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  • 张尧学专访:让透明计算更“透明”

    来源:www.shuoshisheng.net 发布时间:2020-02-14

    作者:曹秀英来源:科技日报出版时间:2015/1/26 14:1:01

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    张尧学访谈:让透明计算更“透明”荣获国家自然科学奖一等奖,将张尧学院士及其研究团队带到舆论的顶端 面对质疑,张尧学最近接受了《科学技术日报》的独家采访-

    “很抱歉这么长时间不给公众回复造成的误解。 我沉默的原因是我考虑知识产权和商业秘密。 “张尧学院士希望通过《科技日报》表示歉意

    获得国家自然科学奖一等奖,将张尧学和他的研究团队带到了舆论的前沿。

    其获奖项目“网络计算模型和基础理论研究”俗称“透明计算” 据报道,这项研究在三个方面取得了突破:元操作系统(Meta OS)的开发、计算与存储的分离、软硬件的分离。

    “我已经在网上发布了我的原型成就的视频,每个人都可以观看(或者在我的主页上观看,技术人员可以通过这些视频了解更多。” ”他说

    关于这一理论和技术的讨论一直持续到今天。 计算和存储的分离已经实现了很长时间,这就是网吧所做的。这难道不是甲骨文和其他公司20年前提出的网络计算机的概念吗?乍一看,“透明计算”的概念听起来像云计算。它有什么独特之处?冯诺依曼的结构被颠覆了吗?英特尔的透明计算和张尧学的透明计算是一回事吗?一个长期主管怎么会有时间做科学研究?近日,张尧学接受《科学技术日报》独家采访,获奖后首次详细介绍了“透明计算”和研究过程。

    “透明计算”和“云计算”

    “关于透明计算和云计算之间的区别,我已经在应用材料中讲了很多次,几次回复和很多场合 “张尧学说,首先,云计算是一种服务,供应商通过服务器端架构提供计算资源。用户终端仅作为服务的接收者而存在,而透明计算关注用户 当用户需要服务时,他们将从服务器端以块或页的形式分割和调用所需的软件或数据,并主要在终端完成计算,终端可能包含也可能不包含任何数据和软件,包括操作系统。其次,云计算主要解决数据的海量存储和使用问题。它没有为软件云,尤其是操作系统云提供好的解决方案,而透明计算更好地解决了这个问题。第三,透明计算还包括云计算不具备的全过程管理、带宽和缓冲区管理功能。第四,由于云计算的重点不在终端的使用上,因此在终端安全方面没有突破,而透明计算在终端安全方面有很好的考虑。

    ”透明计算的实现可以在多个级别,例如硬件层之上、中间件层或应用层 “在张尧学看来,透明计算的概念应该比云计算更早提出

    “云计算大概在2008年左右在中国广为人知,我们第一次对‘透明计算’进行研究是在1998年,但当时我们没有叫它这个名字。这个名字是微软亚洲研究院的一位领导在2003年访问我的实验室时给的。 ”他说

    “透明计算”起源于索普卡,1998年,一台电脑售价数万元。升级速度太快,而且有许多病毒。我的想法是计算机是否可以变得更简单、更便宜、更安全和跨平台 ”张尧学说,在开发网络计算机的基础上,他试图从已经非常紧凑的终端中移除操作系统,提出了一种没有操作系统的计算模式,并开始开发终端系统。 “网络计算机”的概念是20年前提出的。 张尧学说,但是甲骨文和其他公司的网络计算机没有得到很好的使用。 “太阳公司还送给我们一套阳光系统,一台服务器和40个终端,价格超过100万元,我记得每个终端要1000多美元 虽然这是一份礼物,但不容易使用。当时,只能使用一个操作系统。 我会考虑是否可以使用更好的方法来管理网络资源,以便计算机终端可以更好地使用、更安全并与不同的操作系统兼容。

    张尧学说,最初的研究是从无盘工作站开始的,但逐渐发现无盘工作站有许多局限性,例如只能识别一个操作系统、速度慢、易于执行以及病毒防护能力差。 “但是无盘工作站提供了PXE(预引导执行环境)协议,我们将在此基础上进行扩展 "

    几年后,张尧学的团队制造了索普卡电脑 据说这个系统相当于当时使用一台家用电脑,可以驱动30个终端,并配有多个操作系统。 “Sopka的电脑之所以薄,是因为它是一台没有任何软件的裸机。计算机运行所需的操作系统软件和应用软件可以从服务器下载。 “一份题为《索普卡:中国PC“瘦身”之道》的报告写道

    张尧学说索普卡有两项专利已经转让给联想和其他公司。 当时索普卡在贵州、云南等偏远地区以及一些边防部队和企业有很好的应用。2003年获教育部科技进步一等奖,2004年获国家技术发明奖二等奖。

    “但是我认为大学研究人员的主要任务应该是在理论和研究上取得突破,而不是制造产品。 做一个行业需要金融、销售和生产方面的专业团队,这不是我的强项,我仍然在教育部工作。 因此,我开始思考将Sopka推向移动网络和广域网的方向,从理论上思考如何使计算机在网络环境中的使用更加安全和简单。 ”张尧学说,他在2004年开始了这一领域的理论研究

    张尧学从1999年到2011年在教育部任职,但他告诉记者:“在我被调到教育部之前,我已经和当时的教育主管谈过了,并将继续在清华大学做科学研究。” 领导和清华大学都同意 因此,我很少出差,基本上晚上和休息日都呆在实验室里,我想清华大学的同事可以证明这一点。 “

    与英特尔合作

    张尧学认为他已经教操作系统课程很长时间了,并且通过对协议的研究熟悉了底层协议。 “操作系统的两个最核心的内容是中断和调度,这两种机制都只适用于单个机器。我想知道在底层硬件之上是否可以有一个中间层将包括操作系统和应用程序在内的软件从网络加载到这个中间层上运行,并实现不同软件(包括操作系统和应用程序)的按需选择和按需调度,从而连接不同的硬件和不同的软件系统 但这是一个黑匣子,需要拆卸。 那时,学生们学习非常努力,但是他们以某种方式做到了,但是效果不是很理想。 这是由于带宽的原因,每个操作系统很难分解底层。 ”张尧学说

    他说,与英特尔的合作在该技术的广泛应用中发挥了巨大作用。 英特尔致力于推广下一代基本输入输出系统及其接口标准,即可扩展固件接口(EFI)。目前,90%的新生产的个人计算机采用了电喷和统一可扩展固件接口技术 “使用电喷技术实现透明计算不仅支持多种操作系统的选择和执行,而且极大地缓解了在不同硬件平台上难以运行的问题 “

    谈到与英特尔的合作,张尧学表示,在英特尔于2005年访问他的实验室并进行初步接触后,双方于2007年2月签署了合作协议,并进行了长期合作。 “迄今为止,我们已经签署了三项合作协议,英特尔完全承认我们的知识产权 由于商业协议的条款,我不能透露太多的合作细节。 然而,麦克拉。英特尔美国总部软件和服务部平台技术中心总经理格林在2013年4月英特尔信息峰会上发表主旨演讲,其中第7、8和9页描述了我们的合作。 这篇演讲的PPT在我清华大学的主页上(

    “我们的目标是使底层软件通用,并扩大电喷成为国际标准 中高层透明计算的实现正在进一步研究之中。 我认为HTML5是实现透明计算的技术手段 可能理解错了,对每个人的批评 ”张尧学说,“至于英特尔的透明计算,透明计算和我有什么关系?我建议你采访英特尔 在这方面我有足够的证据来回答你的问题。 “

    他说英特尔已经在台式电脑、笔记本电脑、上网本、移动互联网设备、平板电脑和智能手机以及其他平台上实现了透明计算。包括上海交通大学在内的单位都使用了英特尔的桌面透明计算系统。 虽然许多大学购买了清华大学专利转让的桌面系统 “清华大学、中南大学和清华大学的毕业生也开发了基于透明计算思想的新系统原型,如手机透明计算系统(mobile phone transparent computing system),利用手机远程使用多个操作系统和应用程序。 这次它基本上已经公开了,我们的知识产权可能会受到损失。 “

    还有网络计算机和其他技术的区别

    总结与网络计算机、远程+VPN+PNS等技术的差异,张尧学表示,“透明计算”的最大突破是提出并部分实现了如何使终端更小、无缝连接(跨越软硬件平台)的思想和方法 根据这种方法,开发了一个分布式超级操作系统MetaOS。 它不仅包括远程启动协议MRBP(一、二)和网络服务接入协议NSAP,还包括能够管理和调度不同操作系统、网络带宽和其他资源的输入/输出方式,以及轻量级网络协议栈等。它可以沿着使用路径监控网络上的使用情况。 他透露,一家中央企业控股公司最近在国家重大项目的支持下,基于MetaOS的原理和早期版本开发了新版MetaOS,具有重要的应用。

    理想的元操作系统可以跟踪和记录不同用户的访问,并解决从终端系统到服务器的资源监控和管理,例如沿途的带宽和缓存。 “在过去,计算机曾经使用操作系统来调度各种软件,但是我还没有听说过其他人这样做,如何使用碎片来调动不同的操作系统。 ”张尧学说

    工业化的前景是可以预料的

    ”许多人说,我们提议的计算和存储分离已经存在很久了,我已经这样做了十多年,而且我们拥有专利。 ”张尧学说,“而且我们的技术允许用户根据需要调用资源,指令被分割成终端,而不是整个操作系统和应用程序,这可以大大简化终端,带宽不是主要问题。"

    他解释说,简单地说,元操作系统分为客户端和后端软件 如果用户指定一台计算机作为存储数据的后端,则安装后端软件,而他想要使用的其他计算机、移动电话和可穿戴设备需要安装客户端软件。 这样,他可以打开任何终端,随意调用后端程序和数据。 清华大学和中南大学的透明计算研究团队已经制造了更多新产品的原型,包括定制应用程序和具有不同操作系统的透明手机。

    他说他致力于透明计算技术的产业化,在可穿戴设备、智能家居、医疗和教育大数据等方面有着巨大的应用前景。 例如,在未来,你可以访问和操作远至非洲的北京的计算机资源,而不用把笔记本电脑带到国外。医生可以使用专业软件调用和分析各种医疗数据,如核磁共振图像等。在他们的手机上。

    关于论文和冯诺依曼的结构

    “当我在日本学习时,我已经发表了三篇关于IEEE的论文 如果我们继续关注热点,我们也可能继续发表许多论文。 但是我没有和别人一起做。他解释说:“前几年很难发表文章,发表文章的引用率也很低,但这些年要好得多。" 去年,我们在计算机领域的顶级期刊和会议上发表了4篇文章,如《IEEE计算机会刊》,并在2015年接受了另一篇文章。 《IEEE计算机会刊》还将出版一期透明计算专刊。我是客座编辑。我已经收到30篇论文,目前正在审阅。 这是《IEEE计算机杂志》首次就中国人提出的概念发表专刊。"

    “我从来没有说过颠覆或替代之类的话 我们一直在讨论将冯诺依曼的结构从一台机器扩展到互联网。我在国际学术会议上讲过这些,我在美国几所大学做学术报告时也讲过这些。我在2007年评估工程院院士时也这样说过。 如果是错的,那是我的错。 ”他最后说,“在计算机领域有许多事情我不明白。我的理解有很多局限,我经常犯错,但我愿意学习和接受批评。 ”(原标题:让透明计算更“透明”)

    (北京,1月25日,科技日报)

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