自然科學(xué)一等獎
1月9日，2014年國家自然科學(xué)獎揭曉，一等獎被中國工程院院士、中南大學(xué)校長張堯?qū)W率領(lǐng)的團(tuán)隊摘得，其奪獎成果是一種全新的網(wǎng)絡(luò)化計算模式——“透明計算”。
國家自然科學(xué)獎一等獎以寧缺毋濫著稱，1999年到2013年的15年間，竟有10年空缺。“透明計算”憑什么能摘得此項桂冠?它將給信息領(lǐng)域帶來哪些顛覆性改變?光明日報記者對張堯?qū)W院士及其團(tuán)隊進(jìn)行了訪問。
顛覆之一：把“計算機(jī)的大腦”放到云端
同時擁有臺式機(jī)、筆記本、PAD、智能手機(jī)，是不是只帶來方便?由此造成的資料分散及資源混亂是不是經(jīng)常困擾著你?在中南大學(xué)，記者體驗到了“透明計算”的貼心之處：
——通過個人賬號登錄電腦、手機(jī)、PAD等任何終端，都能從指定服務(wù)器調(diào)用數(shù)據(jù)和軟件，把當(dāng)前終端變成自己常用的電腦。
——終端只下載用戶調(diào)用的軟件和數(shù)據(jù)，使用后的數(shù)據(jù)更改和用戶習(xí)慣仍保存在服務(wù)器里，完美實現(xiàn)資源整合與終端簡便。
更為神奇的是，在“透明計算”的世界里，服務(wù)器可以同時安裝Windows、Unix、Linux等多套操作系統(tǒng)，用戶通過一個新的平臺——超級操作系統(tǒng)(Meta OS)來管理所有資源。Meta OS的界面簡潔友好，基于不同操作系統(tǒng)開發(fā)的應(yīng)用軟件以圖標(biāo)形式排列，用戶只需點擊圖標(biāo)即可調(diào)用，完全不必再考慮背后的操作系統(tǒng)和硬件配置。
“‘透明計算’的基本思路，是通過網(wǎng)絡(luò)將存儲、計算與管理分離，不僅能像云計算那樣把數(shù)據(jù)和應(yīng)用軟件放在云端，而且把‘計算機(jī)的大腦’——操作系統(tǒng)也放到了云端。”張堯?qū)W介紹，作為信息技術(shù)領(lǐng)域的原始創(chuàng)新，“透明計算”先于云計算、包含云計算，最大優(yōu)點是使用戶得到跨操作系統(tǒng)、跨終端的無障礙服務(wù)，盡情享受網(wǎng)絡(luò)時代提供的最大便利。
“這就從根本上突破了統(tǒng)治計算機(jī)領(lǐng)域60余年的馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了流式計算。”中南大學(xué)計算機(jī)所所長王國軍指出，“這也破解了人們對電腦、手機(jī)性能的無止境追求，推動終端向輕便、低價、安全方向發(fā)展，最終方便所有人。”
也正因如此，“透明計算”自2004年提出后，就備受業(yè)界推崇。英特爾、中國移動、聯(lián)想集團(tuán)、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、清華大學(xué)等知名企業(yè)和高校紛紛跟進(jìn)研究。國外評論指出：這將是首個由中國推動的計算技術(shù)，有望領(lǐng)跑新的計算時代。
顛覆之二：網(wǎng)絡(luò)信息安全不再成問題
移動互聯(lián)網(wǎng)遭遇的最大挑戰(zhàn)，無疑是大家不放心把私密數(shù)據(jù)放在云端。而蘋果公司承認(rèn)iPhone可竊取用戶信息、12306網(wǎng)站用戶信息大規(guī)模泄露等事件，也都一再印證了人們的擔(dān)心。
“透明計算”的到來，能改變這一困局嗎?張堯?qū)W給出的`答案是：“從理論上，我們已解決了網(wǎng)絡(luò)安全問題。”他強(qiáng)調(diào)，在“透明計算”時代，網(wǎng)絡(luò)資源存儲于用戶指定的服務(wù)器(家庭電腦、企業(yè)服務(wù)器等)，而不再是廠商指定的服務(wù)器，從根本上解決了用戶信任問題——用“私人倉庫”取代了“公共倉庫”。
那“私人倉庫”的安全誰來保障?中南大學(xué)計算機(jī)工程系副主任王斌介紹，與現(xiàn)有殺毒軟件都運行于操作系統(tǒng)之上不同，Meta OS運行于CPU和操作系統(tǒng)之間，擔(dān)當(dāng)著“倉庫管理員”的角色。這就解決了一直困擾中國用戶的問題：殺毒軟件只能判斷和剿殺操作系統(tǒng)不允許的外來入侵及非法操作，卻無法防范操作系統(tǒng)自身的后門。換言之，你家倉庫里雖然養(yǎng)了警犬，但外國人有倉庫的備用鑰匙，而警犬把用鑰匙開門的都當(dāng)主人，你有什么辦法?“Meta OS的出現(xiàn)，相當(dāng)于在倉庫門外加派了一名看守，任何訪客都會被他攔住，再交由倉庫主人甄別需不需要放警犬。”
“這就在我國用戶普遍使用外國電腦和操作系統(tǒng)的現(xiàn)實下，找到了解決網(wǎng)絡(luò)安全問題的有效路徑。”張堯?qū)W預(yù)言，“‘透明計算’對中國國家信息安全的貢獻(xiàn)，將超乎人們的想象。”
目前，“透明計算”已成功應(yīng)用于我國大型冶金企業(yè)的工控系統(tǒng)與工程設(shè)計部門，實現(xiàn)了工程設(shè)計和工程控制的安全性、高維護(hù)性和高可靠性;中南大學(xué)“湘雅醫(yī)療大數(shù)據(jù)系統(tǒng)建設(shè)”中，“透明計算”被應(yīng)用于跨區(qū)域、跨醫(yī)院、跨系統(tǒng)的就診服務(wù)、個性化醫(yī)療信息安全采集等，已管理超過100億條用戶健康數(shù)據(jù)，有望帶來大健康產(chǎn)業(yè)預(yù)計8萬億元的年產(chǎn)值。
顛覆之三：使用外國產(chǎn)品也可發(fā)展自己
“我們總希望一舉替換外國產(chǎn)品，比如老想做一個系統(tǒng)徹底取代Windows。”張堯?qū)W這樣指出我國信息技術(shù)領(lǐng)域的現(xiàn)實之困，在軟硬件產(chǎn)品已被幾大國際巨頭壟斷的背景下，由于使用習(xí)慣和兼容性問題，國產(chǎn)操作系統(tǒng)幾乎連進(jìn)入市場的機(jī)會都沒有，“而不經(jīng)受大規(guī)模實用檢驗，就更難追上外國產(chǎn)品”。
“如何構(gòu)建一個與各國軟硬件兼容的平臺，不排斥人家的優(yōu)勢產(chǎn)品，慢慢在共存中培養(yǎng)、壯大自己，才是后發(fā)國家的可行出路，這也正是‘透明計算’所致力解決的問題。”張堯?qū)W指出，Meta OS平臺不排斥任何現(xiàn)有硬件與軟件，國產(chǎn)操作系統(tǒng)可以與外國操作系統(tǒng)共存、互補(bǔ)，從單個應(yīng)用軟件起培養(yǎng)用戶、贏得生存空間，最終實現(xiàn)全面超越;“透明計算”所需的配套硬件，則完全是一片藍(lán)海，在智能眼鏡、手表等可穿戴設(shè)備上的市場空間更是不可限量，國產(chǎn)硬件行業(yè)如能趁此一搏，必將風(fēng)光無限。
“一個好的標(biāo)準(zhǔn)就應(yīng)該造福整個產(chǎn)業(yè)鏈，而‘透明計算’正是這樣一個標(biāo)準(zhǔn)。”國外同行這樣評價。英特爾公司現(xiàn)任總裁詹睿妮更在英特爾2012年信息技術(shù)峰會上這樣開篇：“未來的計算，必將是‘透明計算’的時代。”
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