| 摘要 研究嵌入式系統(tǒng)與普適計算的概念、用途及其相關(guān)技術(shù),使讀者對普適計算這個新名詞有一個全面的認識。 關(guān)鍵詞 嵌入式系統(tǒng) 普適計算 手持設(shè)備 Windows CE 嵌入式設(shè)備 引言 隨著計算技術(shù)的發(fā)展,我們已經(jīng)由PC時代進入網(wǎng)絡(luò)時代,進而進入后PC時代。IBM在1999年創(chuàng)造了一個名詞——“普適計算” (又叫“普及計算”,Pervasive Computing)�！捌者m計算”指的就是,“無論何時何地,只要您需要,就可以通過某種設(shè)備訪問到所需的信息”。從計算技術(shù)的角度來看,人類已經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)計算逐步延伸到了普適計算。 通俗來講,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。普適計算是指無所不在的、隨時隨地可以進行計算的一種方式;主要針對移動設(shè)備,比如信息家電或某種嵌入式設(shè)備,如掌上電腦、BP機、車載智能設(shè)備、筆記本計算機、手表、智能卡、智能手機（具有掌上電腦的一部分功能）、機頂盒、POS銷售機、屏幕電話（除了普通話機的功能還可以瀏覽因特網(wǎng)）等新一代智能設(shè)備。普適計算設(shè)備可以一直或間斷地連接著網(wǎng)絡(luò)。與Internet、Intranet及Extranet連接,使用戶能夠隨時隨地獲取相關(guān)的各種信息,并做出回應(yīng)。由于普適計算設(shè)備的高度移動性,所以也被稱為移動計算。普適計算提供了經(jīng)由網(wǎng)絡(luò),使用各種各樣的普適計算設(shè)備,訪問后臺數(shù)據(jù)、應(yīng)用和服務(wù)的功能。無論使用何種普適計算設(shè)備,用戶將能輕易訪問信息,得到服務(wù)。普適計算降低了設(shè)備使用的復(fù)雜性,幫助提高在外辦公人員的效率和人們的日常生活水平。 從軟件系統(tǒng)的角度來講,普適計算是指使用小型計算設(shè)備、在位置不斷移動的過程中或在地理位置分布很廣的范圍內(nèi),在不穩(wěn)定的通信條件下實現(xiàn)聯(lián)機事務(wù)處理和企業(yè)核心數(shù)據(jù)訪問。這些小型計算設(shè)備,具有多種通信手段,如移動通信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星等,能與互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)相連,但這種連接不是固定的連接,而是間斷的連接。普適計算的軟件技術(shù)使用戶可以使用這些設(shè)備進行復(fù)雜的聯(lián)機事務(wù)處理和信息訪問,因為用戶所使用的設(shè)備體積小,可用的計算資源（內(nèi)存、存儲設(shè)備和CPU）都相當(dāng)有限,大部分處理工作由計算中心的數(shù)據(jù)服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器完成。 Internet與網(wǎng)絡(luò)的迅速普及應(yīng)用,并向家庭領(lǐng)域不斷擴展,使消費電子、計算機、通信（3C）一體化趨勢日趨明顯;信息時代的來臨,使嵌入式系統(tǒng)日益受到市場和廠家的關(guān)注,嵌入式設(shè)備越來越普及,這也促進了普適計算的發(fā)展。 1 嵌入式系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)是以嵌入式計算機為技術(shù)核心,面向用戶、面向產(chǎn)品、面向應(yīng)用,軟硬件可裁減的,適用于對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。和通用計算機不同,嵌入式系統(tǒng)是針對具體應(yīng)用的專用系統(tǒng),目的就是要把一切變得更簡單、更方便、更普遍、更適用;它的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計,量體裁衣、去除冗余,力爭在同樣的硅片面積上實現(xiàn)更高的性能。 嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及特定的應(yīng)用程序等四部分組成,是集軟硬件于一體的可獨立工作的“器件”;用于實現(xiàn)對其它設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)具有的特點是：要求高可靠性;在惡劣的環(huán)境或突然斷電的情況下,要求系統(tǒng)仍然能夠正常工作;許多嵌入式應(yīng)用要求實時處理能力,這就要求嵌入式操作系統(tǒng)(EOS)具有實時處理能力;嵌入式系統(tǒng)中的軟件代碼要求高質(zhì)量、高可靠性,一般都固化在只讀存儲器中或閃存中,也就是說軟件要求固態(tài)化存儲,而不是存儲在磁盤等載體中。 2 普適計算和無線互聯(lián)及網(wǎng)絡(luò)計算的關(guān)系 IBM提出“普適計算”概念時,是為了用來描述個人計算機不再處于創(chuàng)新核心的時代,有意地不將其稱之為無線時代。因為IBM看到計算、通信、存儲和處理的功能從傳統(tǒng)的計算機轉(zhuǎn)移到各種各樣的設(shè)備上。今天,我們還僅僅把普適計算與移動電話、PDA聯(lián)系了起來,但是計算正在以不同的形態(tài)和體驗出現(xiàn)——它正在不斷裝入氣泵、計量表、電器和衣物中。對于IBM這樣的公司而言,“普適計算”之所以重要,是因為它對基礎(chǔ)設(shè)施和前端設(shè)備的影響同樣重要。對企業(yè)的經(jīng)營來說,“普適計算”將改變企業(yè)與其客戶、供應(yīng)商和員工之間相互交流的方式。通過隨時隨地地接觸客戶和移動辦公來從電子商務(wù)投資中獲取更多的收益。更重要的是,普適計算對被信息包圍著的人類來說,可以降低設(shè)備使用的復(fù)雜程度,使我們的生活更輕松、有效率。 實際上普適計算是網(wǎng)絡(luò)計算的自然延伸,它使得不僅PC機而且其它小巧的智能設(shè)備也可以連接到網(wǎng)絡(luò)中,從而方便人們即時地獲得信息并采取行動。當(dāng)這種運算模式普遍采用后,人們就可以以一種一致的方式,使用所喜歡的設(shè)備（主要是嵌入式系統(tǒng)設(shè)備）,隨時隨地獲得信息。所謂“一致的方式”,強調(diào)的是關(guān)鍵信息、關(guān)鍵數(shù)據(jù)的一致,而它的表現(xiàn)形式可以是多樣化的,因用戶喜好、設(shè)備等因素而異。 3 普適計算與傳統(tǒng)運算模式的比較 普適計算與傳統(tǒng)運算模式有很大的不同,從而對提供服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施提出了新的要求。傳統(tǒng)運算模式是兩層結(jié)構(gòu)：針對某種設(shè)備設(shè)計某種系統(tǒng),以適合該種特定設(shè)備訪問和顯示。在設(shè)計時,必須針對那種特定設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和顯示性能進行設(shè)計。 普適計算模式在實現(xiàn)多種應(yīng)用服務(wù)對多種智能設(shè)備的連接時存在很大的困難,這使得每增加一種設(shè)備都需要改寫那些應(yīng)用服務(wù),而每增加一種服務(wù)都需要改寫那些設(shè)備上的應(yīng)用程序。這種限制是由于現(xiàn)有系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)所決定的。然而,我們很難預(yù)見未來還會出現(xiàn)什么新穎的,用戶樂于使用的智能設(shè)備;而且有的設(shè)備可以雙向通信,有的只能單向被動地接收信息。現(xiàn)有系統(tǒng)在擴充對新設(shè)備和新應(yīng)用服務(wù)的支持時非常復(fù)雜。例如,今天我們已經(jīng)可以用SMS（短消息）和WAP手機訪問股票信息,我們不能預(yù)見明天的熱門設(shè)備是什么,況且,每個人的個性因人而異,對設(shè)備的喜好也希望個性化,未來的信息設(shè)備將會是群雄并起,百家爭鳴。 4 普適計算需要的條件 第一,處理器價格越來越便宜,而體積越來越小,使得計算機功能得以廣泛應(yīng)用�？梢詫⒂嬎銠C部件安裝在任何用于監(jiān)控或采集數(shù)據(jù)的各種小型計算物理設(shè)備上,例如家用電器、數(shù)據(jù)采集器、跟蹤器等。 第二,高的網(wǎng)絡(luò)帶寬也確保了網(wǎng)絡(luò)連接更快、更方便、更便宜,更完善的網(wǎng)絡(luò)保證了網(wǎng)絡(luò)連接的質(zhì)量和效率。 第三,現(xiàn)在已被廣泛應(yīng)用的蜂窩技術(shù)也有了很大的發(fā)展。蜂窩式移動通訊系統(tǒng)的覆蓋能力和范圍比任何通信系統(tǒng)都要廣,且價格低廉。 蜂 |
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