26、上下文感知计算与环境智能中的数据管理

上下文感知计算与环境智能中的数据管理

1 环境智能的愿景与挑战

环境智能（Ambient Intelligence, AmI）是未来信息社会的一种愿景，在这一愿景中，人们被一个能够感知他们需求、个性化满足他们要求、预测他们行为并响应他们存在的电子环境所包围。环境智能强调更高的用户友好性、用户赋权以及更有效的服务支持，目的是使人们的日常活动更加便捷，从而提高人类的生活质量。为了实现这一愿景，有效的数据管理支持是不可或缺的。高质量的信息必须能够在任何时间、任何地点、任何轻便设备上提供给任何用户。除此之外，环境智能还带来了许多与上下文感知和自然用户交互相关的挑战，这要求我们重新思考当前的数据管理技术。

1.1 上下文感知的重要性

上下文感知（Context-Awareness）是环境智能的核心要素之一。上下文可以被定义为一切影响计算的因素，除了明确的输入和输出。具体来说，上下文是指任何可以用来描述实体状况的信息，实体可以是人、地点或物体，被认为是用户与应用交互中相关的，包括用户和应用本身。一个系统是上下文感知的，如果它使用上下文为用户提供相关信息和服务，其中相关性取决于用户所执行的任务。

1.2 上下文的分类与表示

上下文信息可以从多个角度进行分类，例如操作性分类和概念性分类。操作性分类关注如何获取和处理上下文信息，而概念性分类则侧重于上下文信息的内在特征。常见的上下文表示方法包括键值对、实体关系、面向对象、标记模式、逻辑和本体。每种方法在处理上下文推理、信息分发、验证、质量保证、形式化、适用性和适用用户方面都有其优势和劣势。

1.2.1 键值对表示法

键值对是最简单的上下文表示方法。它使用键值