计算机的新技术

手机电脑 | 2015-06-03 14:09:00
摘要:  计算机新技术的发展日新月异。从现今的技术角度来说,在21世纪初将得到快速发展并具有重要影响的新技术有嵌入式计算机、云计算和中间件技术等。
  计算机新技术的发展日新月异。从现今的技术角度来说,在21世纪初将得到快速发展并具有重要影响的新技术有嵌入式计算机、云计算和中间件技术等。
  1.嵌入式计算机
  嵌入式计算机是指作为一个信息处理部件,嵌入到应用系统之中的计算机。嵌入式计算机与通用计算机相比,主要区别在于系统和功能软件集成到计算机硬件系统之中,也就是说,系统的应用软件与硬件一体化,类似于BIOS的工作方式。
  嵌入式系统应具有的特点是:要求高可靠性,在恶劣的环境或突然断电的情况下,要求系统仍然能够正常工作;嵌入式操作系统的实时处理能力可以满足许多应用的实时处理要求;嵌入式系统中的软件代码要求高质量、高可靠性,一般都固化在只读存储器中或闪存中,也就是说软件要求固态化存储。
  嵌入式系统主要由嵌入式处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及特定的应用程序等4部分组成,是集软硬件于一体的、可独立工作的“器件”,用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。
  在各种类型计算机中,嵌入式计算机应用最广泛,目前广泛用于各种家用电器之中,如电冰箱、全自动洗衣机、数字电视机、数字照相机等。
  2.云计算
  云计算(Cloud Computing)是一种基于因特网的超级计算模式,在数据中心成千上万台电脑和服务器连接成一片电脑云。云计算就是通过不断提高“云”的处理能力,进而减少用户终端的处理负担,最终使用户终端简化成一个单纯的输入输出设备,并能按需享受“云”的强大计算处理能力。因此,云计算可以让你体验每秒超过10万亿次的运算能力,拥有这么强大的计算能力可以模拟核爆炸、预测气候变化和市场发展趋势。用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中心,按自己的需求进行运算。
  最简单的云计算技术在网络服务中已经随处可见,例如搜索引擎、网络信箱等,使用者只要输入简单指令即能得到大量信息。
  目前,云计算即将进入我们的学习、生活和工作中。谷歌(Google)、微软(MS Office Live)等已经为用户提供了基于个人云计算平台的在线办公软件,能够提供在线文档管理、在线字处理、在线电子表格、在线演示文稿、在线相册等功能。
  随着云计算技术的广泛应用,在未来的世界里,我们只需要通过一台笔记本或者一个手机,就可以通过网络服务来实现我们需要的一切服务,甚至包括超级计算那样的高层次服务。
  3.中间件技术
  中间件(Middleware)技术是处于操作系统和应用程序之间的软件。人们在使用中间件时,往往是一组中间件集成在一起,构成一个平台(包括开发平台和运行平台),但在这组中间件中必须要有一个通信中间件,即中间件=平台+通信,这个定义也限定了只有用于分布式系统中才能称为中间件,同时还可以把它与支撑软件和实用软件区分开来。
  在中间件诞生之前,企业多采用传统的客户机/服务器的模式,通常是一台计算机当成客户机使用,运行应用程序,另外一台计算机当成服务器,运行数据库系统。这种模式的缺点是加剧了客户机和服务器的负担,其系统拓展性也比较差。到了20世纪90年代初,出现了一种新的思想:在客户机和服务器之间增加了一组服务,这组服务(应用服务器)就是中间件。这些组件是通用的,都是基于某一标准的,所以它们可以被重用,其他应用程序可以使用它们提供的应用程序接口调用组件,完成所需的操作。例如,连接数据库所使用ODBC就是一种标准的数据库中间件,它是Windows操作系统自带的服务。
  集成化中间件产品是未来的发展趋势。随着应用集成和数据集成的推广,企业将沉淀更多可用的信息资产,商业智能技术、人工智能技术、元数据管理技术、信息可视化技术和XML等标准进行融合,将有可能在商业智能领域出现新型的中间件产品,其主要作用是对大量信息资产进行有效的定位检索和维护管理,并挖掘信息资产的价值。
  4.物联网技术
  物联网是指通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种信息,与互联网结合形成的一个巨大网络,是新一代信息技术的重要组成部分。顾名思义,“物联网就是物物相连的互联网”。其中包含两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。
  根据国际电信联盟(ITU)的定义,,物联网主要解决物品与物品(Thing to Thing,,T2T),,人与物品 (Human to Thing,,H2T),,人与人(Human to Human,,H2H)之间的互连。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。物联网的三个层次如图1-1-8所示。
   物联网的三个层次
  在物联网应用中有三项关键技术:
  ① 传感器技术:它是计算机应用中的关键技术。到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号,计算机才能处理。
  ② RFID标签(RFID的全称):它是一种传感器技术,RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术,RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。
  ③ 嵌入式系统技术:它是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变,以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见;小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活,推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻,传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官,网络就是神经系统用来传递信息,嵌入式系统则是人的大脑,在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。
  与传统的互联网相比,物联网有其鲜明的特征:
  首先,它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性,按一定的频率周期性的采集环境信息,不断更新数据。
  其次,它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输,由于其数量极其庞大,形成了海量信息,在传输过程中,为了保障数据的正确性和及时性,必须适应各种异构网络和协议。
  再之,物联网不仅仅提供了传感器的连接,其本身也具有智能处理的能力,能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合,利用云计算、模式识别等各种智能技术,扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求,发现新的应用领域和应用模式。
  此外,物联网的精神实质是提供不拘泥于任何场合,任何时间的应用场景与用户的自由互动,它依托云服务平台和互通互联的嵌入式处理软件,弱化技术色彩,强化与用户之间的良性互动,更加丰富的用户体验,更及时的数据采集和分析建议,更自如的工作和生活,是通往智能生活的物理支撑。
  物联网就是在互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行““交流””,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。而RFID,正是能够让物品““开口说话””的一种技术。在““物联网””的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。
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