stringtranslate.com

Повсеместные вычисления

Вездесущие вычисления (или « ubicomp ») — это концепция в разработке программного обеспечения , аппаратной инженерии и информатики , где вычисления появляются всегда и везде. В отличие от настольных компьютеров , повсеместные вычисления могут осуществляться с использованием любого устройства, в любом месте и в любом формате. Пользователь взаимодействует с компьютером, который может существовать во многих различных формах, включая ноутбуки , планшеты , смартфоны и терминалы в предметах повседневного обихода, таких как холодильник или очки . Базовые технологии для поддержки повсеместных вычислений включают Интернет , передовое промежуточное программное обеспечение , операционную систему , мобильный код , датчики , микропроцессоры , новые интерфейсы ввода-вывода и пользовательские интерфейсы , компьютерные сети , мобильные протоколы, определение местоположения и позиционирование, а также новые материалы.

Эту парадигму также называют всеобъемлющими вычислениями , [1] окружающим интеллектом , [2] или «каждым программным обеспечением». [3] Каждый термин подчеркивает несколько разные аспекты. Когда речь идет в первую очередь об объектах, их также называют физическими вычислениями , Интернетом вещей , тактильными вычислениями [ 4] и «вещами, которые думают». Вместо того, чтобы предлагать единое определение повсеместных вычислений и связанных с ними терминов, была предложена таксономия свойств повсеместных вычислений, на основе которой можно описать различные виды или разновидности повсеместных систем и приложений. [5]

Повсеместные вычислительные темы включают в себя: распределенные вычисления , мобильные вычисления , вычисления местоположения, мобильные сети, сенсорные сети , взаимодействие человека и компьютера , контекстно-зависимые технологии умного дома и искусственный интеллект .

Основные понятия

Повсеместные вычисления — это концепция использования небольших недорогих компьютеров, подключенных к Интернету, для автоматизированного выполнения повседневных функций. Например, домашняя повсеместная компьютерная среда может соединять средства управления освещением и окружающей средой с персональными биометрическими мониторами, вплетенными в одежду, так что условия освещения и отопления в комнате можно будет модулировать непрерывно и незаметно. Другой распространенный сценарий предполагает, что холодильники «осведомлены» о своем содержимом, помеченном соответствующим образом, и могут планировать различные меню из продуктов, которые действительно есть под рукой, и предупреждать пользователей о несвежей или испорченной пище. [6]

Повсеместное распространение вычислений создает проблемы в компьютерных науках: в системном проектировании и проектировании, в системном моделировании и в проектировании пользовательского интерфейса. Современные модели взаимодействия человека с компьютером, будь то командная строка , меню или графический интерфейс, не подходят и неадекватны повсеместному случаю. Это говорит о том, что «естественная» парадигма взаимодействия, подходящая для полностью надежных повсеместных вычислений, еще не возникла – хотя в этой области также признается, что во многих отношениях мы уже живем в мире универсальных компьютеров (см. также основную статью о естественных пользователях). интерфейсы ). Современные устройства, которые в некоторой степени поддерживают эту последнюю идею, включают мобильные телефоны , цифровые аудиоплееры , метки радиочастотной идентификации , GPS и интерактивные доски .

Марк Вайзер предложил три основные формы повсеместных вычислительных устройств : [7]

Все распространенные вычислительные устройства, предложенные Марком Вейзером, основаны на плоских устройствах разных размеров с визуальным дисплеем. [8] Если выйти за рамки этих концепций, существует большое количество других повсеместных вычислительных устройств, которые могут существовать. Некоторые из дополнительных форм, которые были концептуализированы: [5]

В книге Мануэля Кастельса «Возвышение сетевого общества» Кастельс выдвигает концепцию, согласно которой будет происходить непрерывная эволюция вычислительных устройств. Он заявляет, что мы перейдем от автономных микрокомпьютеров и децентрализованных мейнфреймов к повсеместному распространению вычислений. Модель всеобъемлющей компьютерной системы Кастельса использует пример Интернета как начало всеобъемлющей компьютерной системы. Логическим развитием этой парадигмы является система, в которой сетевая логика становится применимой в любой сфере повседневной деятельности, в любом месте и в любом контексте. Кастельс предвидит систему, в которой миллиарды миниатюрных, вездесущих устройств внутренней связи будут распространены по всему миру, «как пигмент в краске для стен».

Можно рассматривать повсеместные вычисления как состоящие из множества уровней, каждый из которых имеет свою собственную роль, которые вместе образуют единую систему:

История

Марк Вайзер придумал фразу «повсеместные вычисления» примерно в 1988 году, когда он был главным технологом Исследовательского центра Xerox в Пало-Альто (PARC) . Как самостоятельно, так и вместе с директором и главным научным сотрудником PARC Джоном Сили Брауном Вейзер написал некоторые из первых статей по этой теме, в значительной степени определяя ее и обрисовывая основные проблемы. [7] [9] [10]

Признание последствий расширения вычислительной мощности

Понимая, что распространение вычислительной мощности на повседневные сценарии потребует понимания социальных, культурных и психологических явлений за пределами их должного объема, Вайзер находился под влиянием многих областей за пределами информатики, включая « философию , феноменологию , антропологию , психологию , постмодернизм , социологию ». науки и феминистской критики ». Он открыто говорил о «гуманистическом происхождении «невидимого идеала в постмодернистской мысли»», [10] ссылаясь также на ироничный антиутопический роман Филипа К. Дика « Убик» .

Энди Хоппер из Кембриджского университета Великобритании предложил и продемонстрировал концепцию «телепортации», когда приложения следуют за пользователем, куда бы он ни перемещался.

Рой Уант, будучи исследователем и студентом, работавшим под руководством Энди Хоппера в Кембриджском университете, работал над «Системой активных бейджей», которая представляет собой усовершенствованную систему определения местоположения, в которой личная мобильность объединена с вычислениями.

Билл Шилит (сейчас работает в Google) также ранее работал по этой теме и участвовал в первом семинаре по мобильным вычислениям, проходившем в Санта-Крус в 1996 году.

Кен Сакамура из Токийского университета , Япония , возглавляет лабораторию универсальных сетевых технологий (UNL) в Токио , а также форум T-Engine . Совместная цель спецификации Ubiquitous Networking Сакамуры и форума T-Engine — дать возможность любому повседневному устройству передавать и получать информацию. [11] [12]

Массачусетский технологический институт также внес значительный вклад в исследования в этой области, в частности, консорциум Things That Think (под руководством Хироши Исии , Джозефа А. Парадизо и Розалинд Пикард ) в Media Lab [13] и проект CSAIL, известный как Project Oxygen . [14] Среди других крупных участников — лаборатория Ubicomp при Вашингтонском университете (под руководством Светака Пателя ), лаборатория DartNets при Дартмутском колледже , Компьютерный колледж Технологического института Джорджии , Компьютерная лаборатория Корнеллского университета , Интерактивные телекоммуникации Нью-Йоркского университета . Программа, факультет информатики Калифорнийского университета в Ирвине , Microsoft Research , Intel Research и Equator, [15] Университет Аджу UCRI и CUS. [16]

Примеры

Одной из первых вездесущих систем был «Живой провод» художницы Натальи Еремейенко , также известный как «Висячая струна», установленный в Xerox PARC во время пребывания там Марка Вейзера. [17] Это был кусок веревки, прикрепленный к шаговому двигателю и управляемый через локальную сеть ; сетевая активность вызывала подергивание струны, что давало периферийно заметный индикатор трафика. Вайзер назвал это примером спокойной технологии . [18]

Нынешним проявлением этой тенденции является широкое распространение мобильных телефонов. Многие мобильные телефоны поддерживают высокоскоростную передачу данных, видеоуслуги и другие услуги с мощными вычислительными возможностями. Хотя эти мобильные устройства не обязательно являются проявлением повсеместных вычислений, есть примеры, такие как японский проект Яойородзу («Восемь миллионов богов»), в котором мобильные устройства в сочетании с метками радиочастотной идентификации демонстрируют, что повсеместные вычисления уже присутствуют в той или иной форме. [19]

Компания Ambient Devices выпустила «шар», «приборную панель» и « погодный маяк »: эти декоративные устройства получают данные из беспроводной сети и сообщают о текущих событиях, таких как курсы акций и погода, как изобретенный « Набазтаг ». Рафи Халаджяна и Оливье Мевеля , производства компании Violet.

Австралийский футурист Марк Песке создал лампу с 52 светодиодными лампами с широкими возможностями настройки , которая использует Wi-Fi, и назвала ее MooresCloud в честь Гордона Мура . [20]

Корпорация Unified Computer Intelligence выпустила устройство под названием Ubi — The Ubiquitous Computer , предназначенное для голосового взаимодействия с домом и обеспечения постоянного доступа к информации. [21]

Повсеместные компьютерные исследования были сосредоточены на создании среды, в которой компьютеры позволяют людям концентрировать внимание на избранных аспектах окружающей среды и выполнять надзорные и директивные функции. Повсеместные вычисления делают упор на создание человеко-компьютерного интерфейса, который может интерпретировать и поддерживать намерения пользователя. Например, проект «Кислород» Массачусетского технологического института стремится создать систему, в которой вычисления столь же распространены, как воздух:

В будущем вычисления будут ориентированы на человека. Он будет доступен повсюду, как батарейки и розетки, или кислород в воздухе, которым мы дышим... Нам не нужно будет носить с собой собственные устройства. Вместо этого настраиваемые универсальные устройства, портативные или встроенные в окружающую среду, принесут нам вычисления, когда бы нам это ни потребовалось и где бы мы ни находились. Когда мы взаимодействуем с этими «анонимными» устройствами, они перенимают нашу информационную личность. Они будут уважать наше стремление к конфиденциальности и безопасности. Нам не придется печатать, щелкать мышью или изучать новый компьютерный жаргон. Вместо этого мы будем общаться естественно, используя речь и жесты, которые описывают наши намерения... [22]

Это фундаментальный переход, который не стремится покинуть физический мир и «войти в какое-то металлическое, наполненное гигабайтами киберпространство», а скорее приносит нам компьютеры и средства связи, делая их «синонимами полезных задач, которые они выполняют». [19]

Сетевые роботы связывают повсеместные сети с роботами , способствуя созданию нового образа жизни и решений для решения различных социальных проблем, включая старение населения и уход за больными. [23]

Набор функций «Непрерывность» , представленный Apple в OS X Yosemite , можно рассматривать как пример повсеместных вычислений. [24]

Проблемы

Конфиденциальность — это наиболее часто цитируемая критика повсеместных вычислений (ubicomp) и, возможно, самое большое препятствие на пути к их долгосрочному успеху. [25]

Исследовательские центры

Это список известных учреждений, которые утверждают, что занимаются повсеместными вычислениями, отсортированный по странам:

Канада

Лаборатория топологических медиа, Университет Конкордия, Канада

Финляндия

Группа общественной визуализации, Университет Оулу , Финляндия

Германия

Офис телесотрудничества (TECO), Технологический институт Карлсруэ , Германия

Индия

Ресурсный центр повсеместных вычислений (UCRC), Центр развития передовых вычислений [26]

Пакистан

Центр исследований в области повсеместных вычислений (CRUC), Карачи, Пакистан

Швеция

Центр мобильной жизни , Стокгольмский университет

Великобритания

Лаборатория смешанной реальности, Ноттингемский университет

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Ньюдорп, Э. (2007). «Всепроникающий дискурс». Компьютеры в сфере развлечений . 5 (2): 13. дои : 10.1145/1279540.1279553. S2CID  17759896.
  2. ^ Хансманн, Уве (2003). Повсеместные вычисления: мобильный мир . Спрингер. ISBN 978-3-540-00218-5.
  3. ^ Гринфилд, Адам (2006). Everyware: Рассветная эра повсеместных вычислений . Новые гонщики. стр. 11–12. ISBN 978-0-321-38401-0.
  4. ^ "Всемирные конференции по гаптике". Технический комитет по гаптике. Архивировано из оригинала 16 ноября 2011 года.
  5. ^ аб Послад, Стефан (2009). Повсеместные вычислительные интеллектуальные устройства, интеллектуальная среда и интеллектуальное взаимодействие (PDF) . Уайли. ISBN 978-0-470-03560-3.
  6. ^ Кан, Бён Хо (январь 2007 г.). «Повсеместные угрозы компьютерной среды и защитные меры». Международный журнал мультимедиа и повсеместной инженерии . 2 (1): 47–60 . Проверено 22 марта 2019 г.
  7. ^ аб Вайзер, Марк (1991). «Компьютер XXI века». Архивировано из оригинала 22 октября 2014 года.
  8. ↑ Вайзер, Марк (23 марта 1993 г.). «Некоторые проблемы информатики в повсеместных вычислениях». САКМ . Проверено 28 мая 2019 г.
  9. ^ Вайзер, М.; Голд, Р.; Браун, Дж. С. (11 мая 1999 г.). «Повсеместные вычисления». Архивировано из оригинала 10 марта 2009 года.
  10. ^ аб Вайзер, Марк (17 марта 1996 г.). «Повсеместные вычисления». Архивировано из оригинала 2 июня 2018 года.
  11. ^ Крикке, Дж (2005). «T-Engine: вездесущая вычислительная архитектура Японии готова к использованию в прайм-тайм». Повсеместные вычисления IEEE . 4 (2): 4–9. дои :10.1109/MPRV.2005.40. S2CID  11365911.
  12. ^ "Резюме форума T-Engine" . T-engine.org. Архивировано из оригинала 21 октября 2018 года . Проверено 25 августа 2011 г.
  13. ^ «Медиа-лаборатория MIT - Консорциум вещей, которые думают» . Массачусетский технологический институт . Проверено 3 ноября 2007 г.
  14. ^ «Проект MIT Кислород: Обзор» . Массачусетский технологический институт . Проверено 3 ноября 2007 г.
  15. ^ «Экватор». УКЛ . Проверено 19 ноября 2009 г.
  16. ^ «Центр передового опыта повсеместной системы» (на корейском языке). КУС. Архивировано из оригинала 2 октября 2011 года.
  17. ^ Вайзер, Марк (3 мая 2017 г.). «Проектирование спокойных технологий» . Проверено 27 мая 2019 г.
  18. ^ Вайзер, Марк ; Золото, Рич; Браун, Джон Сили (1999). «Истоки повсеместных компьютерных исследований в PARC в конце 1980-х». Системный журнал IBM . 38 (4): 693. doi :10.1147/sj.384.0693. S2CID  38805890.
  19. ^ ab Winter, Дженифер (декабрь 2008 г.). «Новые политические проблемы, связанные с повсеместными вычислениями: обсуждение взглядов заинтересованных сторон на будущее». Знания, технологии и политика . 21 (4): 191–203. дои : 10.1007/s12130-008-9058-4. hdl : 10125/63534 . S2CID  109339320.
  20. ↑ Фингас, Джон (13 октября 2012 г.). «MooresCloud Light работает под управлением Linux и устанавливает LAMP на вашу лампу (видео)». Engadget.com . Проверено 22 марта 2019 г.
  21. ^ "Уби Облако". Theubi.com. Архивировано из оригинала 2 января 2015 года.
  22. ^ «Проект MIT Кислород: Обзор» . Архивировано из оригинала 5 июля 2004 года.
  23. ^ "Форум сетевых роботов" . Архивировано из оригинала 24 октября 2007 года.
  24. ^ деАгония, Майкл (6 июня 2014 г.). «Решение Apple Continuity обеспечивает повсеместные вычисления в Йосемити и iOS 8». {{cite magazine}}: Журналу Cite требуется |magazine=( помощь )
  25. ^ Хонг, Джейсон И.; Лэндей, Джеймс А. (июнь 2004 г.). «Архитектура для повсеместных вычислений с учетом конфиденциальности» (PDF) . Материалы 2-й международной конференции «Мобильные системы, приложения и сервисы» MobiSYS '04. стр. 177=189. дои : 10.1145/990064.990087. ISBN 1581137931. S2CID  3776760.
  26. ^ «Повсеместные вычислительные проекты». Департамент электроники и информационных технологий (DeitY) . Министерство связи и информационных технологий, правительство Индии. Архивировано из оригинала 7 июля 2015 г. Проверено 7 июля 2015 г.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки

На Wikimedia Commons есть средства массовой информации, связанные с повсеместными вычислениями .