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从历史看未来——计算模式也换代
近年来，随着网络技术的发展，我们在足不出户的情况下，轻松享受到游戏、购物和聊天所带来的生活乐趣。然而除了这些，计算还能给我们带来些什么呢？此外，为了享用网络带给我们的各种服务，我们也不得不把大量的时间和精力用于对电脑技术的学习。在当前这样一个讲究“以人为本”的信息时代，到底是我们去适应计算，还是让计算融入我们的生活？带着对这些问题的思考，让我们回顾一下计算技术的历史与发展。
第一代：一切只为了运算
第二次世界大战期间，为了及时准确地计算炮弹弹道，美国军方要求宾州大学莫奇来博士和他的学生爱克特设计并制造以真空管取代继电器的“电子化”电脑，以解决人工计算速度缓慢的问题。1946年2月14日，世界上第一台电脑ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生，它开辟了一个崭新的信息时代。随着ENIAC的研制，世界上越来越多的国家和机构开始了大型计算机的研制工作。计算技术的第一个时代——主机计算时代也正式拉开了序幕。
在主机计算时代，计算模式满足了人们对运算的要求，人们终于可以从繁琐的数学运算中解脱出来。计算机更应该被理解为一种功能单一的计算设备。以ENIAC为例，每秒只可从事5000次的加法运算，计算速度甚至不如当今一些手掌式计算器。在这样的情况下，要求计算机为我们的生活提供更多的信息服务只能像海市蜃楼一样，是可望而不可及的。而且，此时的计算机作为一种稀缺的资源，由于自身体积巨大、操作复杂，几乎都安装在为数不多的计算中心或实验室里，人们必须学习机器语言才能完成人机之间的信息传递。有人将这个时代称为“专家使用时代”，因为此时的计算与我们生活的物理空间是脱节的。人与计算机的关系也是多对一的关系，为了使用计算机的计算功能，必须由多人协作才能完成对机器的操作。可以说，主机计算模式，一切只为了运算。
第二代：计算改变生活
在ENIAC诞生后的30多年里，计算机以惊人的速度发展着。计算机的运算速度和存贮容量迅速提升，为计算技术更广泛的应用带来了可能。20世纪80年代，个人电脑开始流行。随着286、386等PC产品不断涌现以及桌面操作系统的出现，为了满足人们不断增长的信息服务需求，计算模式经历了其发展过程中的第一次变革——由主机计算时代跨入了桌面计算时代。
在桌面计算时代，桌面计算模式不仅仅局限于数学运算方面的应用，还可以提供图像、文字、语音等信息服务。图形用户界面、多媒体技术和网络技术的出现，使计算机使用者的范围从计算机专业人士扩展到几乎所有行业和家庭用户。桌面计算支撑了现有的分布式互联网模式，有效地实现了计算机之间的连接，扩大了人们获取信息服务的范围。今天，计算机已经广泛地应用于我们的生活和工作，桌面计算改变了人们原有的生活习惯和工作方式。
在经历了较长时期的一段美好时光后，以个人电脑为代表的桌面计算也同样面临着诸多困难。首先，桌面计算就像汽车，尽管能够将我们很快地带到很远的地方，但却需要我们投入很大的精力去操作它，谈不上“以人为本”；其次，随着嵌入式处理器、存储器、通信模块和传感器等技术的发展，越来越多的设备需要连接到网络以获得信息，而目前的桌面计算是否能够高效稳定地支撑将来的网络运行呢？
第三代：计算无所不在
我们不妨把计算模式的演变看作是一个进化的过程。随着人们对生活质量的不懈追求，人们开始希望能随时、随地、无困难地享受计算所带来的信息服务。要想从根本上解决目前桌面计算所存在的问题，就必须要改变现有计算模式。由此也将带来计算模式的又一次变革，这就是计算模式的第三个时代——普适计算时代。
普适计算指的是无所不在、随时随地可以进行计算的一种方式。它所涉及的技术包括移动通信技术、小型计算设备制造技术、小型计算设备上的操作系统技术及软件技术等。普适计算的倡导者认为普适计算是桌面计算的相反方向，桌面计算致力于把人置于计算机所创造的虚拟世界里，而普适计算则是使计算机融入人的生活空间，形成一个“无时不在、无处不在而又不可见”的计算环境。
普适计算可以降低设备使用的复杂程度，使人们的生活更轻松、更有效率。在普适计算时代，计算机主要不是以单独的计算设备的形式出现，而是通过将嵌入式处理器、存储器、通信模块和传感器集成在一起，以信息设备的形式出现。这些信息设备集计算、通信、传感功能于一身，能方便地与各种设备结合在一起。各种信息设备可以通过间接连接的方式与互联网连接，并按照用户的个性需求进行定制，以嵌入式产品的方式呈现在人们的工作和生活中——或者是手持的，或者是可穿戴的，甚至是与人们日常生活中所碰到的器具融合在一起（想像一下你拿在手里看的书正从网上下载信息时的情景）。由通信和计算机构成的信息空间将与人们生活和工作的物理空间融为一体。在普适计算建立的这个融合空间中，人们可以“随时随地”、“透明”地获得数字化的服务。其中“随时随地”是指人们可以在工作和生活的任何场所获得服务，而不用端坐在计算机前。 “透明”是指获得这种服务的方式十分轻松自然，这种服务的访问甚至可以在用户没有觉察的情况下由系统主动提供。
“普”式生活畅想
对于世界上任何一种技术，人类的强劲需求都是其发展的驱动力。不能借助人类的需求落地，不能给人类生活带来便利和更高的质量，技术也就失去了它存在的最重要的意义。那么，普适计算的发展驱动力又是什么呢？借助普适计算，人们能实现什么样生活方式的改变呢？
普适计算为我们描绘了这样一种美好前景：普适计算时代将产生覆盖全社会的有线、无线混合网络，称为普适网络。世界上的所有物品都将连接在普适网络之中。人们可以在任何地方，用各种方便的方式访问到普适网络所提供的信息资源。
随时随地是普适计算的口号。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地和计算机交互。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。
作为新一代的计算模式，普适计算的应用领域极其广泛，几乎涵盖了人们日常生活的各个领域。在未来，我们在科幻电影中所看到的一些场景，可能会真实并且自然地出现在我们的生活中。
场景一：可穿戴的下一代PC
在一个马拉松比赛的现场，运动员Jason突然晕倒了。几分钟后，医疗中心的救护车已经赶到，并且医生携带了Jason的过往病例数据，很快为Jason做了相应的抢救治疗。
这是怎么回事？因为普式时代具备这样的条件，运动场上每个运动员身上都携带有微型传感器，这个传感器可能置于随身穿戴的衣物上。医疗中心可以随时跟踪每个人的身体状况，一旦发生危险，就能调度附近的急救车到场，通过无线网络访问远程医疗系统，下载该病人的病历等数据。同时医疗中心可以根据每个人的生理状态对可能发生危险的人预先做好准备。
场景二：商业识别RFID
消费者lily走进超市，希望购买浙江出产的鲜鱼。超市中每件商品都具备一个微型标签，消费者用手机读取标签内容，可以知道该产品的产地、生产时间等信息，并且确保其真实可靠性。
Lily所挑选的第一种鱼不是来自浙江，于是她用手机询问:“有没有产自浙江的鲜鱼？”手机无线连接到超市的公共数据接口上，查询产地为浙江的鲜鱼，并用语音将搜索结果告诉lily：“在海鲜区D2货位上有来自绍兴的小黄鱼。你需要左拐，直行50米。”
场景三：物流业的好帮手
作为一名杰出的物流管理员，Steven正在利用公司奖励的年假在马尔代夫度假。那么如何远距离地监管远在中国的生产基地物流呢？秘密就在Steven手头的钢笔上，普适计算技术可以提供商品从生产到购买的全生命周期历史数据，也能够提供对温度、湿度、保质期等重要参数的实时监控。一旦这些指标有重大的变动，Steven手头的钢笔会有荧光发出，并以光亮的强弱程度显示危机的轻缓程度。Steven这时就会以语音或者参加智能会议的方式参与调度决策。
采撷以上几个场景，只是弱水三千之中的一瓢。除此之外，普适计算在国计民生中还拥有着广泛的应用前景。
无处不在的网络基础设施
作为新一代的网络基础设施，无处不在、无时不在的网络的重要性不亚于Internet。该基础设施为各种普适计算设备所提供。换代技术的产生必然催生出新的产业，如韩国的无线宽带、地面数字电视、可穿戴的下一代PC等，任何一项都可能对产业产生巨大的带动作用。
新型信息终端产品
随着人们对信息服务要求的多元化和电子设备的小型化，信息终端产品将越来越多样化，如韩国第三大手机制造商Curitel公司在2004年推出的ZigBee手机。
智能空间
如智能会议室、作战指挥室、数字家庭、智能教室、智能汽车等， 智能空间中嵌入了计算、信息、传感设备，目的是帮助用户方便地访问空间中的信息。
商业识别RFID
可替代当前使用的条形码，并提供更多信息。广泛应用于物流、医药、食品、服装等领域。
无纸票据跟踪
利用上千个具备传感能力的普适计算设备来替代原有的纸质票据系统，以完成供应链中货物的实时管理。
近年来，随着网络技术的发展，我们在足不出户的情况下，轻松享受到游戏、购物和聊天所带来的生活乐趣。然而除了这些，计算还能给我们带来些什么呢？此外，为了享用网络带给我们的各种服务，我们也不得不把大量的时间和精力用于对电脑技术的学习。在当前这样一个讲究“以人为本”的信息时代，到底是我们去适应计算，还是让计算融入我们的生活？带着对这些问题的思考，让我们回顾一下计算技术的历史与发展。
第一代：一切只为了运算
第二次世界大战期间，为了及时准确地计算炮弹弹道，美国军方要求宾州大学莫奇来博士和他的学生爱克特设计并制造以真空管取代继电器的“电子化”电脑，以解决人工计算速度缓慢的问题。1946年2月14日，世界上第一台电脑ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生，它开辟了一个崭新的信息时代。随着ENIAC的研制，世界上越来越多的国家和机构开始了大型计算机的研制工作。计算技术的第一个时代——主机计算时代也正式拉开了序幕。
在主机计算时代，计算模式满足了人们对运算的要求，人们终于可以从繁琐的数学运算中解脱出来。计算机更应该被理解为一种功能单一的计算设备。以ENIAC为例，每秒只可从事5000次的加法运算，计算速度甚至不如当今一些手掌式计算器。在这样的情况下，要求计算机为我们的生活提供更多的信息服务只能像海市蜃楼一样，是可望而不可及的。而且，此时的计算机作为一种稀缺的资源，由于自身体积巨大、操作复杂，几乎都安装在为数不多的计算中心或实验室里，人们必须学习机器语言才能完成人机之间的信息传递。有人将这个时代称为“专家使用时代”，因为此时的计算与我们生活的物理空间是脱节的。人与计算机的关系也是多对一的关系，为了使用计算机的计算功能，必须由多人协作才能完成对机器的操作。可以说，主机计算模式，一切只为了运算。
第二代：计算改变生活
在ENIAC诞生后的30多年里，计算机以惊人的速度发展着。计算机的运算速度和存贮容量迅速提升，为计算技术更广泛的应用带来了可能。20世纪80年代，个人电脑开始流行。随着286、386等PC产品不断涌现以及桌面操作系统的出现，为了满足人们不断增长的信息服务需求，计算模式经历了其发展过程中的第一次变革——由主机计算时代跨入了桌面计算时代。
在桌面计算时代，桌面计算模式不仅仅局限于数学运算方面的应用，还可以提供图像、文字、语音等信息服务。图形用户界面、多媒体技术和网络技术的出现，使计算机使用者的范围从计算机专业人士扩展到几乎所有行业和家庭用户。桌面计算支撑了现有的分布式互联网模式，有效地实现了计算机之间的连接，扩大了人们获取信息服务的范围。今天，计算机已经广泛地应用于我们的生活和工作，桌面计算改变了人们原有的生活习惯和工作方式。
在经历了较长时期的一段美好时光后，以个人电脑为代表的桌面计算也同样面临着诸多困难。首先，桌面计算就像汽车，尽管能够将我们很快地带到很远的地方，但却需要我们投入很大的精力去操作它，谈不上“以人为本”；其次，随着嵌入式处理器、存储器、通信模块和传感器等技术的发展，越来越多的设备需要连接到网络以获得信息，而目前的桌面计算是否能够高效稳定地支撑将来的网络运行呢？
第三代：计算无所不在
我们不妨把计算模式的演变看作是一个进化的过程。随着人们对生活质量的不懈追求，人们开始希望能随时、随地、无困难地享受计算所带来的信息服务。要想从根本上解决目前桌面计算所存在的问题，就必须要改变现有计算模式。由此也将带来计算模式的又一次变革，这就是计算模式的第三个时代——普适计算时代。
普适计算指的是无所不在、随时随地可以进行计算的一种方式。它所涉及的技术包括移动通信技术、小型计算设备制造技术、小型计算设备上的操作系统技术及软件技术等。普适计算的倡导者认为普适计算是桌面计算的相反方向，桌面计算致力于把人置于计算机所创造的虚拟世界里，而普适计算则是使计算机融入人的生活空间，形成一个“无时不在、无处不在而又不可见”的计算环境。
普适计算可以降低设备使用的复杂程度，使人们的生活更轻松、更有效率。在普适计算时代，计算机主要不是以单独的计算设备的形式出现，而是通过将嵌入式处理器、存储器、通信模块和传感器集成在一起，以信息设备的形式出现。这些信息设备集计算、通信、传感功能于一身，能方便地与各种设备结合在一起。各种信息设备可以通过间接连接的方式与互联网连接，并按照用户的个性需求进行定制，以嵌入式产品的方式呈现在人们的工作和生活中——或者是手持的，或者是可穿戴的，甚至是与人们日常生活中所碰到的器具融合在一起（想像一下你拿在手里看的书正从网上下载信息时的情景）。由通信和计算机构成的信息空间将与人们生活和工作的物理空间融为一体。在普适计算建立的这个融合空间中，人们可以“随时随地”、“透明”地获得数字化的服务。其中“随时随地”是指人们可以在工作和生活的任何场所获得服务，而不用端坐在计算机前。 “透明”是指获得这种服务的方式十分轻松自然，这种服务的访问甚至可以在用户没有觉察的情况下由系统主动提供。
“普”式生活畅想
对于世界上任何一种技术，人类的强劲需求都是其发展的驱动力。不能借助人类的需求落地，不能给人类生活带来便利和更高的质量，技术也就失去了它存在的最重要的意义。那么，普适计算的发展驱动力又是什么呢？借助普适计算，人们能实现什么样生活方式的改变呢？
普适计算为我们描绘了这样一种美好前景：普适计算时代将产生覆盖全社会的有线、无线混合网络，称为普适网络。世界上的所有物品都将连接在普适网络之中。人们可以在任何地方，用各种方便的方式访问到普适网络所提供的信息资源。
随时随地是普适计算的口号。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地和计算机交互。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。
作为新一代的计算模式，普适计算的应用领域极其广泛，几乎涵盖了人们日常生活的各个领域。在未来，我们在科幻电影中所看到的一些场景，可能会真实并且自然地出现在我们的生活中。
场景一：可穿戴的下一代PC
在一个马拉松比赛的现场，运动员Jason突然晕倒了。几分钟后，医疗中心的救护车已经赶到，并且医生携带了Jason的过往病例数据，很快为Jason做了相应的抢救治疗。
这是怎么回事？因为普式时代具备这样的条件，运动场上每个运动员身上都携带有微型传感器，这个传感器可能置于随身穿戴的衣物上。医疗中心可以随时跟踪每个人的身体状况，一旦发生危险，就能调度附近的急救车到场，通过无线网络访问远程医疗系统，下载该病人的病历等数据。同时医疗中心可以根据每个人的生理状态对可能发生危险的人预先做好准备。
场景二：商业识别RFID
消费者lily走进超市，希望购买浙江出产的鲜鱼。超市中每件商品都具备一个微型标签，消费者用手机读取标签内容，可以知道该产品的产地、生产时间等信息，并且确保其真实可靠性。
Lily所挑选的第一种鱼不是来自浙江，于是她用手机询问:“有没有产自浙江的鲜鱼？”手机无线连接到超市的公共数据接口上，查询产地为浙江的鲜鱼，并用语音将搜索结果告诉lily：“在海鲜区D2货位上有来自绍兴的小黄鱼。你需要左拐，直行50米。”
场景三：物流业的好帮手
作为一名杰出的物流管理员，Steven正在利用公司奖励的年假在马尔代夫度假。那么如何远距离地监管远在中国的生产基地物流呢？秘密就在Steven手头的钢笔上，普适计算技术可以提供商品从生产到购买的全生命周期历史数据，也能够提供对温度、湿度、保质期等重要参数的实时监控。一旦这些指标有重大的变动，Steven手头的钢笔会有荧光发出，并以光亮的强弱程度显示危机的轻缓程度。Steven这时就会以语音或者参加智能会议的方式参与调度决策。
采撷以上几个场景，只是弱水三千之中的一瓢。除此之外，普适计算在国计民生中还拥有着广泛的应用前景。
无处不在的网络基础设施
作为新一代的网络基础设施，无处不在、无时不在的网络的重要性不亚于Internet。该基础设施为各种普适计算设备所提供。换代技术的产生必然催生出新的产业，如韩国的无线宽带、地面数字电视、可穿戴的下一代PC等，任何一项都可能对产业产生巨大的带动作用。
新型信息终端产品
随着人们对信息服务要求的多元化和电子设备的小型化，信息终端产品将越来越多样化，如韩国第三大手机制造商Curitel公司在2004年推出的ZigBee手机。
智能空间
如智能会议室、作战指挥室、数字家庭、智能教室、智能汽车等， 智能空间中嵌入了计算、信息、传感设备，目的是帮助用户方便地访问空间中的信息。
商业识别RFID
可替代当前使用的条形码，并提供更多信息。广泛应用于物流、医药、食品、服装等领域。
无纸票据跟踪
利用上千个具备传感能力的普适计算设备来替代原有的纸质票据系统，以完成供应链中货物的实时管理。