摘要随着计算机、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的变化。

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空间正在逐渐融为一体。

普适计算（pervasive computing, ubiquitous computing）（即无所不在的计算）的思想就是在这种背景下产生的。

普适计算是由Xerox PARC首席科学家Mark Weiser1988年提出的一种超越桌面计算的全新计算模式。

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、嵌入式设备、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。

本文综述了普适计算（无所不在的计算）的内容、特点、发展现状、研究领域、发展趋势等方面内容，同时我也作出了自己对普适计算的看法及理解。

关键字：普适计算；发展；实现方法；应用；理解目录1.普适计算的定义 (1)2.普适计算的基本思想及产生原因 (1)2.1普适计算的核心思想 (1)2.2普适计算的目的 (1)2.3普适计算产生的最根本的原因 (1)3.普适计算的提出及发展 (1)4.普适计算的特点 (2)4.1普适性 (2)4.2透明性 (2)4.3动态性 (2)4.4自适应性 (2)4.5永恒性 (2)5.普适计算研究的主要内容 (2)6.普适计算的实现 (2)6.1绑定 (3)6.2自发的交互 (3)7.普适计算模式中关键性研究领域 (3)7.1开发针对普适计算的软件平台和中间件 (3)7.2使计算机展现统一的服务界面 (3)7.3建立新型的人与计算服务的交互通道 (3)8.普适计算在教育中的应用项目 (4)8.1清华大学smart class项目 (4)8.2淡江大学Hard SCORM项目 (4)8.3麻省理工学院OXYGEN项目 (4)9.普适计算面临的挑战 (4)9.1普适计算对计算机科学的各个层次的研究提出的新的要求 (4)9.2普适计算在未来发展过程中的几大挑战性的问题 (4)10.普适计算之我见 (5)参考文献 (6)1.普适计算的定义普适计算的促进者希望嵌入到环境或日常工具中去的计算能够使人更自然的和计算机交互。

而普适计算的显著目标之一则是使得计算机设备可以感知周围的环境变化，从而根据环境的变化做出自动的基于用户需要或者设定的行为。

比如手机感知现在用户正在开会这个环境而自动切换为静音模式，并且自动答复来电者"主人正在开会"。

这意味着普适计算不用去为了使用计算机而去寻找一台计算机。

无论走到哪里，无论什么时间，都可以根据需要获得计算能力。

2.普适计算的基本思想及产生原因2.1普适计算的核心思想科学家表示，普适计算的核心思想是小型、便宜、网络化的处理设备广泛分布在日常生活的各个场所，计算设备将不只依赖命令行、图形界面进行人机交互，而更依赖“自然”的交互方式，计算设备的尺寸将缩小到毫米甚至纳米级。

在普适计算的环境中，无线传感器网络将广泛普及，在环保、交通等领域发挥作用；人体传感器网络会大大促进健康监控以及人机交互等的发展。

各种新型交互技术（如触觉显示、OLED等）将使交互更容易、更方便。

2.2普适计算的目的普适计算的目的是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在这个融合空间中人们可以随时随地、透明地获得数字化服务。

在普适计算环境下, 整个世界是一个网络的世界, 数不清的为不同目的服务的计算和通信设备都连接在网络中, 在不同的服务环境中自由移动。

2.3普适计算产生的最根本的原因1）计算资源的丰富与廉价；2）互联网（无线网络）的广泛使用。

3.普适计算的提出及发展普适计算最早起源于1988年Xerox PARC 实验室的一系列研究计划。

在该计划中美国施乐(Xerox)公司PARC研究中心的Mark Weiser首先提出了普适计算的概念。

1991年Mark Weiser在《Scientific American》上发表文章“The Computer for the 21st Century” ，正式提出了普适计算（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也提出普适计算(IBM称之为pervasive computing)的概念，即为无所不在的，随时随地可以进行计算的一种方式。

跟Weiser一样，IBM也特别强调计算资源普存于环境当中，人们可以随时随地获得需要的信息和服务。

1999年欧洲研究团体ISTAG提出了环境智能（Ambient Intelligence）的概念。

其实这是个跟普适计算类似的概念，只不过在美国等通常叫普适计算，而欧洲的有些组织团体则叫环境智能。

二者提法不同，但是含义相同，实验方向也是一致的。

4.普适计算的特点4.1普适性数量众多的计算设备嵌入到环境中，通过这些设备用户可以随时随地得到计算服务。

4.2透明性计算过程对于用户是透明的。

如果计算系统返回的结果无法满足用户的需求,用户也可以直接调节系统使之工作在更好的状态。

在用户进行调节的同时,整个计算系统也在不断地更新和学习。

整个计算和学习过程对于用户来说是不可见的,这就可以使用户最大程度地将注意力放在要完成的任务上。

4.3动态性在普适计算环境中,用户通常处于移动状态,这导致在特定的空间内用户集合将不断变化;另一方面,移动设备也会动态地进入或退出一个计算环境,这导致计算系统的结构也在发生动态变化。

4.4自适应性计算系统可以感知和推断用户需求,自发地提供用户需要的信息服务。

4.5永恒性计算系统不会关机或者重启,计算模块可以根据需求、系统错误或系统升级等情况加入或离开计算系统。

5.普适计算研究的主要内容普适计算包括了用户、终端、终端环境和网络环境等内容的复杂体系结构，涉及到心理学、社会学、计算机、通信等范围广大的研究内容。

从计算内容来讲，普适计算集合了无线计算、游牧式计算、松散计算、日常计算、无所不知的计算等内容。

所涉及的技术支撑包括移动通信技术、全球网络服务、嵌入式操作系统、对等计算、网格计算和蓝牙计算等。

6.普适计算的实现普适计算的实现需要把信息空间和物理空间相融合，这包括两层含义：绑定和自发的交互。

6.1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；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。

6.2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；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。

7.普适计算模式中关键性研究领域普适计算模式要求建立一整套与之相适应的计算理论和技术，包括硬件、网络、中间件、人机交互、应用软件等。

通过国际上各研究团体几年的探索，普适计算模式中一些关键性的研究课题包括以下方面：7.1开发针对普适计算的软件平台和中间件主机计算时代研究的重点是多人如何共享一台计算机，如分时操作系统技术等，桌面计算时代研究的重点转为桌面操作系统、多媒体技术等，而在普适计算时代，人们关注的是如何让多个计算实体、进程或设备互相协作，共同为人类提供服务。

7.2使计算机展现统一的服务界面这是支持普适计算的软件平台和中间件研究要完成的任务。

具体来说，这方面的研究内容包括：服务的描述、发现和组织机制、计算实体间通信和协作的模型、开发接口等。

7.3建立新型的人与计算服务的交互通道在普适计算时代，人与计算服务的交互通道将变得更加多样化、透明和无处不在，人们就可以随时随地获得计算和信息服务，这对于在各种复杂和未知环境中工作的人来说是十分有用的。

交互空间的研究则试图把计算和感知能力嵌入人们的生活和工作环境中，使人可以不必离开工作和生活的现场，也不必佩带任何辅助设备就可以通过自然的方式如语音、手势等获取计算服务，同时环境也可以主动地观察用户、推断其意图而提供合适的服务，这就是所谓的“伺候式”服务。

8.普适计算在教育中的应用项目8.1清华大学smart class项目清华大学将普适计算和远程教育相结合，建立智能远程教室。

在智能教室中，教师的操作包括调用课件、在电子黑板上作注释、与远方的学生交流等。

系统能根据对教师动作的理解，在不同的场景下向远方的学生转发相应的视频镜头或电子黑板内容，并自动记录上课的内容。

8.2淡江大学Hard SCORM项目淡江大学资讯工程系施国琛教授（现中央大学资工系教授）所领导的Mine Lab. 所进行的Hard SCORM项目，允许通过手机、PDA，数字电视以及添加纸访问基于2004版SCORM标准的课程资源。

8.3麻省理工学院OXYGEN项目麻省理工学院的OXYGEN项目在电子白板的功能方面有了新的突破。

9.普适计算面临的挑战9.1普适计算对计算机科学的各个层次的研究提出的新的要求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和感知接口。

9.2普适计算在未来发展过程中的几大挑战性的问题1）移动性问题在普适计算时代,大量的嵌入式和移动信息工具将广泛连接到网络中,并且越来越多的通信设备需要在移动条件下接入网络。