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走近“透明计算”:以碎片方式调动操作系统

  • 发布时间:2015-02-09 08:13:00  来源:中国经济网  作者:董碧娟  责任编辑:罗伯特

  “透明计算”,是2014年度国家自然科学奖一等奖“网络计算的模式及基础理论研究”项目的核心理念。这个多年来高校的计算机基础理论在媒体的宣传报道中被推上前台,一度处于风口浪尖。“我之所以沉默就是考虑到知识产权和商业机密。”项目带头人中国工程院院士张尧学近期公开回应质疑,冒着可能损失部分知识产权的风险将原型成果的视频公布在网上。当议论逐渐平息,《经济日报》记者走进中南大学专访张尧学,尝试理性回眸透明计算。

  “人应当成为计算机的真正主人”

  记者来到中南大学透明计算实验室。在电脑上借用一位博士生的账户登录超级计算机系统(Meta OS),看到多个操作系统的选择目录。进入windows系统后,记者打开IE浏览器下载了一幅图片保存到桌面,并在word文档输了几个字保存。接着,记者拿起一台平板电脑,登录同一账号,立刻看到了保存的图片和word文档。拿起手机登录时,还是相同一幕,不仅是最初的文件在,所有的应用环境也未变。

  带着对网络计算机的初次体验,记者走进中南大学校长办公室,面对面地向张尧学院士“刨根问底”。原来,由于传统计算机存储和运算不分离,软件和硬件不分离,随着软件应用的增加,计算机越来越“臃肿”。“这些麻烦完全可以避免,人应当成为计算机的真正主人。”张尧学说。

  张尧学带领团队在2004年提出透明计算理念,其核心特征就是用户在终端上无需安装任何操作系统和应用程序,需要时随时从服务器上调用即可。“操作系统和应用程序在这个系统中变成跟阳光、空气一样的透明存在。”张尧学说。

  张尧学团队研制的这种超级操作系统,能让用户像换桌面背景图一样在windows、Linux、IOS等操作系统中切换。同时,用流式计算替代传统的存储计算,动态管理不同操作系统中的所有资源。这样,用户不用再为商家预装的操作系统而掏腰包,花费能降低至少一半。再加上这种超级系统运行在各种操作系统之下、主板之上,所以能在计算机更“底层”的地方防控攻击和安全漏洞。

  以碎片方式调动操作系统

  在谈到透明计算与云计算、远程+VPN+PNS等技术的区别时,张尧学总结到,相比这些技术,“透明计算”的最大突破是提出并部分实现了使终端如何变小以及无缝连接(跨硬件和软件平台)的思想和方法。

  “云计算是从中央服务器出发,透明计算则是从终端出发、从用户出发,更自由、安全、实用。”张尧学进一步解释说,云计算是由厂商通过服务器端的架构提供计算资源的服务,用户终端仅仅作为服务的接收端而存在,而透明计算主要关注用户端。用户需要服务时,就从服务器端将需要的软件或数据通过块或页的方式碎片化调用并主要在终端完成计算,而且终端可以装或不装任何数据、软件包括操作系统;第二,云计算主要解决数据的海量存放和使用问题,对软件的云化特别是操作系统的云化没有提出好的解决方案,而透明计算则较好地解决了这个问题;第三,透明计算还包括了云计算不具备的全过程管理、带宽与缓冲管理等功能;第四,由于云计算的重点不在终端的使用情况上,因而其在终端安全性上没有突破,而透明计算在终端安全性上有很好的考虑。

  “以前的计算机是由操作系统来调度各种软件,但如何以碎片方式调动不同的操作系统,我没听说别人做过。《IEEE计算机会刊》将为透明计算出一册专刊,我是客座编辑,已收到30篇论文,正在审稿中。这是《IEEE计算机会刊》第一次为中国人提出的概念出专刊。”张尧学说。

  理论之树收获应用之果

  早在多年前,张尧学就开放地拿出自己的成果,和企业一起开发了索普卡等3个系列的网络计算机,已经销售8万多台。目前英特尔也已经在台式机、笔记本、上网本、移动互联网设备等多个平台上实现了透明计算,包括上海交通大学在内的单位都已使用了英特尔的台式机透明计算系统。

  透明计算在工业领域的应用潜力也不断释放。中南大学信息科学与工程学院教授王斌告诉记者,在矿山信息化领域有很多工控机,每台差不多1万元,维护成本很高。“透明计算则把工控机变得更好。计算被放在后台上,终端变得很小,而且坚固,不需要太多维护。这种新型工控机的体积只有原来的八分之一,每台成本只有五六百元。”王斌说。

  航班管家董事长李黎军是张尧学的学生,参与过透明计算研究,这项研究让他的创业受益匪浅。李黎军告诉记者:“航班管家日常处理的数据量特别大,按照透明计算理念,我们创造了一种把网络访问需求切成小片的方法,分发到小终端去做。这样就有了动态的、可伸缩变化的数据处理能力,成本低,而且效率高。”(经济日报记者 董碧娟)

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