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隨著(zhù)計算技術(shù)的發(fā)展，我們已經(jīng)由PC時(shí)代進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )時(shí)代，進(jìn)而進(jìn)入后PC時(shí)代。IBM在1999年創(chuàng )造了一個(gè)名詞--“普適計算” (又叫“普及計算”，Pervasive CompuTIng)�！捌者m計算”指的就是，“無(wú)論何時(shí)何地，只要您需要，就可以通過(guò)某種設備訪(fǎng)問(wèn)到所需的信息”。從計算技術(shù)的角度來(lái)看，人類(lèi)已經(jīng)由網(wǎng)絡(luò )計算逐步延伸到了普適計算。 通俗來(lái)講，普適計算的含義十分廣泛，所涉及的技術(shù)包括移動(dòng)通信技術(shù)、小型計算設備制造技術(shù)、小型計算設備上的操作系統技術(shù)及軟件技術(shù)等。普適計算是指無(wú)所不在的、隨時(shí)隨地可以進(jìn)行計算的一種方式;主要針對移動(dòng)設備，比如信息家電或某種嵌入式設備，如掌上電腦、BP機、車(chē)載智能設備、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(xiāo)售機、屏幕電話(huà)(除了普通話(huà)機的功能還可以瀏覽因特網(wǎng))等新一代智能設備。普適計算設備可以一直或間斷地連接著(zhù)網(wǎng)絡(luò )。與Internet、Intranet及Extranet連接，使用戶(hù)能夠隨時(shí)隨地獲取相關(guān)的各種信息，并做出回應。由于普適計算設備的高度移動(dòng)性，所以也被稱(chēng)為移動(dòng)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備，訪(fǎng)問(wèn)后臺數據、應用和服務(wù)的功能。無(wú)論使用何種普適計算設備，用戶(hù)將能輕易訪(fǎng)問(wèn)信息，得到服務(wù)。普適計算降低了設備使用的復雜性，幫助提高在外辦公人員的效率和人們的日常生活水平。 從軟件系統的角度來(lái)講，普適計算是指使用小型計算設備、在位置不斷移動(dòng)的過(guò)程中或在地理位置分布很廣的范圍內，在不穩定的通信條件下實(shí)現聯(lián)機事務(wù)處理和企業(yè)核心數據訪(fǎng)問(wèn)。這些小型計算設備，具有多種通信手段，如移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )、衛星等，能與互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)內部網(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(hù)可以使用這些設備進(jìn)行復雜的聯(lián)機事務(wù)處理和信息訪(fǎng)問(wèn)，因為用戶(hù)所使用的設備體積小，可用的計算資源(內存、存儲設備和CPU)都相當有限，大部分處理工作由計算中心的數據服務(wù)器和應用服務(wù)器完成。 Internet與網(wǎng)絡(luò )的迅速普及應用，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(shí)代的來(lái)臨，使嵌入式系統日益受到市場(chǎng)和廠(chǎng)家的關(guān)注，嵌入式設備越來(lái)越普及，這也促進(jìn)了普適計算的發(fā)展。 01 嵌入式系統 嵌入式系統是以嵌入式計算機為技術(shù)核心，面向用戶(hù)、面向產(chǎn)品、面向應用，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(zhuān)用計算機系統。和通用計算機不同，嵌入式系統是針對具體應用的專(zhuān)用系統，目的就是要把一切變得更簡(jiǎn)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計，量體裁衣、去除冗余，力爭在同樣的硅片面積上實(shí)現更高的性能。 嵌入式系統主要由嵌入式處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統以及特定的應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(shí)現對其它設備的控制、監視或管理等功能。 嵌入式系統應具有的特點(diǎn)是：要求高可靠性;在惡劣的環(huán)境或突然斷電的情況下，要求系統仍然能夠正常工作;許多嵌入式應用要求實(shí)時(shí)處理能力，這就要求嵌入式操作系統(EOS)具有實(shí)時(shí)處理能力;嵌入式系統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(shuō)軟件要求固態(tài)化存儲，而不是存儲在磁盤(pán)等載體中。 02 普適計算和無(wú)線(xiàn)互聯(lián)及網(wǎng)絡(luò )計算的關(guān)系 IBM提出“普適計算”概念時(shí)，是為了用來(lái)描述個(gè)人計算機不再處于創(chuàng )新核心的時(shí)代，有意地不將其稱(chēng)之為無(wú)線(xiàn)時(shí)代。因為IBM看到計算、通信、存儲和處理的功能從傳統的計算機轉移到各種各樣的設備上。今天，我們還僅僅把普適計算與移動(dòng)電話(huà)、PDA聯(lián)系了起來(lái)，但是計算正在以不同的形態(tài)和體驗出現--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，是因為它對基礎設施和前端設備的影響同樣重要。對企業(yè)的經(jīng)營(yíng)來(lái)說(shuō)，“普適計算”將改變企業(yè)與其客戶(hù)、供應商和員工之間相互交流的方式。通過(guò)隨時(shí)隨地地接觸客戶(hù)和移動(dòng)辦公來(lái)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(zhù)的人類(lèi)來(lái)說(shuō)，可以降低設備使用的復雜程度，使我們的生活更輕松、有效率。 實(shí)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)。當這種運算模式普遍采用后，人們就可以以一種一致的方式，使用所喜歡的設備(主要是嵌入式系統設備)，隨時(shí)隨地獲得信息。所謂“一致的方式”，強調的是關(guān)鍵信息、關(guān)鍵數據的一致，而它的表現形式可以是多樣化的，因用戶(hù)喜好、設備等因素而異。 3 普適計算與傳統運算模式的比較 普適計算與傳統運算模式有很大的不同，從而對提供服務(wù)的基礎設施提出了新的要求。傳統運算模式是兩層結構：針對某種設備設計某種系統，以適合該種特定設備訪(fǎng)問(wèn)和顯示。在設計時(shí)，必須針對那種特定設備的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議和顯示性能進(jìn)行設計。 普適計算模式在實(shí)現多種應用服務(wù)對多種智能設備的連接時(shí)存在很大的困難，這使得每增加一種設備都需要改寫(xiě)那些應用服務(wù)，而每增加一種服務(wù)都需要改寫(xiě)那些設備上的應用程序。這種限制是由于現有系統的層次結構所決定的。然而，我們很難預見(jiàn)未來(lái)還會(huì )出現什么新穎的，用戶(hù)樂(lè )于使用的智能設備;而且有的設備可以雙向通信，有的只能單向被動(dòng)地接收信息�，F有系統在擴充對新設備和新應用服務(wù)的支持時(shí)非常復雜。例如，今天我們已經(jīng)可以用SMS(短消息)和WAP手機訪(fǎng)問(wèn)股票信息，我們不能預見(jiàn)明天的熱門(mén)設備是什么，況且，每個(gè)人的個(gè)性因人而異，對設備的喜好也希望個(gè)性化，未來(lái)的信息設備將會(huì )是群雄并起，百家爭鳴。 從軟件系統的角度來(lái)講，普適計算是指使用小型計算設備、在位置不斷移動(dòng)的過(guò)程中或在地理位置分布很廣的范圍內，在不穩定的通信條件下實(shí)現聯(lián)機事務(wù)處理和企業(yè)核心數據訪(fǎng)問(wèn)。這些小型計算設備，具有多種通信手段，如移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )、衛星等，能與互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)內部網(wǎng)相連，但這種連接不是固定的連接，而是間斷的連接。 嵌入式這12條特性準則一定要記住 嵌入式計算不僅需要網(wǎng)絡(luò )快速、一致的計算，而且也要求系統能夠井然有序地將其執行代碼和數據，存儲在一個(gè)“ 共同” 的“ 狹小” 的空間內。 1 魯棒性法則 嵌入式計算不僅要求系統迅速而有效的計算，而且還要求在某些計算單元出現錯誤的時(shí)候，系統仍然能 夠繼續正常運行工作。 2實(shí)時(shí)性法則 嵌入式系統的計算結果，不僅依賴(lài)于系統的邏輯運算之正確性，而且也依賴(lài)于這個(gè)運算結果的計算時(shí)間。 3 冗余度法則 在嵌入式系統具有足夠的冗余度之后，系統的“ 初始敏感性” 對于其“ 最終計算結果” 的影響就變得微 乎其微了。 4結構性法則 對于嵌入式系統而言，其結構復雜性的趨勢表 明： a 系統結構越簡(jiǎn)單越有效(The simplest is the best) ; b 系統結構越復雜越穩定(More complex is more stable) 。 5 簡(jiǎn)約性法則 當簡(jiǎn)約一個(gè)嵌入式系統時(shí)，系統剩下的功能之 間的互動(dòng)關(guān)系就會(huì )變得越來(lái)越強; 當系統的功能被簡(jiǎn)約之后，外來(lái)的入侵者之成 功的概率就會(huì )變得越來(lái)越大。 6保育性法則 如果在嵌入式系統中要想保留某個(gè)系統功能， 最好是將所有的其他功能都看成是 “ 神圣不可侵 犯的 ” ;系統的功能被移出(滅絕)或者生成(入 侵)，一定會(huì )造成整體(群集)結構及其動(dòng)態(tài) 性能上的重大轉變。 從軟件系統的角度來(lái)講，普適計算是指使用小型計算設備、在位置不斷移動(dòng)的過(guò)程中或在地理位置分布很廣的范圍內，在不穩定的通信條件下實(shí)現聯(lián)機事務(wù)處理和企業(yè)核心數據訪(fǎng)問(wèn)。這些小型計算設備，具有多種通信手段，如移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )、衛星等，能與互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)內部網(wǎng)相連，但這種連接不是固定的連接，而是間斷的連接。 7組織性法則 嵌入式互聯(lián)網(wǎng)(embedded Internet) 最重要的往往不是網(wǎng)絡(luò )中個(gè)體設 備的特質(zhì)，而是存在于網(wǎng)絡(luò )中的整體秩序，即 網(wǎng)絡(luò )秩序。 在一個(gè)高冗余度網(wǎng)絡(luò )中，設備的單一作用已經(jīng) 不再能夠構成影響到系統整體性能的主要因素 了，而起主要作用的是所有結點(diǎn)及其所構成的 連結特征。 8 網(wǎng)絡(luò )性法則 由一群設備相互作用的嵌入式Internet 結點(diǎn)所構成的網(wǎng)絡(luò )，其整體所表現出的性質(zhì)，往往與個(gè)別結點(diǎn)的 性質(zhì)沒(méi)有重大關(guān)系。 9 消息性法則 保證查尋消息：它具有嚴格的時(shí)間敏感或者基本常態(tài) 系統操作要求，這類(lèi)消息要求一個(gè)來(lái)自系統的時(shí)間保證。即一旦由這類(lèi)消息引起的活動(dòng)或者任務(wù)被執行， 那么在確定的時(shí)間間隔內，它們的時(shí)間限定性必將被 系統所保證。 最佳效果消息：它具有典型的軟時(shí)間限定性，即其時(shí) 間限定是由活動(dòng)或者任務(wù)本身的時(shí)間序列所規定，無(wú) 需系統保證就能滿(mǎn)足其時(shí)間限定性的要求。 10 免疫性法則 嵌入式互聯(lián)網(wǎng)(embedded Internet) 的免疫系統應當是一個(gè)仿生命體機制，免疫功能是一個(gè)“前饋”系統，所以要求系統應具有預見(jiàn)能力，從而可以“以(小)毒攻(大)毒”。 11 融合性法則 嵌入式Internet 是一個(gè)復雜網(wǎng)絡(luò )，將復雜網(wǎng)絡(luò )結構用簡(jiǎn)單的“組成”來(lái)解析，讓系統可以由孤立的“組成”來(lái)詮釋“整體”，或者讓系統可以由“結點(diǎn)”來(lái)表達“全局”。 12 性?xún)r(jià)比法則 如果系統A 是系統B 地嵌入式系統，即B(a) ，那么系統A 的成本應不超過(guò)系統B 成本的10 %，而系統B(a) 的成本應大于系統A 和系統B 成本之和，系統B(a) 的性?xún)r(jià)比應提高30 %。 以下課程可免費試聽(tīng)C語(yǔ)言、電子、PCB、STM32、Linux、FPGA、JAVA、安卓等。 想學(xué)習的你和我聯(lián)系預約就可以免費聽(tīng)課了。 宋工企鵝號：35--24-65--90-88 Tel/WX：173--17--95--19--08 |
