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新世代网络运算 - Mobile Computing
 

【作者: 程裕翔】2003年08月20日 星期三

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在传统集中式的计算机网络数据管理下,速度与效率是一大问题,不过随着科技不断地演变创新,这种集中式的网络运算也慢慢地开始转为更有效率的分布式管理,而行动运算(Mobile Computing)的技术则是将分布式管理达到更高效能的一个关键。


目前可携式的终端设备,如Notebook、手机或PDA等,皆朝着无线上网的趋势发展,这也为Mobile Computing塑造了实用性与便利性。利用Mobile Computing的技术不但可以使企业与企业之间的网络通讯更为紧密,更可以提升工作的效能与速度,让企业能够达到最高的效益。


分析师预测在2004年时,Mobile Computing的相关产品市场将会达到七百亿美元,其中包括无线数据传输、行动通讯、应用软件、系统整合与其它的相关产品,而据CIBC世界市场调查公司预估,在2004年时,单是无线传输这一块区域的产值就超过两百四十五亿美元,由此可见Mobile Computing的市场潜力有多么大。


Mobile Computing 的环境与架构

在网络蓬勃发展的今天,人手一台计算机已是稀松平常的事。但是在未来,无线网络开发商不但会把计算机融入在个人的日常生活里如汽车、房间、工具、家电产品,甚至是衣服里,并且透过无线网络的技术将个人的生活与世界串连起来。


Mobile Computing最大的特色就是可以随时随地与系统做一个数据性的存取动作,在使用的方面上可以分为两类,第一类是在有线网络的架构下,使用无线的周边装置来做数据的互通,例如PDA利用Bluetooth或红外线经由Client端的计算机系统,与数据库进行数据传输的动作。第二类是在无线网络的环境下,使所有的设备与数据库架构成一个完整的无线网络架构;目前不论是无线广域网(WWAN)的GPRS标准,或无线局域网络(WLAN)的Wi-Fi(IEEE 802.11)标准等,都提供无线通信的传输环境,不过在应用的普及性上仍待拓展。


Mobile Computing可说是分布式系统技术的延伸,而由Mobile Computing本身也延伸出不少的相关技术,正被研究机构广泛地讨论著,如Ubiquitous Computing、Pervasive Computing、Ambient Intelligence等,这些相关技术的发展可能开创新一代的无线通信模式,值得关注。


Mobile Computing的系统概略

Mobile Computing架构的核心,当属行动运算应用服务器(Mobile Computing Application Server;简称为MCAS或MAS),而MCAS的功能在于建立系统间的Application阶层、维持Presentation 阶层的联系、加强Transaction阶层的容错能力,和管理Application程序接口阶层。


一个完整的MCAS有三道流程,第一道流程是让Client的员工能接收到公司内部的数据;第二道流程是通讯方式与接口的沟通,如Wireless Internet与Web Server间的串接方式等;第三道流程是将第二道流程的端点与公司内部的服务器或数据库。我们可以从(图一)了解到MCAS完整的流程。



《图一 MCAS完整流程图》
《图一 MCAS完整流程图》

Mobile Computing应用方面的问题

随着行动设备的普及和无线通信标准的提升,个人行动上网将逐渐在现实生活中实现,但要落实以企业商务运算为主的Mobile Computing模式,从硬件、软件到传输通讯上,仍有一些问题需要解决或是处理。


通讯漫游瓶颈

首先是通讯方面的问题。目前无线网络有着许多的限制,最主要的是低带宽与不同无线网络标准间漫游的问题。


无线网络的带宽至今只能到54Mbps,而有线网络早已发展到超过1Gbps的速度了,因为低带宽的关系,无线网络也会随着地点的不同以及用户不断移动的因素,使得网络多少会受到一些干扰,有时甚至可能会造成断线的状况。


室内外所使用的网络协议不一致也是问题之一,通常在室内会使用802.11系列的通讯协议,但在室外则是使用GSM等通讯协议,在两者间并行漫游的问题并不易解决。除此之外,用户还有认证、服务权限和授权等问题存在,所以要先解决此一问题,就必需要整合出一套完善的无线网络通讯系统出来。


硬件设计规划

再来就是硬件方面的问题。一般而言无线网络的硬设备如Notebook、PDA或手机等,无不耗费庞大的电力来运作,要如何使电池有更长效的使用时间以及让运算芯片和无线通信芯片拥有更省电的机制,这些都是需要克服的难题。


在硬件开发的方面可以分为三层架构,最上层为各厂商所研发的Mobile Computing应用程序架构,在这一层只需要注重于应用程序的运用,并不用担心无线网络间的问题。中层为应用程序与底层架构的中介点,负责整合应用程序与底层架构的通讯传输,通常是靠一些中介软件来进行整合。最底层的就是无线网络的基本服务,例如通讯协议、规格标准、技术与服务质量等,而常见的无线网络标准则有WLAN、Wireless Loop、GSM等,甚至范围最广的卫星网络也是基本服务之一。


著名的Mobile Computing新技术与产品

目前有不少的厂商致力于开发新的Mobile Computing技术与产品,例如Intel、Sybase、Oracle、Sun Microsystem和HP等大型开发商,其中较为人知的硬件部份为Intel Centrino技术,以及软件部份为Sybase所研发的My AvantGo与iAnywhere产品。


Intel Centrino

目前Intel为了改进Notebook的Mobile Computing功能,推出了一款名为Centrino的Mobile Computing技术,这种技术是结合了Intel 855芯片组家族、Intel PRO/Wireless 2100网络联机技术和Intel Pentium M处理器三种组件的特色进而达到优化电源的系统总线、微处理作业的融合(Micro-Ops Fusion)和专属的堆栈管理员(Dedicated Stack Manager),这些工具可以快速执行指令集并节省电力。Centrino不但整合WLAN的技术,也解决了通讯方面的问题,而CPU的省电装置更解决了长效能使用方面的问题。


《图二 Intel Centrino的标记》
《图二 Intel Centrino的标记》

Sybase My AvantGo与iAnywhere

Sybase为了要提升Mobile Computing的实用性,推出My AvantGo与iAnywhere的系列产品。iAnywhere是一个将WLAN、WWAN与因特网整合在一起的作业软件,简单来说就是一个无线网络的服务器。iAnywhere服务器能有效管理公司内部的无线网络系统,并能使Wireless e–Business或m–Business达到最大的效能,iAnywhere同时可以与一些知名的数据库整合,如微软的SQL Server和Oracle的数据库等。


Sybase的My AvantGo是无线网络的终端系统软件,用户在其手机、PDA或Pocket PC上安装My AvantGo后,便可以与无线网络服务器联机,除了可经由服务器达成与数据库的即时消息交换外,也可以浏览网页或是收发EMAIL等。


《图三 My AvantGo的手机接口》
《图三 My AvantGo的手机接口》

Mobile Computing的愿景与相关研究计划

目前研究发展Mobile Computing的企业、组织团体可说是不胜枚举,在这里先介绍几个知名企业的愿景与研究机构的计划。


NEC的愿景

日本的计算机大厂NEC最近在Mobile Computing的议题上发表了许多的发展计划与愿景。NEC将Mobile Computing的产业分为七大部份,即行动多媒体、行动信息、行动资通讯、关键零组件、行动产品市场、操作系统与应用软件作业环境,以及WLAN与W–Internet整体应用环境发展。就目前这七项分类,NEC打算在未来发展出一套超越时间与距离的新一代Mobile System。


NEC当前的三大愿景为加强Mobile Computing的基础建设、从Mobile Computing的服务发展出一条附加价值的商务链,和提供以Mobile Computing为主的解决方案。由此可见,NEC多么地重视Mobile Computing这个市场。


Oxygen活氧计划

目前人类与计算机的关系是建立在人类需要适应计算机环境的架构上,不过活氧计划则是将目前的状况完全地反转过来,即是让计算机退到幕后,并可以感知用户的所处的环境与想法,进而提供用户所需要的帮助。用户只需要带个PDA或是笔记本电脑,而这些计算机又建立了周遭环境的数据,那么用户就可以利用语音或手势与计算机做直接的沟通,并达成用户的构想与意图。不过要达成这个目标,还需要影音、语音辩识系统与平台,或自动化的技术等,将计算机建构成一个人性化的工具,如此可以将Mobile Computing的技术应用在人类与计算机之间。


Aura计划

Aura计划是建构出一个以用户为主体,将计算机及网络设备架构成一个光环的形式环绕在用户周围,进而让用户能够在一个完全计算机化的环境里工作。在这种环绕形式的计算机架构下,用户不论走到任何地方,都能透过网络与计算机紧紧地结合在一起。目前该计划的研究人员将从个人的形式开始着手研发,并将此一雏型计划命名为Personal information aura,意即个人信息光环。这道光环里将包括穿戴式计算机、手持式装置、桌面计算机,以及一些基础架构供用户应用。如此一来,Aura计划可以轻易将行动运算应用在人与计算机之间。


Easy Living计划

Easy Living计划是希望能够开发一个智能型的环境出来。计算机透过传感器的侦测,将装置与人之间的互动关系清楚的表示出来,当用户走到任何一个装置前,所有的工作桌面与需求都会立刻在装置上出现,而且环境中的每一项装置都具有这样的功能,让用户身处在一个随时随地都可以工作的环境里,完全将行动运算所需理念表达出来。


结论

Mobile Computing已不再是一个理想,而是现代行动商务所不能或缺的一个标准架构。在我们的印象里,传统的Sales都是拿着一个公文包到处谈生意,而在Mobile Computing实体化地应用在行动商务后,这种传统的景象将不复见,取而代之的是这些Sales都拿着一个笔记本电脑、PDA或手机到世界各地谈生意。


假如公司的每个Sales都拥有一台随时与公司数据库联系的PDA或手机,那么无论在何时或任地与客户谈生意,都可以轻易地从公司的数据库中调阅出相关的数据给客户观看,而不用再带着一堆数据报表到处跑,如此一来,可以让行动商务更为落实而简便。


延 伸 阅 读
英特尔(Intel)将于2003年3月12日在全球正式发表「迅驰(Centrino)」行动运算平台,包括有中央处理器(CPU)、计算机芯片组,以及无线网络芯片,强调轻薄、低耗电与行动无线通信三大特性。就无线通信而言,显示出笔记本电脑(NB)领域将成为无线局域网络(WLAN)的新市场。本文从WLAN角度,观察NB内建WLAN之发展以及对厂商的影响,请见「从Centrino看WLAN产业变化」一文。
五万元以上中高阶笔记本电脑,进入无线上网时代,在低价笔记本电脑进入混战时期,IBM推出ThinkPad T、X、R系列,多款内建英特尔迅驰行动运算技术的中高阶NB;戴尔计算机的企业级迅驰NB更标榜「完美保固」,即使保固期间泡水也能修到好,你可在「无线上网成高阶NB主要诉求」一文中得到进一步的介绍。
快迎向「后PC时代」,信息产业终于有机会能摆脱WinTel主宰的架构,利用半导体、通讯及软件的技术,透过因特网的蓬勃发展,以新的产品来满足广大消费者的需求。传统消费性电子产品大厂、计算机大厂、通讯大厂等不同领域的众多厂商,都以因特网为核心,推出其信息家电型的产品,希望藉由新的产品来满足不同的市场需求,信息产业市场的盛况可谓空前。 迎向后PC时代看PDA发展 」一文有详细的介绍 。 

相关组织网站
美国华盛顿大学对Mobile Computing的研究报告网站
IEEE对Mobile Computing的研究报告网站
PAO FreeBSD论坛网站
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