移动计算概述选读PPT课件

.,1,内容目录,.,2,概述,.,3,什么是移动计算？,相关移动计算的定义利用移动终端通过无线和固定网络与远程服务器交换数据的分布计算环境称其为移动计算。移动计算是指使人们能够在任何时间和任何地方进行工作的技术和设备移动计算的关键是确保人们不论在任何地方、任何时间都可以工作，能够为他们提供一个无处不在的移动计算环境。移动计算指“网络中在一个节点开始的计算可移动到其它节点继续执行”的方法。,.,4,什么是移动计算？,移动计算狭义的定义可认为是：使用便携终端在流动中进行信息处理。这里所说的便携终端通常指体积小、重量轻、集成度高的便携机、手持电话、手持AV、数字摄像机、数码相机、便携游戏机等。,.,5,什么是移动计算？,问题对于“移动计算”并没有公认的标准的定义存在两种意义上的移动代码的移动设备的移动共同点在移动环境访问数据或者进行信息处理用户能够“在任何时间和任何地点”进行信息访问或/和处理,.,6,什么是移动计算？,SQLServer2005,WindowsXP,Socket通讯,Symbian/S60,我们的定义所谓移动计算,是指移动终端通过无线通信与其他移动终端或者固定计算设备进行有目的的信息交互.,.,7,什么是移动计算？,移动计算的三个要素移动终端无线通信信息交互,什么是移动计算？,移动终端的多样性庞大:轮船、飞机、汽车、坦克等微小：手表、手机等明显的：手机、笔记本电脑不明显的：嵌入式传感器,.,9,移动终端,.,10,什么是移动计算?,声波通信,无线接入网络,红外线通信,射频无线电通信,局域网,广域网,水声通信网络,红外线通信网络,BluetoothUMBZigbee,IEEE802.11xHomeRFHiperLAN,蜂窝网络,非蜂窝网络,GSM/GPRS/UMTSCDMA1X/CDMA2000TD-SCDMA,WimaxMesh,个域网,.,11,什么是移动计算?,信息交互移动计算总是针对特定的应用利用移动通信所进行的数据传输是为特定的应用服务,.,12,什么是移动计算?,再谈“移动计算”移动计算是构建在一个系统之上的移动终端往往只是这个系统的表象基于无线通信的信息交互是移动计算的关键更重要的是不去关心到底什么是“移动计算”，而是致力于研究和利用与移动相关的技术。,.,13,移动计算的历史发展,计算模型的四个阶段集中计算（Centralizedcomputing）分布式计算（Distributedcomputing）移动计算（Mobilecomputing）普适计算（Ubiquitous/PervasiveComputing）,.,14,移动计算的历史发展,前台客户端,移动计算的历史发展,集中计算始于上个世纪6070年代主机/终端模式集中存储、集中计算,移动计算的历史发展,分布式计算始于上个世纪8090年代主机性能提高缓慢、计算机网络的推动Web,C/S,P2P,Grid分布式计算无处不在,.,17,移动计算的历史发展,面临的问题,.,18,移动计算的历史发展,移动计算始于上世纪90年代受到无线通信技术的推动办公、娱乐、军事,.,19,面临的问题,移动计算的历史发展,移动计算的历史发展,普适计算始于上世纪末，兴于本世纪初追求的是一种“消失的技术”依赖于智能技术的发展智能空间,.,21,“移动计算”概念回顾,三个要素系统的观点移动计算是一个系统的功能,移动终端,无线通信,有目的的信息交互,移动计算,.,22,“移动计算”概念回顾,发展的观点,集中式计算,分布式计算,移动计算,.,23,应用前景,移动办公,移动电子商务,移动教育,移动休闲与娱乐,军事应用,其他应用,应用前景,移动办公交警查询违章车辆记录并进行处罚巡警核对网上追逃信息公司老板随时批阅文件警力定位与合理调度,应用前景,移动电子商务手机支付手机测量手机门票,应用前景,移动教育移动学习移动课堂移动(匿名)提问,应用前景,移动休闲与娱乐移动手机电视移动图书馆移动在线游戏,应用前景,军事应用数字士兵移动战术网络协同攻击系统,应用前景,其他应用抢险救灾野外探险位置查询,.,30,移动计算系统模型,.,31,移动计算系统模型,移动终端无线通信基站、交换机、接入点、光缆后台服务系统应用服务器数据库服务器,.,32,移动计算系统模型,.,33,.,34,问题与挑战,移动计算问题与挑战的来源无线通信移动性便携性,.,35,频繁断接,断接是指无线通信链路的中断出现原因多种多样信号干扰信号覆盖信号屏蔽,无线通信引发的问题与挑战,频繁断接带来的问题,解决频繁断接的问题,服务中断想象一下你在银行取款时“网络中断”的情景性能下降TCP协议的窗口调整,追求断接的透明性技术手段包括缓冲、协议改造,.,36,无线通信引发的问题与挑战,低带宽,相对于有线通信而言802.11:54MbpsGPRS:171.2KbpsLAN:100M1000M,低带宽带来的问题,解决低带宽的问题,服务类型的限制(Streaming)通信协议的限制,提高带宽的利用率使用压缩、请求合并、数据预取、缓存回写等技术手段更高层次上的方法是改善通信调度算法,.,37,无线通信引发的问题与挑战,带宽波动,带宽不稳定（可能相差几个数量级）跟无线信号易受到干扰或者信号强弱变化有关误码率的变化直接导致了带宽的波动,带宽波动带来的问题,解决带宽波动的问题,服务质量(QoS)无法保证限制了服务类型（如VoIP、移动电视）,降低带宽波动对应用的影响使用自适应QoS等技术手段,.,38,无线通信引发的问题与挑战,异构网络,GSM/CDMA,WiFi,IrDA,BluetoothLAN,异构网络带来的问题,解决异构网络的问题,网络服务的选择网络切换网络连接的中断,屏蔽网络的异构性软件技术移动计算中间件&硬件技术基础设施解决&端系统解决,.,39,开放介质信号易于截获、窃听,安全威胁,使用调频、加密技术通信专家的职责,解决方法,无线通信引发的问题与挑战,移动性引发的问题与挑战,地址迁移,不同网络IP地址切换异构网络不同地址类型切换,地址迁移带来的问题,解决地址迁移问题,连接中断,移动IP,.,41,移动性引发的问题与挑战,位置依赖,网络中一些信息是与之相关的，如路由器地址、所在地区等,位置依赖带来的问题,解决位置依赖问题,位置依赖信任的配置问题手动配置impossible,动态配置“位置相关”服务,.,42,移动性引发的问题与挑战,移动透明与隐私保护,移动性应该对用户透明这需要软件系统对用户的位置等情况完全掌握而这些信息涉及到个人隐私,带来的问题,问题解决,两种要求的相互制约鱼与熊掌不可兼得利与权的平衡,应用相关合理的策略法律的规定,移动透明与隐私保护,移动透明与隐私保护,.,43,便携式引发的问题与挑战,电池供电,重量vs.电量,电池供电带来的问题,解决电池供电的问题,不能持续工作可能导致数据丢失,软硬件节能设计改进电池无线充电,用户接口受限,屏幕小(如Nokia60系列)输入方式受限(数字键盘、手写笔、触摸屏),用户接口受限带来的问题,解决用户接口受限问题,展示度不够交互不方便,合理的程序设计更高级的人机交互方式更高级的显示方式,便携式引发的问题与挑战,.,45,计算及存储能力,CPU存储器,带来的问题,问题解决,算法上的限制（时间复杂度与空间复杂度）数据存储上的限制软件自身大小的限制,压缩更有效的算法设计提高代码的空间效率,便携式引发的问题与挑战,.,46,便携式引发的问题与挑战,数据风险,容易丢失和损坏,数据风险带来的问题,解决数据风险问题,显而易见的,数据同步技术数据加密存储与访问控制,.,47,.,48,主要技术,.,49,主要技术,无线通信技术解决无线介质中的数据传输问题蜂窝：GSM/GPRS,CDMA,WCDMAWWAN:WiMAX,MeshWLAN:802.11,HomeRFWPAN:Bluetooth,Zigbee,UWB,.,50,主要技术,移动终端技术解决移动应用的终端设备问题嵌入式硬件平台嵌入式OS移动互联技术解决移动终端之间的互联互通问题MobileIP无线TCP各种网络协议,.,51,主要技术,移动应用技术提供各种应用系统及应用支撑系统移动中间件移动数据库其他关键技术节能技术安全保障,.,52,MEMS传感器技术,.,53,iPhone,iPhone凭借出色的触摸屏和采用加速计而大受欢迎iPad更多的应用,53,.,54,任天堂的Wii,54,微软在E3展上对外公开ProjectNatal,.,55,例如，Wii的MotionPlus附件能很准确地跟踪玩游戏的人的动作，甚至手腕轻轻拧一下或者身体稍稍转一下都可以被准确地复制在电视机屏幕。用一个手轻轻地对数字电视机的遥控器做动作比如甩、抖、转、刺等就可以很快地选择或者滚动菜单，找到电视节目、电影、音乐和购物等，无需去摁许多不同的按钮。,.,56,56,MEMS简介,MEMS是英文MicroElectroMechanicalSystems的缩写，即微电子机械系统。微电子机械系统(MEMS)技术是建立在微米/纳米技术基础上的21世纪前沿技术，是指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制