嵌入式系统与普适计算

出了新的要求。传统运算模式是两层结构：针对某种设备设计某种系统，以适合该种特定设备访问和显示。在设计时，必须针对那种特定设备的网络协议和显示性能进行设计。

　　普适计算模式在实现多种应用服务对多种智能设备的连接时存在很大的困难，这使得每增加一种设备都需要改写那些应用服务，而每增加一种服务都需要改写那些设备上的应用程序。这种限制是由于现有系统的层次结构所决定的。然而，我们很难预见未来还会出现什么新颖的，用户乐于使用的智能设备；而且有的设备可以双向通信，有的只能单向被动地接收信息。现有系统在扩充对新设备和新应用服务的支持时非常复杂。例如，今天我们已经可以用SMS（短消息）和WAP手机访问股票信息，我们不能预见明天的热门设备是什么，况且，每个人的个性因人而异，对设备的喜好也希望个性化，未来的信息设备将会是群雄并起，百家争鸣。

4 普适计算需要的条件

　　第一，处理器价格越来越便宜，而体积越来越小，使得计算机功能得以广泛应用。可以将计算机部件安装在任何用于监控或采集数据的各种小型计算物理设备上，例如家用电器、数据采集器、跟踪器等。

　　第二，高的网络带宽也确保了网络连接更快、更方便、更便宜，更完善的网络保证了网络连接的质量和效率。

　　第三，现在已被广泛应用的蜂窝技术也有了很大的发展。蜂窝式移动通讯系统的覆盖能力和范围比任何通信系统都要广，且价格低廉。 蜂窝电话不必插在墙壁上，用户在任何地方都能打。通过蜂窝技术的连接，不用物理连线就可以将POS销售机连到局域网上。

5 普适计算的特性

　　间断连接与轻量计算是普适计算最重要的两个特征。普适计算的软件技术就是要实现在这种环境下的事务和数据处理系统。

　　普适计算的第一个特征是间断连接，是服务器能否不时地同用户（特别是移动用户）保持联系。用户必须能够存取服务器信息，在中断联系的情况下，可以处理这些信息。所以，企业计算中心的数据和应用服务器能否同用户保持有效的联系就成为一个十分关键的因素。由于有部分数据要存储在普适计算设备上，普适计算中的数据库成为一个很关键的软件基础部件。例如，新型的汽车上安装了许多小型的车用计算机部件，用来控制燃料的使用，根据温度和气压调整发动机的运转。这些部件彼此相连，并把测出数据作为汽车运行保养的分析基础数据。当汽车修理时，修理人员插入一个计算机连接器件，获取这些数据来分析。还可以增加复杂的数据连接功能，如连接到全球定位系统，让司机准确获知当前的位置，与电子地图相连，输入目的地，显示出到达目的地的最快路径，以及连上互联网其它信息，如天气预报、饭店的地址和电话等。完善的数据连接功能可以为用户提供更多的服务。

　　普适计算的第二个特征是轻量计算，即计算资源相对有限。普适计算主要用于商业用途的数据处理，通常针对移动办公的工作人员和需要经常在旅途中存取公司系统数据的职员，他们需要不受地域和时间限制地获取和处理核心系统上的数据。

6 普适计算对数据库的要求

　　数据库是实现普适计算的重要基础。如果直接把传统的关系型数据库应用移植到移动设备上，对数据库的开销要求较高。普适计算中数据库要解决的两个问题是：第一是数据复制的实现，也可称为数据同步化，确保随时随地数据一致，并促使设备与服务器的数据双向流动。第二是开发支持标准API和SQL子集的小型DB2，使用户可以将已有的应用程序，方便地移植到这些设备上，也可以用相同的工具和API来编写新的应用程序；同时保持较低的系统开销和较高的数据处理性能。所用的数据则来自用数据复制功能从中心服务器获得的数据。

　　普适计算的数据库必须是一种具有持久存储机制的可缩放数据库环境，可以存储大量数据，并且能保证操作过程中即使断电也不会丢失数据。通常的办法是把数据放在Flash内存中，所以数据恢复技术与普通的数据库不太一样。多用户环境中的数据库服务要考虑记录锁定的问题，所以具有并发控制机制，但移动式数据库并不一定需要封锁机制。此外，由于数据量较少，索引也相应减少，一些传统的查询优化技术也变得不太重要，所以移动式数据库与典型的数据库差别还是较大的。因此，对数据库就有三个基本要求：

　　第一，在普适计算设备上安装一个系统开销低的小型数据库管理系统，用于在本地存取信息。由于设备通常很小，数据库管理系统必须要比目前更小才能适合这些设备。

　　第二，在软件的分布、数据备份和恢复、移动存取等方面，要具备高效、实时的数据复制能力。保证移动设备上的数据与企业数据库中的数据同步，因此，对数据库的备份和恢复、分布式数据库管理等方面都有特殊要求。

　　第三，普适计算也与电子商务紧密联系在一起，那些电子商务应用程序要求能够交流、存取信息。

　　IBM的DB2数据库移动版本是一套比较成熟的普适计算数据库产品，安装在移动设备上时，提供了一系列的功能选项供用户选择，除了创建表、插入、删除、修改、查询、排序、主关键字、索引和连接操作等数据库核心功能外，其它扩展

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