個人數字助理

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個人數字助理(Personal Digital Assistant; PDA)

目錄

什麼是個人數字助理

  個人數字助理是是集電子記事本、攜帶型電腦和移動通訊裝置為一體的電子產品,即將個人平常所需的資料數字化,能被廣泛的利用與傳輸。狹義的PDA是指電子記事本,其功能較為單一,主要是管理個人信息,如通訊錄、記事和備忘、日程安排、便箋、計算器、錄音和辭典等功能。廣義的PDA主要指掌上電腦,當然也包括其他具有類似功能的小型數字化設備。

  PDA可分為:電子詞典、掌上電腦、手持電腦設備和個人通訊助理機四大類。而後兩者由於技術市場的發展,已經慢慢融合在一起了。

個人數字助理的類型

  自PDA這一概念問世以來,世界上許多公司對它都表現出了極大的興趣,推出了眾多的新產品。下表所給出的是一些最具代表性的系統。在PDA領域中,美國和日本處於領先地位,是最有力的開發者。目前,從事PDA開發工作的美國公司主要有:AppleAT&T、Motoro-la、IBMMicrosoftBellsouthCompaq。日本公司主要有:卡西歐夏普松下東芝等。除了美國和日本之外,歐洲、南韓和我國臺灣等地的公司在這一領域中也不甘心落後,紛紛加入了PDA市場的角逐。目前,歐洲的西門子菲利浦英國電訊荷蘭電訊和臺灣的巨集基、神寶、倚天及南韓的三星、金星、標準電訊等都在努力研究和開發自己的PDA產品。

  各公司雖然推出了眾多的PDA產品,但對於某一公司來說,一般只是根據自己原有的技術基礎和發展戰略開發有自己特色的產品。因此,導致了到目前為止,幾乎還沒有一個PDA系統具備了前面所說的全部6個特征。通常一個具體的PDA只強調上述6個特征之中的某幾個特征,這樣,就使PDA產生了分化,形成了幾類各具特色的分支。從目前的實際情況來看,大致有以下4類不同的PDA。

  1.筆式掌上機

  筆式掌上機是最經典的一類PDA。PDA是一種與微型機有著完全不同的用戶對象的全新信息設備,這一思想在筆式掌上機中得到了集中的體現。筆式掌上機最主要的特點是強調筆的應用,因此,它一般不帶鍵盤,筆是它的唯一輸入手段。為了支持筆輸入,筆式掌上機中都配有性能良好的手寫體識別軟體。典型的筆式掌上機有Apple公司的Newton MessagePad、Newton MessagePad 100、Newton Mes-sagePad 110、Newton MessagePad 120、Newton MessagePad 2000以及Tandy和卡西歐公司的Zoomer(Tandy公司稱之為ZPDA,卡西歐公司稱之為Z-7000)。Newton MessagePad 2000是Apple公司最新款的PDA,它有很強的Internet功能,並內置有字處理和電子錶格軟體。

  值得一提的是,Apple公司對Newton的結構採取了完全開放的策略,鼓勵其他廠商製造Newton的兼容產品。目前,已有很多廠商獲得了生產基於Newton結構的產品許可證。這些公司包括:Cirrus Logic、MatsushitaSiemensMotorola夏普東芝、美國電訊、荷蘭電訊等。由於這些公司Apple引進技術,其產品Apple的Newton基本相同,如夏普的ExpertPadPI-7000,除了在顯示屏錶面加了一塊保護板外,其它主要特性同Newton MessagePad完全一樣。

  2.掌上PC機

  掌上PC機(Hand-Held PC或Palmtops PC)的開發商多為傳統上生產大型、小型或微型電腦系統的廠家。在一定程度上,掌上PC機是攜帶型電腦的縮微產物,它的特點是註重PDA與微型機的兼容。很多PC機所具有的特點在掌上PC機中都可找到它們的痕跡。例如,掌上PC機多用DOS作為操作系統,以鍵盤作為主要的輸入手段等。典型的掌上PC機有HP公司的100LX和200LX、IBM公司ThinkPad 710、富士通公司的325 Point和巨集基公司的AcerPad 100等。其中HP 100LX和200LX最具代表性,它的操作系統為DOS5.0,CPU為80C186,顯示器與CGA兼容,機上配有Mail Mobile、LapLink Remote、Lotus 1-2-3和Pocket Quicken等一批應用軟體,熟悉DOS的用戶可以很快掌握它的使用方法。去年在美國拉斯維加斯舉行的Comdex ’96秋季展覽會上又出現了多種新型的掌上PC。這些掌上PC都以Microsoft公司最新研製的Windows CE(Consultor Electronics)作為操作系統。Windows CE是袖珍版的Windows,在它之上可運行Word和Excel等應用軟體

  3.個人通信機

  個人通信機(Personal Com-municators)的開發商多為傳統上生產通信產品的廠家。個人通信機最主要的特點是註重PDA的通信能力。凡可稱為個人通信機的PDA都帶有modem和強有力的通信軟體,可通過有線及無線網發送或接收E-mail和Fax。個人通信機對輸入方法沒有很高的要求,其中有相當一部分個人通信機不具備識別手寫體字元的能力。另外,由於個人通信機引入了大量的通信部件,因此,一般它的價格較高。典型的個人通信機有AT&T公司的EO440和EO880、Motorola公司的Envoy和Marco、索尼公司的Magic Link以及Bellsouth Mobility公司的Simon。EO440和EO880於1993年3月推出,是最早問世的PDA之一。

  4.組織機

  組織機(Organizer)的開發商多為傳統上生產家用電器的廠家。它的發展實際上先於PDA。在PDA出現之後,新推出的一部分高檔組織機由於與PDA功能相近,因此,也被列入了PDA的範疇。但組織機與其它類型的PDA有幾個顯著的不同之處:一是功能較弱,一般來說,組織機沒有操作系統,只能運行一些固定的應用軟體,如計劃管理、日程安排等,也不具有通信功能;二是價格較低,通常組織機的價格只有其它類型PDA的70%左右;三是由於其功能簡單,所以組織機的電池壽命較長,一般可達70小時以上;四是組織機的銷售已形成一定的規模,已有一定的用戶群。典型的組織機有Amstrad公司的PDA 600 PenPad、夏普公司的Wizard OZ-9600和卡西歐公司的Boss。由於PDA系統的多元化,因此,以上給出的類別隻是相對的。有一些PDA很難被歸到哪一類當中,例如,富士通公司的PoqetPda Plus的操作系統為DOS,似乎應把它稱為掌上PC機,但它又以筆作為唯一的輸入手段,因而又很具筆式掌上機的特征。

個人數字助理的軟硬體技術

  前面介紹PDA時所談到的6個特征,主要是從用戶的角度觀察PDA所得到的結果,而更能反映PDA本質的是其軟硬體系統的結構和組成。與PDA關係最密切、對PDA來說也最重要的軟硬體技術領域有:操作系統、CPU晶元、通信、應用軟體開發環境與程式設計語言、筆輸入、PC卡、Flash RAM、電池和LCD

  1.操作系統

  PDA採用的操作系統有兩大類:第一類是台式PC機的操作系統或與其兼容的操作系統;第二類是針對PDA的特點而編寫的操作系統。前者有DOS、WinPDA和Windows CE。其中,WinPDA是MS Windows的PDA變種,Microsoft公司已於1994年終止了WinPDA的開發工作。後者有Apple公司的Newton Intelligence、Geowork公司的GEOS、General Magic公司的Magic Cap及Co公司的PenPoint。

  採用與PC機兼容的操作系統反映了PDA是PC機的伙伴這一伴這一思想。這種做法的好處是:在一定程度上可與台式PC兼容,並使原來對PC機比較熟悉的用戶能很快地掌握PDA的使用方法。但由於PDA與PC機在許多方面都有很大的區別,而僅操作系統相同並不能使PC機上的軟體直接在PDA上運行。因此,在PDA上採用PC機的操作系統並不一定是個好的想法。Microsoft公司試圖在PDA上推行WinPDA的努力沒有獲得成功,在一定程度上說明瞭這一問題。專門為PDA開發的操作系統有兩個顯著特點:

  (1)文件系統通常採用面向對象的組織結構。Newton Intelligence的文件系統就是一個典型的例子。像OLE和OpenDoc一樣,它將文件系統的結構從以操作為中心改為以數據為中心。Newton Intelligence系統所管理的數據被存儲在一個個的構架(Frame)之中,每個構架由多個槽(Slots)組成。每個槽之中所包含的內容可以是數據、操縱數據的命令或其它的構架。

  (2)與其它種類的操作系統相比模塊化程度更高。一個典型的例子是GEOS。它將基本核心與用戶介面分開,並支持兩種介面。一種是通用介面,該介面為所有的GEOS應用程式所共有;另一種是專用介面,由開發人員自行設置。這兩種介面之間的信息分離和傳遞由一個中間的抽象層負責實現。

  2.CPU晶元

  PDA的CPU晶元可分為三代。第一代晶元用於最早出現的PDA上。它們包括ARM公司的ARM610和AT&T公司的Hobbit 92010。ARM610被用於Apple公司的"Newton MessagePad"上。Hobbit 92010被用在EO的EO440和EO880上。它們兩者都是RISC結構的32位晶元。第二代晶元有Hitachi公司的SH700系列、NEC公司的V800系列、Intel公司與VLSI公司的Polar系列、Motorola公司的68349和AMD公司的AM386SC。AT&T公司繼Hobbit 92010之後推出的Hobbit 92020及ARM公司的ARM710也屬這一代。SH700、V800和Polar是32位的RISC晶元,68349和AM386SC是CISC結構的晶元。1995年以後推出的晶元為第三代晶元,這一代晶元主要有IBM公司Motorola公司的PowerPC 602、PowerPC 603e以及DEC公司ARM公司的StrongARM。它們採用的都是RISC結構。

  PDA的CPU晶元無論屬於哪一代,都明顯不同於微型機的CPU晶元。它的特點包括:

  • 價格低:價格一般在25~50美元之間,而不像奔騰晶元那樣需要上百美元。例如,儘管AM386SC的集成度很高,但其價格卻只有50美元(1994年的報價)。
  • 尺寸小:晶片(die area)尺寸一般為50~100平方毫米。如ARM610的晶片尺寸為71平方毫米,Hobbit 92010為92平方毫米,68349為100平方毫米。而奔騰的晶片尺寸為294平方毫米。
  • 工作電壓低:工作電壓多數為3.3伏。有少數晶元的工作電壓更低,如V810為2.7伏。
  • 耗電低:多採用CMOS等低功耗的材料做成,因而耗電量很低。如V810的耗電量為100毫瓦,68349的耗電量為300毫瓦。而奔騰的耗電量要達到將近20瓦。另外,PDA的CPU晶元上一般帶有電源管理單元,可以根據工作需要調整電能的使用。如可在一定的時候關掉顯示器和某些外部設備的電源。
  • 集成度高:晶元上一般包含多種功能部件。有些CPU晶元甚至只需加上ROMRAM就可構成一個完整的PDA系統。例如,在Polar晶元上集成的內容包括CPU、圖形處理部件、電源管理部件、存儲控制部件和LCD介面等。
  • EIP(Execute In Place)功能:當時鐘停止後又重新啟動時,不會丟失原有的狀態,並且ROM中的代碼不必裝入RAM就可直接運行。

  3.通信

  目前,PDA對通信功能的支持只限於通過無線通信網傳送E-mail和Fax,由於無線通信網的傳輸速度和軟體功能等原因,要做到可直接存取遠程主機中的數據文件還是下一步的目標。影響PDA通信功能的因素主要來自無線通信網、通信部件和通信軟體等3個方面。在美國,目前有4種不同的無線通信網可使用,即:

  • 蜂窩電話網。
  • CDPD(Cellular Digital Packet Data)網 由AT&TMotorola、Bell Allantic Mobile System、Ngnex、GTE、Southwestern Bell、McCaw Cellular和Sprint等公司開發。
  • RAM網 由Bellsouth Mobile System和RAM Broadcasling等公司開發。
  • Ardis網 由Motorola公司IBM公司開發。

  另外,最近PCS(Personal Communication System)發展很快,將來有可能取代現有的蜂窩電話網。在有關PCS的標準方面存在著激烈的競爭,日本、美國和歐洲都有各自的打算。日本希望採用他們的PHS(Personal Handy Phones)作為標準;歐洲力推DECT(Digital EuropeanCordless Telephone);美國則希望採用WACS(Wireless Access Communication System)作為標準。

  PC卡/插槽為通信部件帶來了福音。所有的通信部件,如modem卡,都可做成一塊PC卡。用戶只要在PDA上插入一塊這樣的PC卡就可與通信網相聯接。但是,PDA對modem卡提出了更高的技術要求,原有的modem卡多數都不適應於在移動環境下工作。在傳送語音時,微小的中斷不是什麼大問題,而在傳送E-mail、Fax或數據文件時,那怕是極其短暫的傳輸中斷都是不能容忍的。

  與通信硬體相比,通信軟體的發展水平還要滯後些。目前,軟體開發者不得不為不同的modem開發出不同的應用軟體。為了提高通信軟體的開發效率,已有公司推出了一些面向通信的操作系統和用於開發通信軟體的程式設計語言。前者的代表是General Magic公司的Magic Cap,後者的代表是該公司的Telescript語言。

  4.應用軟體開發環境與程式設計語言

  可能是由於PDA的應用軟體一般由它的生產廠商和第三方完成的原因,目前公開推出的PDA應用軟體開發環境與程式設計語言較少。上面所提到的Magic Cap操作系統和Telescript語言是其中之一。另一比較典型的例子是Apple公司為Newton MessagePad開發的NTK(Newton Tool Kit)環境和NewtonScript語言。NTK環境由兩部分組成,一部分運行於Mac微型機上,另一部分運行於Newton MessagePad上,兩部分之間通過串列口相聯接。NTK是一個圖示化的環境,它提供了按鈕、菜單等一些可視構件(View),應用程式開發者利用這些可視構件及直接操縱的方法可生成Newton MessagePad應用程式。

  5.筆輸入

  筆與滑鼠是不同的輸入技術。滑鼠是一個指針定位設備,它總與顯示屏上游標所指的位置相對應,而筆則不對應於屏幕上的某一位置。用戶通過筆所輸入的內容可分為筆跡和標誌(Gesture)兩種。筆跡對應於字元串或圖像,字元串通常被識別為對應的ASCⅡ碼,而標誌則表示用戶發出的命令。比如在一個對象上畫√可表示其被選中,而畫×則表示刪除這個對象。一些PDA為了避免識別手寫體字元所帶來的麻煩,引入了一個新的數據類型Data Ink。在很多場合下,用戶輸入的筆跡可作為Data Ink類型的數據儲存起來,而不一定要把它們轉換成正文字元。在Data Ink類型的變數之中,除筆跡的點陣圖信息之外,還保存有書寫時間、書寫時筆對屏幕的壓力和筆的角度等一些附加信息。為了促進筆輸入技術的發展,有關人士提出了一個專門用於描述筆跡的工業標準Jot。

  6.PC卡

  PC卡也叫PCMCIA卡。PCMCIA是個人電腦存儲卡國際標準協會(Personal Computer Memory Card International Association)所制定的一個標準。它規定了PC卡與PC卡插槽之間的連接方法。PCMCIA標準除支持RAM卡和ROM卡之外,還支持modem卡、網路卡和I/O介面卡。按照個人電腦存儲卡國際標準協會的規定,PC卡共有三種不同的類型。這三種PC卡的長度均為85.6mm,寬度為54mm,並且都有68個插孔。它們三者的不同之處在於其厚度和對應插槽的尺寸。1型PC卡的厚度為3.3mm,RAM卡和ROM卡通常是1型卡;2型為5.5mm,modem卡和I/O介面卡通常是2型卡;3型為10.5mm,一些專用的PC卡通常是3型卡。PC卡的插槽也分為三種類型。1型PC卡插槽支持1型PC卡;2型PC卡插槽支持1型和2型PC卡;3型PC卡插槽支持1型、2型和3型PC卡。

  7.Flash RAM

  Flash RAM是一種最有希望在PDA上廣泛使用的海量存儲裝置。它通常以PC卡的形式出現。Flash RAM有三個主要的特點,即:非易失;存儲量大,可達80M左右;需分塊讀寫。

  8.電池

  PDA因其尺寸和價格的限制,沒有像某些移動計算設備那樣使用帶有微處理器的智能化電池,使用的仍舊是鹼電池、鎳鎘電池和鋰離子電池等普通的化學電池。5號和7號鹼電池是在PDA上使用最廣泛的電池,其能量密度居中,介於鎳鎘電池和鋰離子電池之間。鎳鎘電池是一種使用較早的充電電池,但它的能量密度不太高,且記憶效應明顯。也就是說,在使用過程中,如多次不完全放電,則將出現電池中的電能在耗盡之前,電壓就開始下降的問題。鋰離子電池的能量密度高於鎳鎘電池和鹼電池,且無記憶效應,但過度充電和放電會對它造成損害。

  9.LCD

  作為顯示器的LCD是PDA中最貴的部件,其價位約在30美元左右。目前,供PDA使用的LCD在整個LCD產業中已占有一定的份額,據估計約在10%左右。針對PDA的特點,已有部分生產廠商開始研究和開發可滿足其特殊需要的LCD。這部分LCD有以下一些特點:

  • 尺寸小:約為4~5英寸。
  • 厚度薄:它們多採用薄型玻璃板和TAB(Tape Automated bonding)組裝技術。
  • 耗電低。

  

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Gaoshan2013,方小莉,Mis铭,刘维燎.

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