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可穿戴计算机软件体系结构的研究

作　者: 陈霸东
导　师: 陈东义；李斌
学　校: 重庆大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 可穿戴计算机软件体系结构服务上下文感知动态加载替换算法预取算法
分类号: TP31
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

可穿戴计算机是近年来迅速兴起并迅猛发展的新概念个人移动计算系统，它是随着计算机不断向超微型化发展应运而生的，也是人们追求“计算机应以人为本”这一理念的必然产物,它为计算机科学与技术提出了新的课题和挑战，将使人机关系发生重大变革。传统的桌面计算模式和一般移动计算模式不能很好地支持可穿戴计算机的特征和功能，需要探索全新概念的可穿戴计算机运作模式和软件体系结构。研究和开发可穿戴计算机的软件体系结构具有重要意义。本文设计了一种基于服务的可穿戴计算机软件体系结构模型，并提出了自己的创新。主要工作和结论如下：（1）详细分析了可穿戴计算机软件系统的特殊功能和特殊需求，总结了目前可穿戴计算机软件研究面临的特殊问题和主要内容；（2）深入剖析了现有的几种可穿戴计算机软件体系结构，并分析其优点和存在的不足；（3）设计了一种基于服务的可穿戴计算机软件体系结构模型，该软件体系结构具有动态性、自适应性和开放性等特点，支持服务的动态加载和导出，支持上下文感知交互，支持用户个性化管理和安全隐私保护等等；（4）提出了服务动态加载的体系结构和流程，并提出服务动态加载的CERP替换算法，实验结果表明CERP算法是一种很好的缓存替换算法，能够明显提高可穿戴计算机服务缓存的整体性能和效率；（5）提出了基于预测模型和预取门限的服务预取策略。在服务的预测模型中，提出了LINK图模型和矩阵模型（SCM+SPM）两种预测模型

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-9
1 绪论  9-20
  1．1 前言  9
  1．2 可穿戴计算机简介  9-16
    1．2．1 可穿戴计算机产生发展和现状  9-11
    1．2．2 可穿戴计算机的概念和特征  11-13
    1．2．3 可穿戴计算机的主要应用  13-15
    1．2．4 可穿戴计算机软件研究的现状  15-16
  1．3 本文研究课题简介  16-18
    1．3．1 课题主要研究内容  16
    1．3．2 课题提出的背景  16-17
    1．3．3 课题需解决的关键问题  17
    1．3．4 课题研究的方法  17-18
    1．3．5 课题研究的目标和意义  18
  1．4 本文的主要工作和创新之处  18-20
2 可穿戴计算机软件系统综述  20-32
  2．1 可穿戴计算机软件系统需要支持的特殊功能  20-21
  2．2 可穿戴计算机软件系统的特殊要求  21-24
    2．2．1 对计算环境的开放性  21-22
    2．2．2 动态自适应的软件快速重构  22
    2．2．3 支持特殊的交互方式  22-23
    2．2．4 用户个性化管理  23
    2．2．5 安全与隐私保护  23-24
    2．2．6 支持实时任务处理  24
    2．2．7 可靠性要求  24
  2．3 可穿戴计算机软件系统面临的特殊问题  24-27
    2．3．1 资源的受限性  24-26
    2．3．2 硬件平台和设备的多样性  26
    2．3．3 计算环境的动态性和异构性  26-27
    2．3．4 软件工程和系统集成的难题  27
  2．4 可穿戴计算机软件的主要研究内容和方向  27-32
    2．4．1 可穿戴计算机的软件体系结构  27
    2．4．2 可穿戴计算机操作系统  27-28
    2．4．3 可穿戴计算环境基础支撑体系  28
    2．4．4 可穿戴计算环境中的数据管理  28
    2．4．5 可穿戴计算机先进人机交互  28-31
    2．4．6 可穿戴计算机软件开发工具和开发环境  31
    2．4．7 特定领域的应用软件开发  31-32
3 几种可穿戴计算机软件体系结构的剖析  32-41
  3．1 美国Oregan大学的NetMan体系结构  32-33
  3．2 英国Essex大学的Sulawesi框架结构  33-35
  3．3 英国Bristol大学提出的节能的事件驱动模型  35-36
  3．4 芬兰Nokia研究中心的软件模型MEX  36-39
  3．5 英国Leeds大学的交互式可穿戴计算机软件体系结构  39-41
4 可穿戴计算机软件体系结构的模型设计  41-60
  4．1 重庆大学的可穿戴计算机  41-43
    4．1．1 可穿戴计算机NetDaily-II简介  41-42
    4．1．2 可穿戴计算机NetDaily-II的系统配置  42-43
  4．2 可穿戴计算环境  43-47
    4．2．1 我们设计的可穿戴计算环境网络拓扑结构  43
    4．2．2 可穿戴计算环境提供的服务  43-47
    4．2．3 应用实例描述  47
  4．3 可穿戴计算机软件体系结构的模型设计  47-60
    4．3．1 设计思想  47-48
    4．3．2 软件体系结构的设计目标  48
    4．3．3 设备抽象和设备代理  48-50
    4．3．4 事件管理器  50
    4．3．5 服务管理器  50-52
    4．3．6 配置管理器  52-58
    4．3．7 服务层  58-59
    4．3．8 应用层  59-60
5 可穿戴计算机服务动态加载的替换及预取策略  60-77
  5．1 可穿戴计算机服务的动态加载  60-63
    5．1．1 可穿戴计算机服务动态加载的体系和流程  60-62
    5．1．2 可穿戴计算机服务动态加载的优点  62-63
  5．2 可穿戴计算机服务动态加载的缓存替换算法  63-67
    5．2．1 几种主要的文件缓存替换算法  63-64
    5．2．2 可穿戴计算机服务动态加载的缓存替换算法CERP  64-67
  5．3 服务的预测及预取策略  67-71
    5．3．1 服务的预测模型  67-69
    5．3．2 服务的预取门限  69-71
  5．4 服务的缓存预取流程  71-72
  5．5 服务缓存替换算法的实验及性能比较  72-77
6 结论与展望  77-79
  6．1 本文主要工作和结论  77-78
  6．2 进一步工作和展望  78-79
致谢  79-80
参考文献  80-84

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