泛计算 Pervasive computing

泛计算 Pervasive computing pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:1 edition (2002年10月1日)
作者:Friedemann Mattern
出品人:
页数:298
译者:
出版时间:2002-12
价格:497.20元
装帧:平装
isbn号码:9783540440604
丛书系列:
图书标签:
  • 泛计算
  • 普适计算
  • 物联网
  • 嵌入式系统
  • 移动计算
  • 无线传感器网络
  • 人机交互
  • 分布式系统
  • 边缘计算
  • 智能环境
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具体描述

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This book constitutes the refereed proceedings of the First International Conference on Pervasive Computing, Pervasive 2002, held in Zürich, Switzerland in August 2002.

The 20 revised full papers presented together with an invited paper were carefully reviewed and selected from a total of 162 submissions. The papers are organized in topical sections on system design; applications; identification and authentication; models, platforms, and architectures; location and mobility; and device independence and content distribution.

泛计算 Pervasive Computing:构建无缝智能环境的基石 《泛计算 Pervasive Computing》 深入探讨了泛计算(普适计算)这一跨越计算机科学、人机交互、物联网和人工智能的综合性前沿领域。本书旨在为读者提供一个全面且深入的视角,理解如何将计算能力融入到我们日常生活中的每一个角落,从而实现真正意义上的“无处不在的智能”。 本书的结构围绕泛计算系统的核心要素展开,从理论基础到实际应用,再到未来挑战,构建起一个清晰的学习路径。 第一部分:泛计算的基石与演进 本部分首先界定了泛计算的概念,将其与传统的桌面计算和移动计算进行区分,强调其核心在于环境感知、上下文理解和主动服务。 1.1 泛计算的历史脉络与哲学基础 追溯施耐德(Mark Weiser)提出的“无形计算”愿景,深入分析泛计算如何从概念走向实践。探讨其背后的哲学思想——技术应当退居幕后,成为环境的一部分,而不是需要用户主动关注的焦点。这要求系统具备高度的自适应性(Adaptability)和上下文感知能力(Context Awareness)。 1.2 核心技术栈的剖析 泛计算的实现依赖于一系列关键技术的协同作用。我们详细解析了支撑这一愿景的底层技术: 传感器与执行器网络: 探讨不同类型的传感器(如环境光、温度、湿度、生物识别传感器)的工作原理、数据采集精度及其在分布式系统中的部署策略。同时,研究执行器(Actuators)如何响应计算决策,实现物理世界的干预。 网络与通信协议: 重点分析低功耗、高密度通信协议,例如蓝牙低功耗(BLE)、ZigBee、Thread以及新兴的无线网状网络(Mesh Networking)。讨论在异构设备之间实现可靠、低延迟通信的挑战与解决方案。 分布式计算模型: 介绍边缘计算(Edge Computing)和雾计算(Fog Computing)在泛计算架构中的作用,解释如何将计算能力推向数据源头,减少对中心化云平台的依赖,提升响应速度和数据隐私性。 第二部分:上下文感知与智能决策 泛计算的“智能”主要体现在其理解和响应环境变化的能力上。本部分聚焦于如何从海量的原始数据中提取有意义的“上下文信息”。 2.1 上下文建模与表示 详细阐述上下文信息的结构化方式。从经典的键值对模型到更复杂的本体论(Ontology)模型,解析如何利用形式化语言(如OWL)来描述人、物、环境之间的关系。讨论上下文信息的粒度(Granularity)和时效性(Timeliness)对系统决策质量的影响。 2.2 传感器数据融合与情境推理 这是泛计算的核心挑战之一。本书探讨了处理异构、不完整和噪声数据的技术: 数据融合算法: 介绍卡尔曼滤波、粒子滤波等概率方法,以及基于机器学习的主动融合策略,以提高环境认知的准确性。 推理引擎: 研究基于规则的系统(Rule-Based Systems)和基于概率图模型(如贝叶斯网络)的推理机制,阐述系统如何根据当前上下文推断出用户的意图(Intent Recognition)。 2.3 适应性用户界面(Adaptive UI) 讨论泛计算如何改变人机交互范式。界面不再是固定的屏幕布局,而是动态变化的。我们分析了如何根据用户的当前活动(Activity)、焦点(Focus)和环境光线自动调整信息呈现方式、输入模式(如语音、手势、触摸)和信息密度。 第三部分:泛计算的应用领域与系统设计 本部分将理论知识应用于具体的应用场景,并深入探讨构建大规模、可靠泛计算系统的工程实践。 3.1 智能家居与智慧社区 详细解析智能家居系统的架构,关注跨设备的互操作性(Interoperability)挑战。案例分析涵盖能源管理、环境健康监测和家庭安全自动化。在智慧社区层面,探讨大规模传感器网络的部署、数据管理和公民服务优化。 3.2 医疗健康与可穿戴设备 重点研究“泛医疗”(Pervasive Healthcare)。分析可穿戴传感器收集的生理数据(心率、活动量、睡眠模式)如何被实时处理,以实现早期疾病预警、慢性病管理和远程患者监护。讨论在敏感医疗数据处理中,如何平衡实时性与数据隐私保护。 3.3 工业物联网(IIoT)与智能制造 探讨泛计算技术在工业4.0中的应用,包括资产追踪、预测性维护(Predictive Maintenance)和生产流程的实时优化。强调在嘈杂、高风险工业环境中,系统的鲁棒性(Robustness)和安全性设计至关重要。 3.4 系统设计与部署的工程考量 资源受限设备的管理: 针对低功耗、有限存储和处理能力的嵌入式设备,探讨固件更新、能耗优化和任务调度策略。 安全与隐私保护: 这是泛计算面临的最大障碍之一。系统性地分析数据泄露的潜在途径,并详细介绍去中心化身份验证、差分隐私(Differential Privacy)技术在收集和共享环境数据时的应用。 第四部分:泛计算的前沿挑战与未来展望 本书的最后部分着眼于该领域亟待解决的重大问题和未来的研究方向。 4.1 可靠性与鲁棒性 在物理世界中部署的系统,其故障率远高于传统软件。深入探讨自愈合(Self-Healing)网络架构和故障容忍算法的设计,确保在部分传感器失效时系统仍能提供关键服务。 4.2 人类因素与伦理考量 泛计算的普及引发了关于“被监视感”和自主权丧失的担忧。本书审慎地讨论了透明度(Transparency)、用户控制权(User Control)和算法偏见(Algorithmic Bias)等关键伦理问题,并提出设计“以人为本的泛计算系统”的指导原则。 4.3 与前沿领域的融合 分析泛计算如何与新兴技术深度融合: 数字孪生(Digital Twin): 如何利用泛计算实时数据流来构建和维护物理实体的精确数字模型。 联邦学习(Federated Learning): 在保持数据本地化的前提下,利用分散的设备进行模型训练,是解决泛计算中大规模隐私问题的有效途径。 《泛计算 Pervasive Computing》 不仅仅是一本技术手册,它更是一份构建未来智能环境的蓝图。它要求读者跳出传统的界面思维,以一种更动态、更具情境化的视角来思考计算的本质和潜力。本书适合高等院校的计算机科学、电子工程、信息系统专业的学生及研究人员,以及致力于开发下一代物联网、智能环境和人机交互系统的行业工程师和架构师。

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读后感

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这本书的视角实在太独特了,它不像传统的技术书籍那样专注于枯燥的原理和堆砌代码,反而更像是一场深入人心的哲学思辨之旅。我原以为会看到很多关于传感器网络、物联网协议的细枝末节,但翻开后才发现,作者将焦点放在了“无处不在”这个概念的社会学和人类学意义上。读到关于环境智能如何潜移默化地重塑我们的决策模式时,我甚至感到一丝寒意,仿佛我们正在被一个温柔却无形的系统缓缓包裹。书中对“透明计算”的探讨尤其引人深思,它描绘了一个理想化的、用户完全感知不到技术存在的未来,但这背后隐藏的隐私权和个体自主性的消解,被作者用极其细腻的笔触描绘出来,让我不得不停下来,重新审视我手机屏幕上那些不经意的推送和建议。这种超越技术实现层面的探讨,使得这本书读起来更像是一部关于未来人类境遇的寓言,而不是一本技术手册。作者的文笔流畅而富有画面感,即便是对于非技术背景的读者,也能轻松跟上其思想的脉络,感受到那种扑面而来的未来感。

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这本书的结构安排简直是教科书级别的反套路,它没有采用那种清晰的“问题提出-技术阐述-解决方案”的线性逻辑。相反,它更像是一部由若干独立但又相互关联的随笔片段串联起来的艺术品。我特别欣赏作者在不同章节之间跳跃的叙事方式,比如前一章还在讨论嵌入式系统的能效比,下一章立刻就转向了对“数字幽灵”——即那些永远在线、不被我们主动调用的数据实体——的文学化描述。这种跳跃性使得阅读过程充满了惊喜,每次翻页都像是在探索一片未知的心理景观。特别是其中关于“情境感知”的章节,作者没有直接给出算法模型,而是通过一系列生动的日常场景重现,比如清晨咖啡机的自动准备和通勤路线的实时微调,来展现技术如何与我们的生物钟和习惯深度融合。这种将冰冷的技术概念“人化”的处理手法,是我近年来阅读技术类书籍中从未体验过的,它迫使读者从一个更具人文关怀的角度去理解技术变革的深层意义。

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我必须承认,这本书的阅读门槛比我想象的要高,但绝对是值得挑战的“高”。它不像市面上那些快速指南,提供立即可用的工具或框架。相反,它要求读者具备一定的抽象思维能力,因为它大量引用了后结构主义的理论视角来解构现代信息社会的构建逻辑。书中对“数据足迹”的分析,已经超越了简单的安全和隐私范畴,上升到了对个体身份构建的探讨。作者提出的“数字身份的流散”这一概念,让我对现代社交媒体上的自我呈现有了全新的认识——我们不再是一个统一的个体,而是散落在无数服务器和应用中的碎片化信息集合体。读到这部分时,我感觉自己像是一个站在巨大的、透明的蜂巢结构下方的观察者,看清楚了信息流动的纹理,却也为这种透明的代价感到不安。这本书更适合那些希望从宏观、思辨层面把握技术趋势的学者或深度爱好者,而不是急于了解最新API文档的工程师。

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这本书在语言运用上展现了一种罕见的文学气质,它完全摆脱了技术写作常有的僵硬和刻板,更像是散文诗或深度评论集。作者似乎对词语的选择有着近乎偏执的考究,每一个比喻都精准地击中了核心概念的本质。例如,当描述信息反馈的延迟对人类感知产生的影响时,作者使用了“感官的微小错位”这样的短语,一下子就将一个复杂的认知科学问题,转化为可以被直觉理解的微妙感受。我尤其喜欢书中对“技术中立性”这一老生常谈命题的彻底颠覆。作者并未简单地将技术视为工具,而是将其视为一种具有内在倾向性和权力结构的“中介者”。读完整本书,我感觉自己不仅仅是了解了一门技术领域的发展,更像是完成了一次对现代生活方式的深度解码。它成功地在理性分析和审美体验之间找到了一个绝佳的平衡点,让人读后久久不能平静。

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这本书最让我印象深刻的是它对时间维度的处理,它没有止步于描绘“当下”的智能环境,而是将笔触深入到过去和未来,形成了一种复杂的时间交织感。它没有采用那种激进的、预言式的口吻,而是用一种近乎历史学家般的冷静,回顾了早期人机交互尝试的失败教训,并将这些教训投射到当前的“万物互联”趋势中。例如,书中对早期“智能家居”概念的批判,揭示了技术过于自信地预设用户需求所导致的失败,这与今天无缝连接的系统形成了鲜明的对比和呼应。作者巧妙地运用了对比手法,使得读者能够清晰地看到技术成熟度背后的社会接受度的重要性。阅读过程中,我仿佛置身于一个时间隧道中穿梭,既能感受到早期极客们纯粹的理想主义,又能体验到当代技术普及带来的复杂伦理困境。这种对时间深度的挖掘,极大地丰富了本书的内涵。

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