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随着计算机及相关技术的发展,计算变得越来越自由,在资源使用方面也越来越灵活,逐渐呈现出普及计算(Pervasive Computing)的模式。普及计算是一种新型的计算模式,在该模式下,计算以人为中心,人机交互类似于人与人之间的自然交流方式(如语言,姿势,书写等),用于计算的设备无处不在,弥漫在人们生活的环境中,并能够随时随地为人们提供所需要的服务,而使用计算设备的人则感知不到计算机的存在。目前,已经出现了很多不同类型的终端设备,但这些设备只具有普及计算的某些简单特征,还远未达到普及计算的需求。本论文以普及计算终端的资源管理为线索,结合手机、PDA和WEB电话等产品的实际研制过程,对普及计算终端软件技术中的理论和关键技术进行了理论研究和实践探索,取得了一些有用的成果,并有所突破。 功耗是普及计算终端需要考虑的重要内容。论文对功耗的分析包括两个方面的内容:通过资源处理的自适应技术,使系统和应用的运行能够与电池电源的当前可用量相适应;通过建立有效使用电池电源的功耗管理体系结构,降低系统功耗,延长电池电源的使用时间。论文分析提出了适用于普及计算终端的功耗管理模式和功耗管理策略。 自适应是普及计算终端为适应资源动态变化特性的关键技术,要求终端能够根据资源的变化作出相应的响应,当资源比较丰富时,为应用提供高质量的服务;当资源缺乏时,提供降级服务。论文提出了基于系统—应用协作自适应模型和控制理论的自适应系统体系结构AAAS。AAAS系统体系结构灵活,自适应处理不依赖于具体的操作系统,并具有处理扩展资源的能力。此外,由于AAAS采用了基于PID的控制算法,保证了系统在资源分配上的平衡性、稳定性和灵敏性。这些重要特性是目前所研究的其他自适应系统所不具备的。 在普及计算终端应用的开发过程中所采用的方法对软件质量、开发成本和开发周期等方面的内容有着重要的影响。论文提出了适用于普及计算终端的应用设计方法PCTD。PCTD包含面向对象的终端软件开发过程OOFD和终端应用的多保真设计技术MFDT两个方面的内容。OOFD从需求分析到详细设计等各个软件开发阶段都使用面向对象的形式化语言来实现,不但能进行信息隐藏,适合于处理多任务结构,还使实时系统的开发过程更加规范,对提高应用开发效率和软件质量具有重要作用。MFDT对于非线性的自适应决策采用了模糊控制模型,根据终端的资源情况,使输入对应着一系列可能的输出结果,满足应用对终端资源自适应处理的需要。 在研究普及计算终端关键技术的基础上,建立了一种普及计算终端的原型pPT。pPT的软件体系结构为BSOPT,具有开放性。模块化、可扩展性、安全性。网络连接、低功耗和自适应等特性,能够支持电子商务等典型应用。pPT已成功应用于WEB电话产品,并正用于手机、PDA等移动终端产品的研制工作,具有广阔的商业前景。