分布式数据库技术在泛在计算中的关键支持作用

2023-10-28 理论教育版权反馈

【摘要】：某种程度上说，泛在计算是物联网的升华，是更高层次上的物联网。图20.5普适计算“计算机消失了”，而又到处都有，就是普适计算的基本思想。在这里，普适计算技术的支持是关键。人们在家生活，关系舒适、健康、安全、快乐，普适计算提供了技术基础。2008年7月28日，在ISO/IEC JTC1 SC25最终标准草案投票中，中国IGRS标准以96%的高支持率顺利通过，正式成为国际标准。

谈及物联网，就涉及泛在计算（ubiquitous computing）的概念。某种程度上说，泛在计算是物联网的升华，是更高层次上的物联网。

泛在计算，或根据IBM公司的说法，也称普适计算（pervasive computing），最早是由前Xerox PARC首席科学家Mark Weiser提出。1991年，他在《科学美国人》杂志的文章预言21世纪的计算将是泛在计算，他设想数字设备应当嵌入我们的日常生活环境中，包括墙壁、家具、衣服、日用品等，并相互无线连接，延伸到世界的每一个角落，他认为这也是计算机技术的发展趋势。泛在计算强调计算和环境融为一体，而计算机本身则从人们的视线里消失。

大家认为，普适计算作为一个研究领域，起源于1991年Mark Weiser的一篇文章和1993年的第二篇文章，工作则始于1988年。用Mark Weiser的话说：

The most profound technologies are those that disappear.They weave themselves into the fabric of everyday life until they are indistinguishable from it.…We are therefore trying to conceive a new way of thinking about computers，one that takes into account the human world and allows the computers themselves to vanish into the background.

IBM公司的普适计算简单描述为：由人—物—应用—服务构成的统一体系。换言之，借助物联网，人和物交互，通过应用获得所需服务，如图20.5所示。这里，人无论是居家、开车、上班等，任何地点、任何时间借助物联网，使用各种应用，获得各种服务，如银行服务、证券服务、旅游、购物，等等。

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图20.5　普适计算

“计算机消失了”，而又到处都有，就是普适计算的基本思想。计算机消失的典型形态是计算机的物理尺寸大大缩小了。

随着普适计算的出现，无线网络、分布式系统、移动计算、用户接口、家居自动化、机器人和体系结构等的研究和发展十分迅速。类似的词汇还有“消失的计算机”（the disappearing computer）和“环境智能”（ambient computing）。而移动计算与无线传感网的研究领域和普适计算也有很大叠加。

1.旅游导游

在旅游导游方面，泛在计算的应用大量涌现，尤其是基于位置的导游服务。智能手机的普及更促进了它的发展。

2.智慧办公

办公环境在智慧化，SOHO（small office，home office）成了常态。在这里，普适计算技术的支持是关键。

3.自然环境感知

自然环境是我们生存的家园，环境的优劣需要感知和优化。普适计算广泛应用于这个领域。水质、空气的检测与自动感知，灾害的预警，火警感知与预警等，普适计算也在此大展身手。

4.智慧家居

智慧家居近年来发展很快。人们在家生活，关系舒适、健康、安全、快乐，普适计算提供了技术基础。智能门锁、智能黑色家电（电视机、音响等）、白色家电（冰箱、洗衣机、吸尘器等）、可穿戴设备等已在家庭中使用越来越广泛。这些设备连接到网上，可获得各种各样的服务。(www.chuimin.cn)

值得一提的是：为了设备间的互联互通，软件扮演着重要角色，典型的是中间件。一些国际组织与企业联盟制定了一些标准与规范，如DLNA、IGRS和OSGi等。

DLNA（digital living network alliance），原名叫digital home working group（DHWG），其宗旨是Enjoy your music，photos and videos，anywhere anytime，由索尼、Intel、Microsoft等公司发起成立，旨在解决个人计算机、消费电器、移动设备在内的无线网络和有线网络的互联互通，使得数字媒体和内容服务的无限制共享和增长成为可能。

DLNA并不是创造技术，而是形成一种解决方案，一种大家可以遵守的规范。所以，DLNA选择的各种技术和协议都是当前应用很广泛的技术和协议。

DLNA将其整个应用规定成五个功能组件。从下到上依次为网络互联、网络协议、媒体传输、设备的发现控制和管理、媒体格式。

IGRS（intelligent grouping and resource sharing，智能分组与资源共享），也称闪联。IGRS标准是新一代网络信息设备的交换技术和接口规范，在通信及内容安全机制的保证下，支持各种3C（computer，consumer electronics&communication devices）设备智能互联、资源共享和协同服务，实现“3C设备+网络运营+内容/服务”的全新网络架构，为未来的终端设备提供商、网络运营商和网络内容/服务提供商创造出健康清晰的赢利模式，为用户提供高质量的信息服务和娱乐方式。

IGRS标准能够有效提高现有设备间的互操作性和易用性，充分利用不同设备的功能特点，为用户创造新的应用模式。

IGRS标准工作组由中国信息产业部（原）批准，联想、TCL、康佳、海信、长城等五家中国电子信息骨干企业于2003年共同发起，其核心任务是实现信息设备、家电和通信设备的智能互联。例如通过手机遥控实现空调提前开机。

2008年3月25日，在ISO/IEC JTC1 SC25（国际标准化组织/国际电工委员会第1联合技术委员会第25分技术委员会）投票中，IGRS四项提案在新项目立项（NWIP）和委员会草案（CD）两个阶段的国际投票中以17票赞成、0票反对的高票通过。

2008年7月28日，在ISO/IEC JTC1 SC25（国际标准化组织/国际电工委员会第1联合技术委员会第25分技术委员会）最终标准草案投票中，中国IGRS标准以96%的高支持率顺利通过，正式成为国际标准。

OSGi（open service gateway initiative）技术是Java动态模块化系统的一系列规范。OSGi一方面是指维护OSGi规范的OSGi官方联盟，另一方面是指该组织维护的基于Java语言的服务（业务）规范。简单来说，OSGi可以认为是Java平台的模块层。

OSGi服务平台向Java提供服务，这些服务使Java成为软件集成和软件开发的首选环境。Java提供在多个平台支持产品的可移植性。OSGi技术提供允许应用程序使用精炼、可重用和可协作的组件构建的标准化原语，这些组件能够组装进应用和部署中。

UPnP即通用即插即用，英文是universal plug and play（UPnP）。UPnP是各种智能设备、无线设备和个人计算机等实现遍布全球的对等网络连接（P2P）的结构。UPnP是一种分布式的、开放的网络架构。UPn P是独立的媒介。在任何操作系统中，利用任何编程语言都可以使用UPnP设备。UPnP规范是基于TCP/IP协议和针对设备彼此间通信而制定的新的Internet协议。提及计算机外设的即插即用（plug and play，PnP），大家可能很熟悉，但对通用即插即用，多数人会感到一头雾水。

UPnP的应用范围很广，可以实现许多现成的、新的以及令人兴奋的，包括家庭自动化、打印、图片处理、音频/视频娱乐、厨房设备、汽车网络和公共集会场所的类似网络。它可以充分发挥TCP/IP和网络技术的功能，不但能对类似网络进行无缝连接，而且能够控制网络设备及在它们之间传输信息。在UPnP架构中没有设备驱动程序，取而代之的是普通协议。

UPnP并不是周边设备即插即用模型的简单扩展。首先，在设计上，它支持零设置、网络连接过程“不可见”和自动查找众多供应商提供的多如繁星的设备的类型。其次，UPnP设备能自动跟网络连接上，并自动获得IP地址、传送出自己的权能并获悉其他已经连接上的设备及其权能。最后，UPnP设备能自动顺利地切断网络连接，并且不会引起意想不到的问题。

UPnP推动了Internet技术的发展，包括IP、TCP、UDP、HTTP、SSDP和XML等技术。当成本、技术或经费等方面的因素阻止了在某种媒介里或接入其中的设备上运用IP时，UPnP能通过桥接的方式提供非IP协议的媒体通道。UPnP不会为应用程序指定API，因此，供应商们就可以自己创建API来满足客户的需求。

分布式数据库技术在泛在计算中的关键支持作用

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