(2007-10-26 19:45:59)

  “人类只有认识全部宇宙之后，才能最后认识人类自己。”

吾又有几个博士研究生要写毕业大论文了，目前博士研究生的毕业论文已经采用“双盲审”制度，所以博士研究生们对毕业大论文的要求也开始严格起来。鉴于这个时候更需要定位、定性、定向，故此吾在这里将普适计算的问题老声重谈，目的就是希望能够提高吾之学生对计算演变历史和未来的认识和重视。吾于2000年开始关注普适计算问题，吾那时认为：“普适计算创造了计算机计算的特殊阶段，这个阶段之所以特殊，是因为在信息空间与物理空间的融合中计算机自身在消亡，取而代之是传感器网络。”

人类对计算的看法正经历着一个根本性的转变，即从简单性、单一性和混沌性，转向复杂性、多重性和普适性。长期以来，西方计算科学被一种机械论的世界观统治着，按照这种观点，世界就像是一个庞大的自动计算机。而今天，人类认识到自己是生活在一个多元论的世界之中。确实有不少现象在人类看来是决定论的和可逆的，比如无摩擦的摆的运动，或地球围绕太阳的运动，在这种可逆过程中，无所谓时间的优势方向。但是，也有许多不可逆的过程，它们涉及时间的方向性。暂且先不讨论可逆性或者不可逆性，吾之主要目的还是想要理清普适计算衍变之“路线图”。

“路线图”的起点是“设备间通信”。设备间能够进行有效的通信意味着一个设备能够在其他设备所需的特定条件发生时指示其完成相应的功能，初始设备可以是房间里的任何设备，这个能力主要表现为嵌入式计算的网络化问题。设备间通信的基础是智能家电具有联网能力，这里的“联网能力”并不是指Internet接入能力，而是指能连接家电设备的任何接口，它保证各设备间能交换数据。

家庭网络（Home Network）是信息高速公路进入家庭的产物，是家庭信息基础设施（ Home Information Infrastructure）的组成部分。家庭网络可同时支持话音、数据、电视、保安及家电自动化，通过电力线、电话线、电视电缆、光纤、无线电、红外线等多种方式，将家庭中的多台电脑与其外围设备、多种数字设备以及数码家电互联成网络，实现资源共享。一台DVD播放机播出的高质量节目可让多台电视机接收；手持遥控器可开启、关闭和调试室内照明、空调、保安、冷热水系统以及数控洗衣机、微波炉、咖啡壶等所有家电，并通过预设指令，从远方遥控家中的任何电器。

“路线图”的第二站是“设备服务抽象”。据统计约有40％的美国家庭有6个以上遥控器，真让人不胜其烦！应用普遍交互技术，可使对设备的遥控、监测、控制功能大大提高，所有这些都可以用一个智能控制器完成。由于智能家居必须支持不断变化的智能家电及服务，因而必须解决服务发现问题。首先，系统必须能够发现存在的可用设备和服务，继而确定新发现设备及其服务的能力。

为了通过单一控制器控制众多的动态智能家电，就必须使智能家电的硬件设备控制、内部计算逻辑和用户接口相分离，这种分离能够灵活地改变智能家电的交互机制而无须改变底层应用。对智能设备提供的服务进行抽象描述就能实现上述分离，这种抽象服务描述允许每一种服务对外公布其所具有的一组属性，使其他服务能够自动地与其进行交互操作。

“路线图”的第三站是“无所不在的感知”。在智能家居环境中，用户不需要走到特定的地方与智能家电进行交互操作，也不需要穿戴特殊的设备或标志让智能家电设备知道他们在哪里。用户可以随时随地与一系列动态智能家电进行不间断的交互，其中包括许多用户感知不到的设备。为了支持更多形式的智能交互，智能家电必须具备感知外部环境的能力，即“无所不在的感知”，这种感知体现在对环境、用户和设备的感知。

“路线图”的第四站是“基于上下文的交互”。任何能够用来刻画实体状况的信息称为上下文，这里的实体可以是与用户和应用建立交互相关的用户、地点或物体。上下文在交互中的重要性表现为，对于同样的输入以及不同的上下文可能具有不同的语义。

在人与人的交谈中运用蕴含的状态信息，可提高信息的传播效率，例如在普适计算环境下位置就包含重要的上下文信息。计算机网络理论告诉我们“物理上的接口不是个人专有的，而是由多人共享的”。此外，在交互过程中实现接口和服务的个性化也需要上下文信息，例如智能家居环境是一个上下文感知的智能环境，其中智能家电能够为用户提供一致性的基于上下文的交互。如果用户因为移动而改变其状态，那么系统必须知道怎样在新的位置维持一致的用户交互行为或操作。例如当你从一个房间走到另一个房间时，你所欣赏的音乐也同样要跟着你在到达房间中连续播放。

“路线图”的第五站是“动态可升级和扩展性”。作为对“即插即用”概念的扩展，新的智能家电设备应该能够智能、自动地集成到智能家居中，使智能家居能力可随着更多设备的添加而自动增长。

扩展性包括两方面含义：其一，新设备能自动成为系统可随意使用的新资源，例如，厨房中添加了一台CRT显示器，系统就能够自动利用其作为显示厨房空间中信息的新途径;其二，扩展性体现为物理空间的扩展，当添加了一台摄像机时，不仅为系统扩展了一个新的设备资源，也扩展了系统的物理空间范围。

    人类的计算历程正处在一个极为重要的转折点上。在这个人口统计以几何级数增长、信息统计以幂率爆炸的时代，计算科学看来要扮演一个更加重要的角色了。毫无疑问，保持自然界与人类社会之间通信渠道的畅通性比以往任何时候都重要，这也就是计算科学的历史使命。吾相信，计算科学今天携带着更能为不同的文化背景所接受的普适信息。