以人为中心—普适计算带来的应用变革

时操作系统的发展；而桌面计算模式则带动了个人操作系统、图形用户界面、多媒体等技术的发展。同样地，普适计算势必要求发展与其相适应的计算机科学理论和技术，而这绝不是对目前桌面计算模式孕育的现有理论和技术的简单线性扩展，因为现有的计算机技术还存在一些不足，因此难以满足普适计算模式的要求。

不足之一:以计算机为中心而不是以人为中心。

在桌面计算模式下，计算机占据主导地位，从某种程度上说，人是计算机的"仆人"，这主要表现在以下三方面：第一，人必须主动使用计算机才能获得计算和信息服务；第二，人机之间的交互方式更适合机器而不是人;第三，人必须处理各种计算任务的细节才能获得所需结果，比如配置软件、硬件、记住数据的存放地点等。

然而，在普适计算时代，这种人机关系将是不可忍受的，因为到那时，人很可能需要同时面对数十台计算设备，如果每台机器都需要人投入如此多的精力，那么人的注意力将完全被计算设备而不是要完成的任务所占据。要知道，人的注意力与计算资源不同，它不受摩尔定律的支配，所以在普适计算时代，人的注意力将成为计算机科学需要关注的稀缺资源。计算机科学需要研究如何实现人机关系的逆转，使计算机真正成为人的"仆人"。

不足之二：计算资源是私有的，而不是共享的。

在桌面计算模式下，用户与计算机是一对一和直接占有的关系。此外，一台计算机的计算环境（所连接的设备、可利用的服务）是事先绑定和固定的，由此发展起来的各种计算机技术也都以此为隐含假设。而在普适计算模式下，计算资源和各种设备将趋向于公用和共享化，就像放在办公室里的纸和笔一样，谁都可以拿起来就用。为了充分地利用这些无所不在的服务和资源，计算机科学必须建立与之相适应的新计算环境模型，这种模型没有固定形态和边界，可以随着用户所在环境中可利用设备和服务的变化而动态调整，同时又能保证安全性和私密性。

不足之三：计算是固定的，而不是随时可移动的。

移动性的提高是人类文明进步的重要标志，但目前的桌面计算模式对移动性的支持甚少。这包括缺乏对任务上下文在不同计算环境中迁移的支持，以及缺乏对网络条件、计算能力、输入输出能力的变化和差异的处理机制。例如，尽管用户在办公室有一台PC、家里有一台PC和一台Pocket PC，但如果希望能在上下班的过程中连续地完成一个任务，却是一件十分困难的事情，它需要用户自己去关心网络配置、应用程序的启动／关闭、数据文件的拷贝或网络映射等底层细节。因此，为了满足普适计算的要求，真正实现任何地点、任何时间、任何设备访问任何服务和信息，就应把移动性作为一个基本因素进行考虑。

不足之四：应用程序缺乏互通性。

在程序中，功能层往往被隐藏在表示层之下，没有直接的对外接口，应用之间缺乏互相发现和利用其他应用程序的功能和服务的机制。为了完成一个任务，用户往往需要在多个设备上启动多个应用，然后分别与它们进行交互，以便把它们组织到一个工作流中，这种模式不适合普适计算。为了充分利用无所不在的计算资源和服务，应用程序在开发时就必须考虑到与其他应用程序和服务的交互，Sun公司的科学家曾预言："在普适计算时代，计算实体（设备、对象、服务、代理）之间自主的交互将超过由人直接驱动的交互，成为Internet上的主要数据流。"

新课题、新机会

简单地对桌面计算模式下的理论和技术进行线性扩展已经不能满足普适计算模式的要求，必须建立一整套与之相适应的计算理论和技术，包括硬件、网络、中间件、人机交互、应用软件等。通过国际上各研究团体几年的探索，普适计算模式中一些关键性的研究课题已经逐渐明确，包括以下一些：

课题一：开发针对普适计算的软件平台和中间件

主机计算时代研究的重点是多人如何共享一台计算机，如分时操作系统技术等；进入桌面计算时代，研究的重点转为桌面操作系统、多媒体技术等；而在普适计算时代，人们关注的是如何让多个计算实体（进程或设备）互相协作，共同为人类提供服务。屏蔽计算任务是由哪个计算实体具体执行的细节而展现出一个统一的服务界面，这是支持普适计算的软件平台和中间件研究要完成的任务。具体来说，这方面的研究内容包括：服务的描述、发现和组织机制、计算实体间通信和协作的模型、开发接口等。相应的研究项目和实验系统有MIT人工智能实验室的MetaGlue、CMU的Aura、UIUC的Gaia OS、Microsoft的In Conert等

课题二：建立新型的人与计算服务的交互通道