法把输入的传感器数据进行标记和分类,然后再用概率的有限自动机对结果进行校验[22].对于某些高层的上下文,例如用户的当前活动,一种可用的方法是利用计算机视觉进行跟踪和识别.由于上下文可能在人机交互中重复地出现,所以对上下文的记忆在觉察上下文计算中占重要地位.在上下文记忆的最低层中,最重要的信息是上下文值的变化,而不是值本身.例如,在检测物体的移动时就需要记忆位置的变化.在上下文记忆的较高层次上就需要分析过去的上下文,特别是分析什么改变了和什么没有改变,以便得出合理的推论.例如,从用户在过去的十多分钟里一直在看有关古建筑的网页可推论可能对古建筑感兴趣.3.3 觉察上下文计算的软件支持环境开发觉察上下文计算的应用系统是个困难的问题,这是由于开发中必须解决由上下文种类的多样性、数据格式和精度各不相同、提供的时间互不同步所造成的困难.例如,在对用户从室外到室内的位置信息进行跟踪和记录来说,用GPS可能准确到10m,但建筑物的定位系统的精度可能要比这个精度高,同时GPS提供的是经度/纬度数据,而室内的主动式胸卡(active badge)是通过红外识别器来提供位置数据,再由红外识别器映射到建筑物中的相对位置.在建立觉察上下文计算的软件支持环境过程中需要解决的关键问题是(1)上下文信息的建模.对于各种上下文,由于它们的特性不同所以就有各种的表达和模型.当前几乎所有的系统都采用自己的方法来建立上下文信息的模型.这样就不可能相互交换上下文的信息或根据一个系统感知到的上下文变化来通知另外系统中的应用程序.现在需要的是能表示各种上下文信息的通用数据结构.(2)系统结构.与各种上下文传感器系统进行交互,把有关的上下文解释为所希望的格式并以合适的方式加以利用都涉及大量的工作.所以有必要把应用开发与上下文的感知相分开,这对建立可适用于各种应用的通用系统来说也是至关重要的.为了把低层的传感数据处理与高层的应用分开,需要引入中间层.它的作用是收集原始的传感器数据,把这些数据转换成应用程序能理解的格式并把它们发送到对它有兴趣的应用程序.这时可有两种结构形式:集中式结构和分布式结构.集中式结构:最简单的方式是可向应用程序提供上下文信息的中央上下文服务器.例如,文献[23]中有动态环境服务器,用于管理一组变量的名称和值(表示一个环境),并向预先通过注册表示需要此上下文的客户发送最新的上下文信息.集中式的方式通常会有尺度的问题(scalability).分布式结构:分布式结构把上下文分布6401计 算 机 学 报2003年。

普适计算如何融入日常生活

普适计算如何融入日常生活

普适计算的目标是使计算机科学技术自然而然地融入人们日常生活当中。

在使用传统PC时,人们需要使用鼠标、键盘或触摸屏,在科技创造的“虚拟世界”里,与他人或其他计算机进行虚拟互动;而普适计算则不同,它将科技带入“真实世界”,让科技真正融入我们的现实生活中。

诸多所谓宅男宅女,沉溺于“虚拟世界”和“虚拟活动”。

如:从在线游戏中赚取“宝物”,或沉湎在目前流行的社交网站当中,终日废寝忘食地投入于虚拟世界。

这种趋势已经背离许多专家的共识——人类自然且健康的生活方式是在真实世界中生活。

举例来说,在户外慢跑、与他人面对面沟通,比起在虚拟世界中“辛苦”地追杀怪兽,或躲在计算机前通过网络与他人沟通,都更加自然且健康。

这种现象,激发了计算机科学家的思考:如何摆脱传统PC键盘、鼠标,让计算机科技融入真实世界中,让人们能够更自然地在真实世界中与计算机互动,从而跳出计算机所创造的虚拟世界。

对于普适计算,最关键的问题在于什么是使人们游创文1沈而立2张诗平3陈予涵2朱浩华2 1台湾“中央研究院”2台湾大学3美国卡内基梅隆大学普适计算如何融入日常生活关键词:情境感知计算智能家庭系统劝导科技简便感测科技参与感测科技普适计算工具更易于使用,并与数字世界互动的“最自然”的人机界面。

现在,我们拥有大量的电子互动装置:配有鼠标、键盘及屏幕的PC、附有按键或触控式屏幕的手机、数字电视、游戏机,以及电子表等。

若将各项功能合而为一,是否即可称为最自然的人机界面?对于这个问题,普适计算的答案是:最自然的人机界面并不存在于电子产品中。

目前的电子互动装置,如iPhone或iPad等,虽然酷炫,却是近50年内才开始开发的工具。

相较于已陪伴我们数千载且习以为常的生活用品,如桌、椅、笔、纸等等,人们对电子互动装置并未习以为常。

对许多人而言,如果还没把使用手册看完,便想要马上掌握一款全新的智能手机的功能,并不是一件容易的事;然而,掌握如何使用不同的桌子、椅子、笔等物品,却是轻而易举。

普适计算技术在医疗领域中的应用

普适计算技术在医疗领域中的应用

普适计算技术在医疗领域中的应用普适计算技术,又称泛计算技术,是指快速变化的、高度分布的计算环境中,任何人、任何设备都能随时随地利用各种计算、存储和通信资源,执行各种计算任务的一种技术。

随着普适计算技术的不断发展,它在医疗领域中的应用也越来越广泛。

一、远程医疗普适计算技术可以实现远程医疗,这是特别有意义的,因为一些地区医疗资源较为匮乏。

利用普适计算技术,可以实现医生与患者的远程会诊,远程影像诊断等功能。

甚至可以利用普适计算技术,将一些干预和治疗纳入在线版式,让居住在偏远地区,没有机会见到专业医生的病人也能得到及时治疗和关怀。

二、医疗信息管理由于医疗领域的信息量庞大,手动管理是难以完成的,那么利用普适计算技术,可以对医疗数据进行高效管理,将所有数据存储在云端,并可随时随地获取,医生、护士和病人都能够方便地浏览和管理病史、检测等相关信息。

这种方式不仅提高了数据的可读性、准确性和可访问性,也大大提高了产能和效率,让相应的医疗机构工作人员更加专业和精准。

三、实时健康监测随着科技的不断发展,医疗设备也越来越先进,普适计算技术在这方面的应用也非常广泛。

例如,便携门诊医疗设备可以实时监测患者的生命体征,心率、血压、体温、呼吸等等,将这些监测数据实时上传到云中,允许医生在任何时候从远程监测设备中实时查看病人的生命体征数据。

这种一站式监测和管理方式不仅便于医生和患者,而且能够更加快速和准确地响应并预防突发事件。

四、医疗资源共享普适计算技术可以很好地解决一些地区的医疗资源稀缺问题,例如一些个人医生或医疗机构,学术研究等,通过云计算技术,可以在多平台之间共享和交流,并且可以迅速地与全球治疗方案进行比较。

共享平台可以让医生和病人更好地理解医疗资源的分布,同时产生适当的医疗策略,提高医疗效果,达到产业水平的提高。

综上所述,普适计算技术在医疗领域的应用,极大地推进了医疗工作效率的提高,病人得到更好的服务体验,为医疗机构带来新的发展动力。

心得体会:如何增强经济形势研判能力(最新)

心得体会:如何增强经济形势研判能力(最新)

心得体会:如何增强经济形势研判能力(最新)2018年10月22日召开的X省委常委会会议指出,研判全省经济形势,不仅要看数据指标,更要放在大背景下看、往深层次看、综合起来看、内外比较看,要透过现象看本质、看趋势。

当前,随着国际国内环境日益复杂,X经济领域出现一系列新情况、新问题,经济发展呈现出许多新的特征。

面对复杂形势,我们要以更高站位,从多个维度、多种视角深化思考,增强对经济形势的研判能力。

长期与短期相结合增强对经济形势的研判能力,首先要善于结合长期与短期,从长期看到趋势,从短期发现问题。

以经济增长为例,我们不能仅仅根据GDP增速、投资、消费、出口等的季度数据或月度数据,就产生悲观或乐观的预期。

一些宏观经济指标的短期波动可能是随机性冲击所引致的结果,如人们预期的改变、气候的突变、供给与需求的短期波动等。

短期数据的波动并不一定完全反映长期增长的趋势,因为有些冲击并不会从根本上影响经济增长的基础。

判断长期趋势主要看经济中的技术进步及创新情况。

技术进步是经济增长的引擎,从根本上提升了经济增长的潜力。

一个经济体只要有源源不断的技术进步作为支撑,就具备长期增长的基础。

相反,如果失去技术进步和创新的驱动,即便经济体能够在某些外部因素的刺激之下获得较快的增长速度,但其并不具备长期增长的空间。

若一个经济体内生增长的潜力较大,比如经济中出现大规模技术进步或者某些重大技术实现了系统化的应用场景,加上全社会创新创业的氛围较好,即便因一些随机性冲击因素导致短期的数据不太乐观,我们也不应失去信心,因为只要克服暂时的困难,经济必定会有好的前景。

注重从长期看到趋势,并不意味着短期数据没有意义。

长期是由一系列短期构成的,短期数据能够较为深入地反映经济运行的阶段性特征,进而反映经济运行的质量。

如,增速是否太低,失业率是否太高,物价上涨速度如何,是投资还是消费或是出口不足,下一阶段政策的着力点应有哪些调整……利用短期数据,可以构建一系列风险预警指标体系,为经济领域重大风险的爆发提前发出警告。

计算机智能化思维方式的发展趋势.doc

计算机智能化思维方式的发展趋势.doc

计算机智能化思维方式的发展趋势一、前言人工智能思维方式计算机所要研究的就是使计算机能够做人能够做的事情,能够像人那样的思考和行为,人工智能的发展历史不是很长,大概到现在也是一个非常年轻的学科,也就是50年的历史,但是这50年的历史应该说是有很大的创新的,我们从一点就可以看出来,在这个40年,从1966年到现在,对于计算机科学技术有突出贡献的人一共是49位,中间人工智能占了六位,可见人工智能在推动计算机科学技术发展上还是起了很大的作用。

我们理解从技术上来看的话,能做什么样的技术,或者说有哪些智能技术,因为大家很熟悉计算机,我们智能化的目标就是用计算机来实现更高的工作,实现人工智能化的思维方式。

二、高科技进一步植入计算机计算机的基本原理从根本上来讲就能做一件事,也就是把一个0和1组成的符号串,通过有限的机械把它变成另外一种符号串,我们一切的软件都是最终建立在这个基础说,我们的问题是在这样一个基础上,我们能导演出来什么样的技术,什么样的产品,特别是软件的产品,就是基于这个,计算机不管它怎么发展,现在速度提高这么快,它本质上只能在有限的机械部门里面把一组0和1的符号变成另外一个方向。

超高科技计算机就是采用平行处理技术改进计算机结构,使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理,进一步提高计算机运行速度和处理方式。

超高科技计算机通常是由数百数千甚至更多的处理器(机)组成,能完成普通计算机和服务器不能计算的大型复杂任务。

从超级计算机获得数据分析和模拟成果,能推动各个领域高精尖项目的研究与开发,为我们的日常生活带来各种各样的好处。

最大的超级计算机接近于复制人类大脑的能力,具备更多的智能因素。

方便人们的生活、学习和工作。

世界上最受欢迎的动画片、很多耗巨资拍摄的电影中,使用的特技效果都是在超级计算机上完成的。

三、智能化思维方式的应用智能化思维方式计算机发展的趋势就是无处不在,以至于像“没有计算机一样”。

近年来更明显的趋势是网络化与向各个领域的渗透,即在广度上的发展开拓。

普适计算

普适计算
普适计算
江苏科技大学 计算机科学与工程学院 吕永芳 092070040
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普适计算的概念 普适计算与虚拟计算 普适计算的研究内容 普适计算的特性 普适计算的热门研究领域 普适计算面临的挑战
概念的提出
• 1999年,IBM提出普适计算(又叫普及计算)的 概念。所谓普适计算(Pervasive Computing / Ubiquitous Computing)指的是,无所不在的、 随时随地可以进行计算的一种方式;无论何时何 地,只要需要,就可以通过某种设备访问到所需 的信息。 • 在信息时代,普适计算可以降低设备使用的复 杂程度,使人们的生活更轻松、更有效率。实际 上,普适计算是网络计算的自然延伸,它使得不 仅个人电脑,而且其它小巧的智能设备也可以连 接到网络中,从而方便人们即时地获得信息并采 取行动。
致谢
• That’s all • Thank you!
• 普适网络:普适计算环境下的网络环境包括各种无线网络、互联网、 普适网络:普适计算环境下的网络环境包括各种无线网络、互联网、 电话网、电视网等,还包括 网络、 电话网、电视网等,还包括RFID网络、无线传感器网络、GPS网络 网络 无线传感器网络、 网络 等多种不同类型的网络。 等多种不同类型的网络。普适计算网络支持异构环境和多种设备的自 动互连,对环境的动态变化具有自适应性, 动互连,对环境的动态变化具有自适应性,提供无处不在的通信服务 • 系统软件:普适计算的系统软件对普适计算环境中大量联网的信息 系统软件: 设备、智能物体、计算实体进行管理,为它们之间的数据交换、 设备、智能物体、计算实体进行管理,为它们之间的数据交换、消息 交互、服务发现、任务协调等提供系统级的支持。 交互、服务发现、任务协调等提供系统级的支持。普适计算的系统软 件不同于传统分布式系统软件 ,主要有两个基本的特点 :物理集成 和自发的互操作。 和自发的互操作。 • 人机交互:典型的交互方式包括语音输入、手写输入、电子纸、眼镜 人机交互:典型的交互方式包括语音输入、手写输入、电子纸、 显示器等。除鼠标键盘输入等由人驱动的显式人机交互外, 显示器等。除鼠标键盘输入等由人驱动的显式人机交互外,普适计算 的人机交互方式会向隐式和多模式的人机交互方式方向发展。 的人机交互方式会向隐式和多模式的人机交互方式方向发展。

三、本组对计算思维应用的理解

三、本组对计算思维应用的理解

一、本组对计算机思维的理解周以真教授关于计算思维的论述计算思维代表着一种普遍的认识和一类普适的技能,每一个人,不仅仅是计算机科学家,都应热心于它的学习和运用。

计算思维建立在计算过程的能力和限制之上,由人由机器执行。

计算方法和模型给了我们敢于去处理那些原本无法由任何个人独自完成的问题求解和系统设计。

计算思维直面机器智能的不解之谜:什么人类能比计算机做得更好?什么计算机能比人类做得更好?最基本的是它涉及这样的问题:什么是可计算的?今天,我们对这些问题仍是一知半解。

计算思维可以做什么?计算思维是每个人的基本技能,不仅仅属于计算机科学家。

我们应当使每个孩子在培养解析能力时不仅掌握阅读、写作和算术(Reading,writing,and arithmetic---3R),还要学会计算思维。

正如印刷出版促进了3R的普及,计算和计算机也以类似的正反馈促进了计算思维的传播。

计算思维涉及运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为。

它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。

当我们必须求解一个特定的问题时,首先会问:解决这个问题有多么困难?怎样才是最佳的解决方法? 计算机科学根据坚实的理论基础来准确地回答这些问题。

表述问题的难度就工具的基本能力。

必须考虑的因素包括机器的指令系统、资源约束和操作环境。

为了有效地求解一个问题,我们可能要进一步问:一个近似解是否就足够了,是否可以利用一下随机化,以及是否允许误报(false postive)和漏报(false negative)?计算思维就通过约简、嵌入、转化和仿真等方法,把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道怎样解决的问题。

计算思维是一种递归思维。

它是并行处理。

它是把代码译成数据又把数据译成代码。

它是由广义量纲分析进行的类型检查。

对于别名或赋予人与物多个名字的做法,它既知道其益处又了解其害处。

对于间接寻址和程序调用的做法,它既知道其威力又了解其代价。

二十一世纪_人们应该具有计算思维能力

二十一世纪_人们应该具有计算思维能力

第3期计算机教育2011年2月10日Computer Education No.3 Feb.10,2011 30二十一世纪,人们应该具有计算思维能力全国高等学校计算机教育研究会理事长袁开榜/文自1939年电子计算机问世以来,信息时代的发展突飞猛进,互联网技术已经把人们的各类信息编织成一个庞大的系统,现代人生活领域的各个方面已经离不开电子计算机了。

本人从事过我国第一代电子管计算机的研制工作,经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路、微米技术、纳米技术的演变,见证了一个几十吨重的庞然大物(电子管计算机)变成今天不到1千克的智能型触摸式平板电脑,计算速度更是由每秒几十次变为今天的近五千万亿次。

依个人之见,计算机依据用途可以分为三大类:第一类为高端技术应用,是科技工作者和大学计算机专业研究人员,通过不懈的研究创新,推出更新的科技成果产品;第二类是普通应用,人们把它作为一种高效率的工具,在工作和生活的各种应用环境中大量使用;第三类是玩具,在当今这个信息社会中,更为壮观的是全球的人都把计算机当做一个高级的智能玩具,用来娱乐、游戏。

研究高端科学技术的人们,不仅要懂得电子计算机是如何工作的,而且还要知道它是如何制造出来的,要了解它从一个几十吨重的庞然大物变成今天的笔记本电脑的演变过程;把它当工具使用的人,则只要了解电子计算机的基础知识,学会编制程序的方法,就能得心应手地开展自已应用领域的工作,没有必要去过问它是怎样造出来的;把电脑当作玩具者,则只要知道计算机的操作命令就行了。

当然兴趣不一样,玩的方法也就各有特色。

科技产品、工具、玩具只是人们在各自使用范围内对计算机的不同理解,但它显现出来的本质仍然是一台不折不扣的电子计算机。

鉴于电子计算机与人们是如此亲密无间,电子计算机也就必然从高端科技演变成为人们的基础知识。

2006年3月,曾任美国卡内基·梅隆大学(CMU)计算机科学系主任,现任美国基金会(MSP)计算机和信息科学与工程部(CISE)主任的周以真(Jeannette M.Wing)教授,在美国计算机权威刊物《Communicatons of the ACM》上,首次提出了计算思维的观念[1]。

普适计算技术的创新与发展

普适计算技术的创新与发展

普适计算技术的创新与发展随着现代科技的无限发展,计算机已经成为了我们生活中必不可少的一部分。

但是,传统的计算机技术局限于固定算法和特定硬件平台,无法完全满足人们对于数据分析、机器学习、人工智能等方面的需求。

普适计算技术的出现,为我们提供了更为广泛的应用场景,也协助着科技产业的发展与创新。

一、什么是普适计算技术?普适计算技术(Ubiquitous Computing)是一种全新的计算机技术,旨在将信息处理技术无限扩展到各种各样的设备中,以满足人类日常生活中各种各样的计算需求。

其实现方式是将计算机无形化为人在生活场景中的周边环境,融入日常生活中的各个物品中,以实现用户需求的隐式处理。

普适计算技术的本质是在原有计算便利性的基础上,让计算机智能化和嵌入生活,以便轻松处理出现的问题和隐性难题。

比如,一个家庭可以通过安装各种智能设备,如智能灯、智能家居、智能空调等,让各种设备实现互联,这些设备可以互相交流,让家庭变得更加节约气能,更加智能。

二、普适计算技术的应用场景普适计算技术的应用场景非常广泛,其核心思想就是将计算机技术无限扩展到各种任意的物件中,以实现各种功能需求。

举几个实际例子:1. 智慧城市智慧城市就是通过对城市各个设施进行数字化升级,将各类基础设施、公共服务、社会管理等领域的信息采集、处理和传输进行无缝链接,使城市的服务更加智能化、便利化、精细化等。

智慧城市建设是通过各种技术构建智慧城市系统,将城市中的各个设施、数据资源、管理机制相互连接起来,创造全新的服务模式。

智慧城市中的智能监测、交通管理、公安管理、环境保护等都是普适计算技术的实际应用。

2. 智能家居智能家居是指通过家居布线、设备购置、软件安装等方式,实现在智能手机APP或者智能音箱等智能设备上远程操控家庭的灯光、温度、空气质量等设施,以达到困惑和便利家庭生活的目的。

目前,智能家居产品已经涉及到空调、智能门禁、防盗报警、环境监测等家居内容。

3. 智能医疗智能医疗涉及到多种应用场景,例如智能诊疗、智能康复、智能监护、健康咨询等。

普适计算中的移动群智计算技术研究

普适计算中的移动群智计算技术研究

普适计算中的移动群智计算技术研究普适计算是计算机领域中的一个非常重要的概念,指的是将计算机技术融合到人类日常生活中的各种活动中,使计算机服务能够随时随地地为人类所用,并且能够发挥最大的价值。

而在普适计算领域中,移动群智计算技术无疑是一种具有广泛应用前景的技术,其优势在于可扩展性强、能够优化服务性能、能够降低成本等等。

首先,移动群智计算技术是指通过对移动设备的集合利用,实现大规模计算的一种技术。

它可以将分散的处理能力集中起来,使其像超算一样进行运算。

这种技术的难点在于协调被并行处理的任务,以及同时保证其完整性和正确性。

目前,移动群智计算技术主要通过任务分配的方式实现,即将任务拆分等分配给多个设备来进行处理,从而实现并行计算。

移动群智计算技术的应用范围非常广泛,在众多领域中均有所涉及。

例如,在社区服务中,通过移动群智计算技术,可以使得社区居民的日常生活得到更好的服务和保障。

在医疗服务领域,利用移动群智计算技术,则可以实现医疗资源的整合和优化,以及病人的预防和治疗等。

在环境监测领域中,借助移动群智计算技术,可以收集并管理复杂的环境数据,以提高环境监测的效率和准确性等。

而在移动群智计算技术的发展过程中,出现了一些非常重要的技术移项,如感知计算、移动云计算、移动边缘计算等。

感知计算主要是通过实时感知数据,来达到普遍的计算目的。

它能够整合各种信息来源,并实现自动处理。

移动云计算是利用云计算技术,通过将服务放在云端,使用户可以通过移动设备进行访问。

而移动边缘计算技术则是利用网络边缘设备,通过协助计算机执行一些基本计算,从而提高计算处理的效率和质量。

当然,在移动群智计算技术的应用中,也可能会出现一些风险和隐私问题。

这时候,我们需要采取一些措施来减少风险和保护隐私。

例如,利用数据加密、身份认证、风险控制、资源调度以及隐私保护等技术来提高数据的安全性和可靠性。

同时,我们也需要依靠不断推进技术创新,来解决这些问题,使得移动群智计算技术得以安全、有效地应用。

普适计算环境下高校图书馆管理工作几点思考论文

普适计算环境下高校图书馆管理工作几点思考论文

普适计算环境下高校图书馆管理工作的几点思考摘要:阐述了普适计算的内容及其在高校图书馆管理工作中的应用及意义。

其中分四小点进行论述,一、智能图书馆中的普适计算技术分析以及基于普适计算的智能图书馆原型;二、普适计算环境下的高校图书馆无线局域网的设计与实现;三、普适计算环境下图书馆网络信息资源marc编目工作;四、对于构建图书馆核心价值体系的思考。

关键词:普适计算;图书馆;数据;marc普适计算是物理空间的高度融合,在这个融合空间中用户可以随时随地、透明地享用计算资源。

自1946年2月14日世界上第一台计算机eniac在美国宾夕法尼亚大学诞生以后,计算模式已经经历了主机计算时代和桌面计算时代。

就近几年计算机的发展来看,根据计算模式在计算机中的时代划分,可将计算模式分为四个时代,分别是主机、桌面、分布式与因特网的结合、普适这四类。

一、普适计算的发展1988年初以mark weiser为首的parc计算科学实验室(csl)开始了铺村计算uc(u-biquitous computing的简称)的研究,现在又称普适计算pc(pervasive computing,简称pc)。

1991年mark weiser在《scientifc american》的”the computer for the21st century”中正式提出普适计算的思想。

mark weise指出:”the most profound technologies are those that disappear. they weave themselves into the fabric of eveyrday life until theyare indistinguishable form it”。

随着定位传感器、无线通信技术尤其是internet 的普及和分布式计算技术的进步,普适计算的实现条件越来越成熟,普适计算的概念也得到了越来越多人的认可。

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普适计算发展的思考摘要:普适计算作为一种崭新的计算模式, 极大方便了人们的工作和生活。

简单介绍了普适计算的基本涵义,现阶段的发展概况以及对其发展的一些思考。

对普适计算发展的思考主要是讨论了其发展中所面临的一些挑战,发展中对人类健康、环境、社会等可能带来的一些隐患。

关键词:普适计算;计算模式;环境The Thinking of Pervasive Computing Development Abstract:Pervasive computing as a new computing mode, greatly convenient for people's work and life. Simple introduced the basic meaning of pervasive computing, at present the development situation and the development of some of the thinking. Thinking of pervasive computing development is mainly discussed some of the challenges faced in its development, and some of the hidden dangers brought by its development for human health, environment, society .1引言计算模式已经经历了主机计算和桌面计算两个时代[1]。

在主机计算时代,计算机是稀缺的资源,人与计算机的关系是多对一的关系,人们必须用生涩的机器语言与计算机打交道。

20 世纪80 年代,PC开始流行,计算模式也随之跨入桌面计算时代,这时,人与计算机的关系演变为一对一的关系。

近年来,随着计算机及相关技术的发展,通信能力和计算能力的价格正变得越来越便宜,各种设备的体积也越来越小,各种形态的传感器、计算联网设备蓬勃发展,同时由于人类对生产效率、生活质量的不懈追求,人们开始希望能随时、随地、无困难地享用计算力和信息服务,由此带来了计算模式的新变革,这就是计算模式的第三个时代——普适计算(Pervasive Computing或Ubiquitous Computing)时代。

2普适计算的涵义普适计算的概念最早由施乐公司PALOATO研究中心的首席技术官Mark Weiser提出。

他在1991年指出:21世纪的计算将是一种无所不在的计算模式。

他认为,最深刻和强大的技术是“看不见的”技术,是那些融入日常生活并消失在日常生活中的技术。

Mark Weiser受到了该研究中心社会学家、哲学家和人类学家的影响后,重新审视了网络计算模式,提出了这一属于后现代主义产物的概念。

此后Mark Weiser及其同行在施乐公司的实验室搭建了普适计算系统的原型系统——Ubicomp系统。

该系统可以看作是普适计算环境的一个原型,在一定程度上支持了Weiser普适计算[2]的设想,对普适计算的发展有着十分突出的促进作用。

但由于当时软、硬件技术的条件,这一系统并没有产生所期待的影响。

随着定位传感器、无线通信,尤其是Internet的普及和分布式计算技术的进步,普适计算的实现条件越来越成熟,普适计算的概念得到了更多的认可,已有越来越多的普适计算应用系统问世。

普适计算是虚拟现实技术的反面。

虚拟现实技术致力于把人置于计算机所创造的虚拟世界里,而普适计算则是反其道而行之——使计算机融入人的生活空间形成一个“无时不在、无处不在而又不可见”的计算环境。

在这样的环境中,计算不再局限于桌面,用户可以通过手持设备、可穿戴设备或其他常规、非常规计算设备无障碍地享用计算能力和信息资源,也就是说普适计算实现了信息空间和物理空间的融合[3]。

在这个融合的空间中,人们可以随时随地,透明地获得数字化的服务。

其中“随时随地”是指人们在工作、生活的现场就可以获得服务,而不需离开这个现场去端坐在一个专门的计算机面前。

而“透明”是指获得这种服务不需要花费很多注意力,即这种服务的访问方式是十分自然的甚至是用户本身注意不到的。

在普适计算时代,计算机系统中最宝贵的资源已不再是处理器、内存、磁盘、或者网络了,而是用户的注意力。

普适计算模式将对人们享用计算和信息的方式带来另一场变革,它要颠覆“人是用计算机”的传统方式,将人与计算机的关系改变为“计算机为人服务”,因此,从某种意义上说,普适计算是“以人为本”、人与计算环境更好地融合在一起的计算模式,它能够帮助人们更加方便、有效地访问所需的信息。

3现阶段发展概况普适计算从20世纪90年代Mark Weiser提出以来就受到了国际学术界的广泛关注。

随着计算机、通信等技术的快速发展,普适计算已成为计算机、通信及信息科学的研究热点和新的发展方向。

近年来,芯片制造、无线通信、网络、软件等技术领域得到了快速发展,为普适计算研究提供了技术支撑。

目前美国和欧洲的很多著名高校和企业都投入大量科研人员和资金开展普适计算研究项目,这些研究项目都得到了政府机构(比如欧盟的IST 和FET、美国的DARPA,N SFN,NIST 等)的大力支持。

目前比较著名的普适计算研究项目主要MIT 的Oxygen Project、CMU的Aura Project、伊利诺伊州大学Gaia Project、加州大学伯克利分校的Endeavour Project、华盛顿大学的Portolano Project、伊利诺理工学院的Haw kTour Project、美国国家标准技术局(N ational Institute of Standards and Technology NIST)的Smart Space Project、欧盟资助Disappearing Computer Project、IBM的Dream space Project、Microsoft 的EasyLiving Project、HP的CoolTow n Project等。

另一方面,普适计算得到了国际学术界的广泛关注,目前国际上已经形成了每年召开的Ubicomp和Percom两个普适计算国际会议系列。

此外以其他形式召开的普适计算会议也已多达数十个,同时国际上也已经发行了《Personaland Ubiquitous Computing》和《IEEE Pervasive Computing》两种专门针对普适计算的期刊。

4普适计算发展的思考随着普适计算的不断发展,必然引起人们对普适计算发展的思考,首先其发展将面临哪些挑战[4],然后发展会给人类发展、社会生活带来哪些正面的和负面的影响等。

4.1普适计算面临的挑战普适计算发展将面临诸多挑战,从大的方面来说体现在两个方面,一是在技术上的挑战,一是在安全问题上的挑战。

在技术上,虽然构造普适计算的各种构件都存,但将其无缝集成技术还需进一步的发展。

普适计算系统融入用户的生活中,时刻都需要根据环境作出相应的决定,这就要求普适计算系统能正确理解用户的意图,而现有的软件系统还没能完全实现其功能。

普适计算的目标是使计算设备和技术“消失”在用户日常生活和工作任务的背景当中, 保证用户在得到计算服务的同时无需觉察计算机的存在和为此而分心,从而使其注意力回归到要完成的任务本身。

计算机的“不可见”体现在技术上是计算系统的高嵌入性和高移动性,硬件和网络环境是其基础。

但就目前而言,人机交互的模式绝大部分仍然停留在桌面计算的范式下。

繁琐而低效的交互过程严重地增加了用户的认知负担,干扰了其正常任务,从而影响用户对计算机应用系统的整体评价。

因此,人机交互方面的相关技术还需大力提高。

然而,现阶段的普适计算人机交互主要受两方面因素的制约:第一,新型计算设备的制约。

一方面, 小型化设备的使用日益广泛, 其有限的交互空间和工具给交互过程带来了阻碍;另一方面,以智能家居、智能教室、智能房间为代表的大型嵌入式集成环境在很多领域内体现出了独特的优势。

在这些智能环境中, 用户在执行任务的过程中往往不断在各种不同设备之间切换, 并且需要随时根据设备和任务特点变换交互手段。

无论是小型化个人计算设备还是嵌入式集成空间, 都对传统的交互工具和手段( 如鼠标、键盘等) 提出了挑战。

第二,用户认知特征的制约。

设备的限制不是普适交互问题的根本原因。

如前文所述, 计算机的不可见是普适计算的重要特点,而这种不可见并不都是计算机技术发展的直接结果, 在很大程度上是用户心理作用的结果。

在普适计算模式中,用户在交互过程中的心理活动和认知特征与传统计算存在着很大差异,用户与周围环境和任务的关系更加紧密,人机循环以外的诸多因素频繁且明显地影响着交互过程,这是导致普适计算人机交互诸多问题的深层次原因。

因此,要解决普适人机交互的问题,不但需要从计算机技术的角度入手,还必须从用户心理的角度进行讨论,通过适当的交互框架合理利用和整合交互技术,使交互方式适应用户的认知心理特征。

网络技术是高性能计算机、数据库、互联网三种技术的有机结合, 它通过网络环境为用户提供透明的高性能计算资源。

普适计算模式强调了把计算机嵌入到人们日常生活和工作环境中( 如家居、工具、设备甚至衣服),通过隐藏对计算的需求,提高生产效率、提高生活质量,同时要求网络能够给使用者提供与地理位置无关、与具体的计算设施无关的通用的计算能力,使用户能方便地访问信息和得到服务,同时使设备能以更自然、更方便的方式来满足用户对计算的需要。

而目前各国的网络技术虽然都有很大的发展,然而却仍然无法满足普适计算的应用。

在安全问题上,普适计算面临的重要的挑战主要体现在三个方面。

一是移动性、动态性和自适应性。

一个用户可能在移动中和多个设备进行交互并提出多个请求,请求和数据还可能随用户的移动而迁移,另外用户的需求有可能一直处于连接状态, 也有可能频繁地连接与断线, 这样一来,上下文切换、通信服务、设备等切换的需求对安全认证与控制等带来了新的挑战。

二是安全的普适性。

透明特性使普适计算要求用户参与尽量少,让用户感觉方便自然,技术性的问题应变得不可见。

然而, 安全问题的解决方案同样需要这种普适性,以减少对用户的打扰。

最简单的方案是实现一次认证即可使用多个服务和多个设备。

可是使用这种方法,一旦用户认证被盗取,所有的私人信息与服务权限将不再受保护。

因此,普适计算需要设计一种可以提供折衷方案的安全体系结构。

三是隐私问题。

普适计算物理空间上的超越使得保护用户隐私成为特别困难的任务。

用户处于感知器包围的世界,智能空间可以自动跟踪用户爱好等各种个人信息。

这种能力可能被入侵者或内部恶意用户利用。

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