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在行動計算中舉足輕重的Java
Mobile Computing

【作者: 洪榮聰】   2001年05月01日 星期二

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Mobile Computing 的定義

在後 PC 時代,各種手機及 PDA 裝置風起雲湧的潮流中,如何讓使用者可以透過不同裝置,在不同的地點存取交換及運算資料庫中的資料與程式,便相形重要。所謂的「行動計算 ( Mobile Computing)」這個新名詞,便因應而生。


何謂 Mobile Computing?以淺顯易懂的廣義解釋之,Mobile Computing 就是要創造出一個單一系統操作的環境,讓您可以突破時空的限制,不管何時、何地,均可使用不同的硬體設備,用您習慣的操作環境,擷取到相同的資源 ( 可以是資料庫和程式庫 )。而支撐這個環境背後所需要用到的網路及通訊技術,都可以泛稱為 Mobile Computing。


而 Mobile Computing 的研究主題,也可以無所不包,從連線技術如無線網路及行動通訊,到硬體設備如筆記型電腦、手機和 PDA,以及軟體平台與使用者界面,甚至考慮到 Mobile Host 的運算能力與 Power 的承載問題時,VLSI 的技術與 RISC 的電腦架構也都是討論的範疇。


Mobile Computing 與傳統電腦運算的不同,在於前者必須要有在異質網路系統(Heterogeneous network system) 中,完全自主的選擇在某一時間從原來主機遷移 ( migrate ) 至另一主機和其他代理者及分散資源系統,這有點像是行動電話的運作原理,使用者在移動地點的同時,手機必須隨時與附近的基地台進行對話程序 ( handshake )。


昇陽與微軟掀跨平台之戰

除了硬體及各種無線通訊之基礎建設外,建立此系統成功的關鍵,便在於尋找一合適的程式撰寫工具,因為在此異質網路系統中可能包含不同之工作平台 ( 含硬體規格及軟體作業系統 ),因此一個可以跨平台的程式發展環境,便成為必要選擇。以目前情況而言,昇陽的 Java 是市場上主要熱門首選,當然學術界中也有不錯的選擇,如 Dartmouth College 的 Agent Tcl. 或是Imperial College 的April。


從市場上的熱門話題看來,後 PC 時代一開始,便是昇陽將微軟拉下來的最佳契機,在 Java 開始成為流行的跨平台程式工具後,微軟也開始「尊重他人」起來,標榜即將問世的軟體作業平台「.Net」,所開發出來的軟體也可以跨 Java 平台 ( 只不過還是有點「笑裡藏刀」,微軟讓「.Net」只可跨舊版的Java平台,而和新版的 J2EE 與 JMEE還是不能相容,擺明了有意限制 Java 愛好者對 Java 平台的忠誠度,就好比當年的 Browser ( 瀏覽器 ) 大戰,微軟如何用小手段,讓他的 Internet Explorer,可以取代原來盛行的 Netscape )。


但持平而論,在這場微軟和昇陽的大戰中,昇陽的 Java 卡位早,在微軟「.Net」還在「只聞樓梯響」的階段,昇陽就已經推出了 J2ME 平台標準 ( Java 2 Micro Edition ),其新加進的 JVM ( Java Virtual Machine ),使得資料可以互相在不同裝置上暢通無阻。此外,並有許多程式開發界面,可以在手機及內建系統上使用。這樣的進步,對無線通訊技術如 Bluetooth 的發展,以及不同裝置間的溝通,有相當正面的貢獻。


因此,在微軟的「.Net」還沒正式問世、接受廣大市場考驗及使用者測試之前,我們無從比較,只能對 Java 先「歌功頌德」一番,看看 Java 對 Mobile Computing 的貢獻為何?


Java 作業系統執行任務的過程

首先,Java 可以在行動通訊中做平行運算 ( Parallel Computing with Java Mobile Agents,簡稱 PaCMAn ),在這系統中包含著三個因子:伺服器端 ( Servers ),用戶端 ( Clients )以及仲介端 ( brokers ),這個過程和無線通訊的基地台概念相類似,伺服器端與用戶端透過仲介端來聯繫。用戶端可以多工啟動 Java 行動控制指令 ( Java Mobile Agents ),透過仲介端尋找指定之網際網路伺服器,以執行特定的工作。


在這一連串的過程中,仲介端會不停的執行整個要求 ( request )與下載 ( download )以及用戶端與伺服器端登入與登出之工作,請參考 ( 圖一 )。接下來大家的問題應該是:這樣簡單的架構概念,Java 能技援任何語言,Java到底強在哪裡?


首先,吸引大家用 Java 作業系統的首要原因,就在它可以隨時改變的連線作業環境中,提供了穩定、彈性而有效率的非同步方法,讓資料的存取,不因連線環境的轉變而導致傳輸不完全。


其次,此系統可以允許間歇性連結 ( intermittent connectivity ) ,縱使在不良的傳輸環境中,它還是可以接續性的完成資料存取及程式的執行。而更令人著迷的地方,在於使用者可以透過任何隨身助理系統 ( PDA ) 、行動電話來啟動伺服器端的軟體,一旦程式啟動後便可離線,應用程式將在伺服器端繼續執行,等到使用者再度上線,應用程式可以馬上傳回執行的結果。


擁有這樣的特色,就可以知道為何提到 Mobile Computing,就會令人想起 Java,因為 Java 的功能,可以克服 Mobile Computing 環境中的不確定因素,包含硬體裝置、應用軟體之作業系統,以及連線品質之優劣。


除此之外,多工、跨平台及透過仲介端的運作模式,使 Java 平台成為天生的資料採礦 ( Data Mining ) 者,例如使用者透過 PaCMAn,可以發出任何數量的行動指令 ( Mobile Agent ) ,在網路上到處搜尋相關資料,分享知識。


Java的應用現況

最近,又流行起所謂的 Java 手機。傳統的手機,乃是使用無線網路系統連接到伺服器啟動 Java 相關軟體後,將相關資料傳回到手機,增加手機內容的可看性和讀取資料的便利。而 Java 手機,則是以 J2ME 的技術,在手機內裝置 KVM,所謂「VM」,就是 Java 的虛擬環境,KVM 可比喻是裝在手機上 Java 心臟,可以在 KVM 上直接執行 Java 程式,使 Java 可以在任何環境底下,讓不同的作業系統來執行。裝有 KVM 的 Java 手機,在執行圖形檔時,比起傳統手機在效果及速度上,都有優異的表現。


如果在 Java 手機上已內建許多 Java 圖形和程式,只執行離線遊戲或運算,效果的確會讓人耳目一新。不過話說回來,KVM 是陽春版的 VM,是為因應機器性能相較伺服器薄弱許多的手機而設計,而功能強大的 JVM,還是要架設在伺服器端,才有辦法執行。所以若是手機使用者的最大需求,是必須經常連線到伺服器端來存取最新資訊,那麼,手機內建KVM的功能,就相形沒有那麼重要。


談到這裡,Java 在 Mobile Computing 中扮演的角色,也就不言可喻。除非未來微軟的「.net」推出後,有更好的系統架構及更吸引人的功能,否則 Java 在 Mobile Computing 的戰場上,仍將保有大片江山。


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