文｜鄭偉農(nóng)

簡(jiǎn)介

移動(dòng)計(jì)算是信息技術(shù)發(fā)展中正在怒放的一朵技術(shù)之花，我們正在步入一個(gè)全民移動(dòng)計(jì)算的時(shí)代。那什么是移動(dòng)計(jì)算（Mobile Computing）？目前還沒有公認(rèn)的嚴(yán)格的定義。筆者認(rèn)為，利用現(xiàn)代無線通信技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互和處理均叫做移動(dòng)計(jì)算。移動(dòng)計(jì)算是無線通信及計(jì)算機(jī)技術(shù)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域，被認(rèn)為是對(duì)未來具有深遠(yuǎn)影響的四大信息技術(shù)之一。

從移動(dòng)計(jì)算定義來看，移動(dòng)計(jì)算要包含以下要素，1、無線通信。2、移動(dòng)設(shè)備。3、數(shù)據(jù)的交互和處理。

無線通信

顧名思義，一切不通過有形介質(zhì)進(jìn)行信息交互的都叫無線通信。目前主要的無線通信信息載體有聲波（超聲波）、無線電磁波等，本文所述用于無線通信的主要指無線電磁波、微波和紅外線。按通信方式可分為衛(wèi)星通信、廣播、射頻無線電（含蜂窩電話、Wi-Fi、藍(lán)牙）、紅外、微波等。按無線信號(hào)覆蓋范圍可分為無線全球網(wǎng)（WGAN）、無線城域網(wǎng)（W M A N）、無線局域網(wǎng)（WLAN）和無線個(gè)域網(wǎng)（WPAN）。

從1901年意大利人馬可尼第一次使用無線電發(fā)報(bào)至今，無線通信技術(shù)可謂日新月異，移動(dòng)計(jì)算也正因?yàn)闊o線通信的進(jìn)步，特別是智能手機(jī)的普及而快速發(fā)展。摩托羅拉公司于1983年建成第一個(gè)實(shí)用的使用第一代（1G）無線射頻技術(shù)的蜂窩移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)。上世紀(jì)90年初期開始了第二代（2G）通信技術(shù)的研究，1996年歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)提出了GSM Phase 2+標(biāo)準(zhǔn)，這就是現(xiàn)在大部分國(guó)家仍在使用的GSM 900／1800標(biāo)準(zhǔn)。GSM Phase2+ 標(biāo)準(zhǔn)采用了密集的頻率復(fù)用、多復(fù)用結(jié)構(gòu)、智能天線、雙頻段等技術(shù)，有效地克服了隨著業(yè)務(wù)量劇增所引發(fā)的GSM系統(tǒng)容量不足的缺陷。在GSM基礎(chǔ)上又發(fā)展起來的GPRS／EDGE技術(shù)，數(shù)據(jù)傳送速率可達(dá)115／384Kbit／s。當(dāng)功能強(qiáng)大的智能無線終端設(shè)備出現(xiàn)后，人們已經(jīng)不滿足于簡(jiǎn)單的發(fā)送短消息（SMS）、彩信，或者通過無線通訊協(xié)議（WAP）網(wǎng)上沖浪，豐富多彩的多媒體應(yīng)用和隨時(shí)隨地的無線寬帶接入成為當(dāng)務(wù)之急。于是，國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)在2000年5月就確定了W-CDMA、CDMA2000和TDSCDMA三大主流3G無線通信標(biāo)準(zhǔn)。3G尚未普及，人們就已經(jīng)開始籌劃4G技術(shù)了，其中長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）和全球互通微波接入（WiMax）無疑代表了4G通信技術(shù)發(fā)展的未來。LTE和WiMax的目標(biāo)是提高數(shù)據(jù)下載和上傳速度分別可達(dá)100Mbps和50Mbps以上。它可以承載高清晰度電視（HDTV）的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，兼容的互?lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）數(shù)據(jù)包交換及支持IPV6。

無線通信主要為移動(dòng)設(shè)備提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)交互能力，現(xiàn)在的無線通信經(jīng)過多種復(fù)用技術(shù)，傳輸帶寬越來越大，速度越來越快。并且比以往更加注重?zé)o線通信的安全性和可靠性，強(qiáng)調(diào)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)特別是互聯(lián)網(wǎng)的支持，無線設(shè)備IP化乃大勢(shì)所趨。

移動(dòng)計(jì)算設(shè)備與應(yīng)用

移動(dòng)計(jì)算已經(jīng)融入我們生活的方方面面，從國(guó)防軍事、航空航天、交通運(yùn)輸、能源化工、金融保險(xiǎn)、教育科研、衛(wèi)生保健、采礦制造等等無處不在。

移動(dòng)計(jì)算（Mobile Computing）是涉及多種信息技術(shù)的交叉學(xué)科，是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的集大成者，有關(guān)移動(dòng)計(jì)算的各種新的研究和應(yīng)用可謂層出不窮。移動(dòng)計(jì)算是一系列特定應(yīng)用的總稱，它涉及無線通信和信息處理所需的所有標(biāo)準(zhǔn)和軟、硬件設(shè)備。本文試圖從移動(dòng)計(jì)算的歷史角度，回顧無線通信、移動(dòng)設(shè)備、移動(dòng)平臺(tái)及與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)、并行計(jì)算、計(jì)算機(jī)安全等的聯(lián)系的發(fā)展，厘清溯源，展望未來。

士兵可以通過GPS（全球定位系統(tǒng)）隨時(shí)了解自己的戰(zhàn)斗位置；雷達(dá)站可以將敵情通過信息共享數(shù)據(jù)鏈發(fā)送給任何一架正在執(zhí)勤的戰(zhàn)斗機(jī)；森林、海洋、天氣以及地震實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；酒店服務(wù)員使用PDA（掌上電腦）方便的下菜單；你可以隨時(shí)隨地通過手機(jī)將自己的照片發(fā)布到微博上；記者們可以在新聞現(xiàn)場(chǎng)使用數(shù)字DC、DV做到即拍即發(fā)；超市的員工使用手持無線設(shè)備掃描磁條進(jìn)行出入庫(kù)或結(jié)賬；你可以隨時(shí)使用EDA（企業(yè)便攜電腦，Enterprise digital assistant）處理繁忙的公務(wù)等等。

移動(dòng)計(jì)算甚至改變了人們的一些生活習(xí)慣。Facebook，Twitter等社交網(wǎng)絡(luò)在年輕人中間風(fēng)靡。門戶網(wǎng)站、谷歌成為年輕人獲取新聞的主要途徑。博客，Instagram（iPhone上的照片共享應(yīng)用），YouTube（互聯(lián)網(wǎng)視頻共享應(yīng)用）成為年輕人娛樂和表達(dá)自己的地方。

我們看到，移動(dòng)計(jì)算應(yīng)用的領(lǐng)域是多么廣泛，各種各樣開發(fā)無線移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的公司雨后春筍般大量涌現(xiàn)，如GPS導(dǎo)航，OnStar系統(tǒng)（美國(guó)通用公司推出的車載無線服務(wù)系統(tǒng)）、高清晰無線廣播（HDR）等。令人眼花繚亂的移動(dòng)計(jì)算設(shè)備只有我們想不到，沒有用不到的地方來形容。移動(dòng)計(jì)算設(shè)備朝著體積更小、更薄，重量更輕，便于攜帶的方向發(fā)展，其運(yùn)算速度更快，功能器件的集成度更高。特別是智能移動(dòng)計(jì)算設(shè)備和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合后，行業(yè)普遍認(rèn)為手機(jī)將成為“下一個(gè)PC”。筆者認(rèn)為，越來越強(qiáng)大的智能移動(dòng)計(jì)算設(shè)備會(huì)淡化與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)之間的界限，但是，智能移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的將來遠(yuǎn)比PC要精彩。

移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)

移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)包括硬件平臺(tái)與操作系統(tǒng)軟件平臺(tái)兩部分。

硬件平臺(tái)主要討論移動(dòng)終端，以及硬件的“心臟”——處理器。

Intel和AMD作為傳統(tǒng)PC處理器的霸主，在移動(dòng)電腦（Laptop）處理器上占據(jù)著絕對(duì)的份額，而Apple因?yàn)镸ac Pro擁有一批鐵桿追隨者。當(dāng)智能移動(dòng)設(shè)備來襲時(shí)，特別是智能手機(jī)和平板電腦所用處理器，基于ARM架構(gòu)的高通、三星和德州儀器在手機(jī)處理器上遙遙領(lǐng)先，Apple憑借在iPhone和iPad的神話也推出自己的基于ARM架構(gòu)的處理器。Intel和AMD不甘ARM一家獨(dú)大也積極發(fā)展智能移動(dòng)設(shè)備處理器。

在智能移動(dòng)設(shè)備上，Apple無疑占據(jù)著平板電腦王者的位置，三星的平板緊追其后。手機(jī)上三星，LG，Apple，HTC基于Google Android平臺(tái)的聯(lián)盟領(lǐng)先Apple iPhone市場(chǎng)占有率，但是近期Apple在和三星專利技術(shù)交鋒中大勝，預(yù)計(jì)未來市場(chǎng)份額還會(huì)大幅上升，這將對(duì)三星等使用Android平臺(tái)的手機(jī)產(chǎn)生巨大沖擊。

而在移動(dòng)計(jì)算操作系統(tǒng)平臺(tái)上，移動(dòng)電腦還是Microsoft 操作系統(tǒng)的天下，但似乎越來越多的人開始選擇Apple的Mac Laptop。在手機(jī)和平板電腦上，Google Android開放平臺(tái)占據(jù)著半壁江山，而Apple iOs憑借終端市場(chǎng)位居第二，PC操作系統(tǒng)霸主Microsoft如夢(mèng)方醒，憑Windows Phone 8開始發(fā)力，三星Bada和BlackBerry OS也勵(lì)精圖治，而曾經(jīng)的輝煌Nokia則苦守Symbian Anana。

移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)變成了IT行業(yè)巨頭角力的戰(zhàn)場(chǎng)，誰勝誰負(fù)還很難預(yù)料。智能移動(dòng)計(jì)算設(shè)備行業(yè)亂象的背后，帶來了更快、更強(qiáng)的平臺(tái)，帶給人們更多的選擇，也促進(jìn)了智能移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的大發(fā)展。

移動(dòng)計(jì)算的未來

手機(jī)設(shè)計(jì)之初僅僅是為了人們打電話，但是當(dāng)攝像頭、陀螺儀、水平儀、GPS，收音機(jī)，高保真的音頻播放，強(qiáng)大的圖形處理功能等成為手機(jī)的標(biāo)配時(shí)，誰還會(huì)覺得iPhone在Siri上的嘗試是多余的呢？

我們來看看移動(dòng)智能設(shè)備的即將實(shí)現(xiàn)的功能和未來熱點(diǎn)研究方向：

★ 對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)的支持。國(guó)內(nèi)目前正在推進(jìn)TD-LTE、FDD LTE兩大4G標(biāo)準(zhǔn)；

★ 對(duì)HTML 5標(biāo)準(zhǔn)的支持。HTML 5因移動(dòng)多媒體應(yīng)用而生，其標(biāo)準(zhǔn)正在緊鑼密鼓的準(zhǔn)備出臺(tái)，但目前還存在一些問題，HTML 5的成熟還需假以時(shí)日；

★ 移動(dòng)云計(jì)算。移動(dòng)云計(jì)算非常適合物聯(lián)網(wǎng)方面的應(yīng)用。將來的移動(dòng)設(shè)備會(huì)提供更加強(qiáng)大的云計(jì)算平臺(tái)以及更豐富的云計(jì)算應(yīng)用；

★ 更多的電子商務(wù)應(yīng)用。已經(jīng)有很多手機(jī)支付的成功案例，移動(dòng)智能設(shè)備會(huì)越來越多的應(yīng)用到需要身份識(shí)別和安全認(rèn)證的場(chǎng)合；

★ 對(duì)IPV6的支持。移動(dòng)設(shè)備全面擁抱計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)；

★ 更高的安全性。目前移動(dòng)設(shè)備的安全形勢(shì)不容樂觀，許多人還沒有認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，未來的移動(dòng)計(jì)算設(shè)備需要提供令人放心的安全使用環(huán)境；

★ 更人性化的人機(jī)交互（HCI）。蘋果的成功告訴大家，用戶體驗(yàn)很重要；

★ 移動(dòng)智能設(shè)備更“智能”。人工智能有望在移動(dòng)設(shè)備中大展身手；

★ 應(yīng)用的多少?zèng)Q定客戶的選擇。如果在平臺(tái)層面決不出勝負(fù)的話，那么移動(dòng)應(yīng)用的豐富程度則決定了用戶的多少。對(duì)個(gè)人用戶而言，娛樂應(yīng)用遠(yuǎn)比辦公應(yīng)用重要；

★ 更多接入方式。支持衛(wèi)星、紅外線等通信方式，目標(biāo)是在任何場(chǎng)合下都能滿足人們信息交互的需要，哪怕是你到南極看企鵝；

★ 更多傳感元器件的集成。用手機(jī)遙控家里的電視機(jī)，調(diào)整空調(diào)溫度，啟動(dòng)汽車，iPhone正在做這些事情。人們將來要問，手機(jī)還有什么不能做？

移動(dòng)計(jì)算是新興的、蓬勃發(fā)展的信息技術(shù)，移動(dòng)計(jì)算的普及將極大促進(jìn)相關(guān)信息技術(shù)的發(fā)展，而技術(shù)的發(fā)展又促進(jìn)移動(dòng)計(jì)算的普及。雖然移動(dòng)計(jì)算還存在諸如安全、潛在的健康等亟待解決的問題，但移動(dòng)計(jì)算已經(jīng)對(duì)我們的生活產(chǎn)生巨大的影響，它照亮了人類活動(dòng)的各個(gè)角落，讓我們一起憧憬移動(dòng)計(jì)算美好的未來。