stringtranslate.com

Повсеместные вычисления

Повсеместные вычисления (или « ubicomp ») — это концепция в программной инженерии , аппаратной инженерии и компьютерной науке , где вычисления должны появляться незаметно в любое время и везде. В отличие от настольных вычислений , повсеместные вычисления подразумевают использование на любом устройстве, 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 повседневных предметах, таких как холодильник или пара очков . Базовые технологии для поддержки повсеместных вычислений включают Интернет , передовое промежуточное программное обеспечение , ядра , операционные системы , мобильные коды , датчики , микропроцессоры , новые вводы-выводы и пользовательские интерфейсы , компьютерные сети , мобильные протоколы, глобальные навигационные системы и новые материалы.

Эта парадигма также описывается как всепроникающие вычисления , [1] окружающий интеллект , [2] или «everyware». [3] Каждый термин подчеркивает немного разные аспекты. Когда речь идет в первую очередь о вовлеченных объектах, он также известен как физические вычисления , Интернет вещей , тактильные вычисления , [4] и «вещи, которые думают». Вместо того, чтобы предлагать единое определение для повсеместных вычислений и для этих связанных терминов, была предложена таксономия свойств для повсеместных вычислений, из которой можно описать различные виды или разновидности повсеместных систем и приложений. [5]

К темам, связанным с повсеместными вычислениями, относятся: распределенные вычисления , мобильные вычисления , локационные вычисления, мобильные сети, сенсорные сети , взаимодействие человека и компьютера , контекстно-зависимые технологии «умного дома» и искусственный интеллект .

Основные концепции

Повсеместные вычисления — это концепция использования небольших, подключенных к Интернету и недорогих компьютеров для автоматизированного выполнения повседневных задач. [6]

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

Все повсеместные вычислительные устройства, предложенные Марком Вайзером, основаны на плоских устройствах разных размеров с визуальным дисплеем. [8] Расширяя эти концепции, можно выделить большой массив других повсеместных вычислительных устройств, которые могли бы существовать. [5]

История

Марк Вайзер придумал фразу «повсеместные вычисления» около 1988 года, во время своего пребывания на посту главного технолога исследовательского центра Xerox Palo Alto (PARC) . Как в одиночку, так и вместе с директором PARC и главным ученым Джоном Сили Брауном , Вайзер написал некоторые из самых ранних статей по этой теме, в значительной степени определяя ее и обрисовывая ее основные проблемы. [7] [9] [10]

Осознание последствий расширения вычислительной мощности

Признавая, что расширение вычислительной мощности в повседневных сценариях потребует понимания социальных, культурных и психологических явлений за пределами их надлежащей сферы, Вайзер находился под влиянием многих областей за пределами компьютерной науки, включая « философию , феноменологию , антропологию , психологию , постмодернизм , социологию науки и феминистскую критику ». Он был откровенен относительно «гуманистических истоков „невидимого идеала в постмодернистской мысли“», [10] ссылаясь также на иронически антиутопический роман Филипа К. Дика «Убик» .

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

Рой Уонт, будучи исследователем и студентом под руководством Энди Хоппера в Кембриджском университете, работал над «Active Badge System», которая представляет собой передовую систему определения местоположения, в которой персональная мобильность объединена с вычислительной техникой.

Билл Шилит (сейчас работает в Google) также ранее занимался этой темой и принимал участие в раннем семинаре по мобильным вычислениям, который состоялся в Санта-Крус в 1996 году.

Кен Сакамура из Токийского университета , Япония, возглавляет лабораторию Ubiquitous Networking (UNL), Токио , а также форум T-Engine . Совместная цель спецификации Ubiquitous Networking Сакамуры и форума T-Engine — дать возможность любому повседневному устройству транслировать 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 Ишии , Джозефа А. Парадизо и Розалинд Пикард ) в Media Lab [13] и проект CSAIL, известный как Project Oxygen [14] . Другие крупные участники включают Ubicomp Lab Вашингтонского университета (под руководством Шветака Пателя ), DartNets Lab Дартмутского колледжа , вычислительный колледж Технологического института Джорджии , People Aware Computing Lab Корнеллского университета , интерактивную телекоммуникационную программу Нью-Йоркского университета, кафедру информатики Калифорнийского университета в Ирвайне , Microsoft Research , Intel Research и Equator [15] , UCRi и CUS Университета Аджу [16] .

Примеры

Одной из самых ранних вездесущих систем была «Live Wire» художницы Натали Джеремиенко , также известная как «Dangling String», установленная в Xerox PARC во время работы там Марка Вайзера. [17] Это был кусок струны, прикрепленный к шаговому двигателю и управляемый с помощью подключения к локальной сети ; сетевая активность заставляла струну подергиваться, давая периферически заметное указание на движение. Вайзер назвал это примером спокойной технологии . [18]

Современным 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 проявлениями повсеместной вычислительной техники, существуют примеры, такие как японский проект Yaoyorozu («Восемь миллионов богов»), в котором мобильные устройства в сочетании с радиочастотными идентификационными метками демонстрируют, что повсеместное вычисление уже присутствует в той или иной форме. [19]

Компания Ambient Devices выпустила «шар», «приборную панель» и « метеорологический маяк »: эти декоративные устройства получают данные из беспроводной сети и сообщают о текущих событиях, таких как цены на акции и погода, как, например, Nabaztag , изобретенный Рафи Халаджяном и Оливье Мевелем и производимый компанией Violet.

Австралийский футурист Марк Песке создал легко настраиваемую лампу с 52 светодиодами LAMP , которая использует Wi-Fi и названа MooresCloud в честь Гордона Мура . [20]

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

Исследования в области повсеместной обработки данных были сосредоточены на создании среды, в которой компьютеры позволяют людям сосредоточить внимание на отдельных аспектах окружающей среды и выполнять надзорные и политические функции. Вездесущая обработка данных подчеркивает создание интерфейса человек-компьютер, который может интерпретировать и поддерживать намерения пользователя. Например, проект Oxygen Массачусетского технологического института стремится создать систему, в которой вычисления будут столь же всепроникающими, как воздух:

В будущем вычисления будут сосредоточены на человеке. Они будут доступны везде, как батареи и розетки, или кислород в воздухе, которым мы дышим... Нам не нужно будет носить с собой собственные устройства. Вместо этого настраиваемые универсальные устройства, как карманные, так и встроенные в среду, будут предоставлять нам вычисления, когда бы они нам ни понадобились и где бы мы ни находились. Когда мы взаимодействуем с этими «анонимными» устройствами, они будут принимать наши информационные личности. Они будут уважать наши желания конфиденциальности и безопасности. Нам не придется печатать, нажимать или изучать новый компьютерный жаргон. Вместо этого мы будем общаться естественным образом, используя речь и жесты, которые описывают наши намерения... [22]

Это фундаментальный переход, который не стремится уйти от физического мира и «войти в некое металлическое, кишащее гигабайтами киберпространство», а скорее приближает нас к компьютерам и средствам связи, делая их «синонимами полезных задач, которые они выполняют» [19] .

Сетевые роботы связывают вездесущие 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 «Continuity» , представленный Apple в OS X Yosemite , можно рассматривать как пример повсеместной вычислительной техники. [24]

Проблемы

Конфиденциальность — это, пожалуй, наиболее часто цитируемая критика повсеместной вычислительной техники (ubicomp), и, возможно, она является самым большим препятствием на пути к ее долгосрочному успеху. [25]

Научно-исследовательские центры

Ниже представлен список известных учреждений, которые утверждают, что их деятельность сосредоточена на повсеместной вычислительной технике, отсортированный по странам:

Канада

Лаборатория топологических сред, Университет Конкордия, Канада

Финляндия

Группа по обработке изображений в сообществе, Университет Оулу , Финляндия

Германия

Офис телекооперации (TECO), Технологический институт Карлсруэ , Германия

Индия

Центр исследований вычислительных ресурсов Ubiquitous Computing (UCRC), Центр развития передовых вычислений [26]

Пакистан

Центр исследований в области повсеместной обработки данных (CRUC), Карачи, Пакистан

Швеция

Центр мобильной жизни , Стокгольмский университет

Великобритания

Лаборатория смешанной реальности, Ноттингемский университет

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Ньюдорп, Э. (2007). «Всепроникающий дискурс». Компьютеры в сфере развлечений . 5 (2): 13. дои : 10.1145/1279540.1279553. S2CID  17759896.
  2. ^ Хансманн, Уве (2003). Всепроникающие вычисления: мобильный мир . Springer. ISBN 978-3-540-00218-5.
  3. ^ Гринфилд, Адам (2006). Everyware: рассвет эпохи повсеместной вычислительной техники . Новые гонщики. стр. 11–12. ISBN 978-0-321-38401-0.
  4. ^ "World Haptics Conferences". Технический комитет Haptics. Архивировано из оригинала 16 ноября 2011 г.
  5. ^ ab Poslad, Stefan (2009). Повсеместные вычисления, интеллектуальные устройства, интеллектуальные среды и интеллектуальное взаимодействие (PDF) . Wiley. ISBN 978-0-470-03560-3. Архивировано (PDF) из оригинала 2019-05-27 . Получено 2019-05-27 .
  6. ^ Кан, Бён-Хо (январь 2007 г.). «Угрозы повсеместной вычислительной среды и защитные меры». Международный журнал мультимедиа и повсеместной инженерии . 2 (1): 47–60 . Получено 22.03.2019 .
  7. ^ ab Weiser, Mark (1991). "Компьютер для 21-го века". Архивировано из оригинала 22 октября 2014 года.
  8. ^ Weiser, Mark (23 марта 1993 г.). «Некоторые вопросы компьютерной науки в повсеместной вычислительной технике». CACM. Архивировано из оригинала 28 мая 2019 г. Получено 28 мая 2019 г.
  9. ^ Weiser, M.; Gold, R.; Brown, JS (1999-05-11). "Повсеместные вычисления". Архивировано из оригинала 10 марта 2009 г.
  10. ^ ab Weiser, Mark (17 марта 1996 г.). "Повсеместные вычисления". Архивировано из оригинала 2 июня 2018 г.
  11. ^ Крикке, Дж. (2005). «T-Engine: японская повсеместная вычислительная архитектура готова к прайм-тайму». IEEE Pervasive Computing . 4 (2): 4–9. doi :10.1109/MPRV.2005.40. S2CID  11365911.
  12. ^ "T-Engine Forum Summary". T-engine.org. Архивировано из оригинала 21 октября 2018 года . Получено 25 августа 2011 года .
  13. ^ "MIT Media Lab – Things That Think Consortium". MIT . Архивировано из оригинала 2021-04-24 . Получено 2007-11-03 .
  14. ^ "MIT Project Oxygen: Overview". MIT . Архивировано из оригинала 2007-07-06 . Получено 2007-11-03 .
  15. ^ "Экватор". UCL . Архивировано из оригинала 2010-04-10 . Получено 2009-11-19 .
  16. ^ "Центр передового опыта по универсальной системе" (на корейском). CUS. Архивировано из оригинала 2 октября 2011 г.
  17. ^ Weiser, Mark (2017-05-03). "Designing Calm Technology". Архивировано из оригинала 2023-03-06 . Получено 27 мая 2019 .
  18. ^ Вайзер, Марк ; Голд, Рич; Браун, Джон Сили (1999). «Истоки исследований повсеместных вычислений в PARC в конце 1980-х». IBM Systems Journal . 38 (4): 693. doi :10.1147/sj.384.0693. S2CID  38805890.
  19. ^ ab Winter, Jenifer (декабрь 2008 г.). «Возникающие проблемы политики, связанные с повсеместной вычислительной техникой: согласование видения будущего заинтересованными сторонами». Knowledge, Technology & Policy . 21 (4): 191–203. doi :10.1007/s12130-008-9058-4. hdl : 10125/63534 . S2CID  109339320.
  20. ^ Fingas, Jon (13 октября 2012 г.). "MooresCloud Light запускает Linux, устанавливает LAMP на вашу лампу (видео)". Engadget.com. Архивировано из оригинала 25 марта 2019 г. Получено 22 марта 2019 г.
  21. ^ "Ubi Cloud". Theubi.com. Архивировано из оригинала 2 января 2015 года.
  22. ^ "MIT Project Oxygen: Overview". Архивировано из оригинала 5 июля 2004 г.
  23. ^ "Форум сетевых роботов". Архивировано из оригинала 24 октября 2007 г.
  24. ^ deAgonia, Michael (2014-06-06). «План непрерывности Apple приносит повсеместные вычисления в Yosemite и iOS 8». Архивировано из оригинала 2023-01-31 . Получено 2023-01-31 . {{cite magazine}}: Cite журнал требует |magazine=( помощь )
  25. ^ Хонг, Джейсон И.; Ландей, Джеймс А. (июнь 2004 г.). "Архитектура для конфиденциально-чувствительных повсеместных вычислений" (PDF) . Труды 2-й международной конференции по мобильным системам, приложениям и сервисам - MobiSYS '04. стр. 177=189. doi :10.1145/990064.990087. ISBN 1581137931. S2CID  3776760.
  26. ^ "Ubiquitous Computing Projects". Департамент электроники и информационных технологий (DeitY) . Министерство связи и информационных технологий, правительство Индии. Архивировано из оригинала 2015-07-07 . Получено 2015-07-07 .

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Повсеместные вычисления .