透明計(jì)算張堯?qū)W

　　透明計(jì)算是一種計(jì)算機(jī)技術(shù)，它的核心理念是在保護(hù)數(shù)據(jù)隱私的同時，提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率和可靠性。它是在信息技術(shù)發(fā)展的大背景下，對數(shù)據(jù)隱私保護(hù)和計(jì)算性能之間的平衡進(jìn)行深入探索的產(chǎn)物。以下是小編為大家整理的透明計(jì)算張堯?qū)W，僅供參考，希望能夠幫助大家。

　　透明計(jì)算張堯?qū)W

　　提到云計(jì)算，大多數(shù)人并不陌生。但相較于這個“舶來品”，地地道道的“中國貨”——透明計(jì)算卻鮮為人知。

　　事實(shí)上，“透明計(jì)算”這個概念在國際上早已聲名赫赫：英特爾公司現(xiàn)任總裁詹瑞妮就曾在2012年的英特爾全球信息技術(shù)峰會(IDF)上評價它“代表了下一個計(jì)算時代”。要知道，此前10年的IDF歷史上，英特爾從未如此高調(diào)地評價過一項(xiàng)“非英特爾”原創(chuàng)的技術(shù)。

　　此外，200多家國際技術(shù)媒體進(jìn)行報道、40多家國內(nèi)外大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行跟蹤研究，就連國際上第一本云計(jì)算雜志《云計(jì)算國際雜志》也首次為“透明計(jì)算”出版專輯。

　　今天，這個“中國貨”再次引起關(guān)注——我國自然科學(xué)領(lǐng)域的最高獎頒給了清華大學(xué)張堯?qū)W院士率領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，他們憑借“網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的模式及基礎(chǔ)理論研究”獲得2014年度國家自然科學(xué)獎一等獎。

　　在如今IT界無“云”不歡的影響下，很多人會以為“透明計(jì)算”是類似于“云計(jì)算”的一種計(jì)算方式。其實(shí)不然，被稱為“先于云計(jì)算、包含云計(jì)算”的“透明計(jì)算”概念提出比“云計(jì)算”早得多。

　　從1998年率領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)開始從事透明計(jì)算系統(tǒng)和理論的研究，直到2004年，張堯?qū)W才正式提出了這一概念。在他的描述中，“透明計(jì)算”的核心是將存儲與運(yùn)算分離、將軟件與終端分離，通過有緩存的“流”式運(yùn)算，將計(jì)算還原為“不知不覺、用戶可控”的個性化服務(wù)。

　　簡單來說，在這種計(jì)算模式下，用戶在使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時，不必考慮操作系統(tǒng)、中間件和應(yīng)用程序，而是可以根據(jù)自己的需求，隨時隨地通過網(wǎng)絡(luò)在自己的終端設(shè)備上選擇和使用相關(guān)服務(wù)。

　　張堯?qū)W認(rèn)為，“透明計(jì)算”之所以吸引人就在于跨操作系統(tǒng)和硬件設(shè)備，不受到地理位置限制的同時，其數(shù)據(jù)將更加安全。

　　他用了一個形象的比喻來解釋。如果把計(jì)算機(jī)當(dāng)作一位旅客，“運(yùn)算”當(dāng)作衣服，外出旅行時，旅客就要將所有需要的衣服裝進(jìn)相當(dāng)于計(jì)算機(jī)存儲器的“旅行箱”里�？沙Ｗ屓藶殡y的是：隨著所需衣服數(shù)量的增多，旅行箱會越來越重。

　　此時，如果出現(xiàn)一位“旅行助理”，每當(dāng)需要時他便把合適的衣服送來，這樣，旅客就可以“甩掉”沉重的旅行箱了。

　　而“透明計(jì)算機(jī)”就相當(dāng)于這個沒有負(fù)重的旅客。也就是說，未來，你的手機(jī)、電腦等終端將成為真正的“裸機(jī)”，相當(dāng)于一個界面，而操作系統(tǒng)和服務(wù)都將被加載在服務(wù)器上。

　　這也意味著，在這種模式下，操作系統(tǒng)被視為一種網(wǎng)絡(luò)資源從終端“剝離”，計(jì)算機(jī)的“大腦”被推送到了“云端”。

　　不僅如此，根據(jù)“透明計(jì)算”而研發(fā)的“超級操作系統(tǒng)”還實(shí)現(xiàn)了同一終端上的跨平臺操作：這使得任何一臺電腦都可以既使用Windows系統(tǒng)，也可以使用其他系統(tǒng);任何一臺手機(jī)既可以使用安卓系統(tǒng)也可以使用蘋果系統(tǒng)。

　　張堯?qū)W把這個超級操作系統(tǒng)比喻為“管理操作系統(tǒng)的操作系統(tǒng)”。他笑言：“九龍治水，我不當(dāng)?shù)谑畻l龍，而要當(dāng)管龍的‘龍王’。”

　　有人擔(dān)心，這樣一個“霸氣十足”的超級操作系統(tǒng)如何才能占領(lǐng)國際市場，“分一塊蛋糕”?

　　張堯?qū)W卻認(rèn)為，“超級操作系統(tǒng)”不僅沒有切蛋糕，反而是在增加蛋糕，它本質(zhì)上是實(shí)現(xiàn)大家和諧共處，一起解決未來發(fā)展方向上的問題。

　　他解釋：“完全重構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈的想法是不一定站得住腳的，這相當(dāng)于要去替代人家、要去打架。但如果是在產(chǎn)業(yè)鏈上占據(jù)話語權(quán)，哪怕一兩個點(diǎn)，那就能拉動我們產(chǎn)業(yè)大發(fā)展�！�

　　這樣一種“不破壞、不反對、不消滅原來體系”的模式，被認(rèn)為改變了我國操作系統(tǒng)一貫采取的“替代策略”，從根本上改變了我國國家網(wǎng)絡(luò)安全和操作系統(tǒng)技術(shù)長期受制于人的局面，“它會派生出很多新的終端來，從而改變商業(yè)模式和軟件的使用模式�！睆垐�?qū)W說。

　　透明計(jì)算是什么

　　透明計(jì)算是一種展示和共享計(jì)算活動的方式，它推動代碼公開、計(jì)算結(jié)果可追溯以及加密統(tǒng)一的原則。

　　透明計(jì)算的宗旨就是提高計(jì)算過程的可追蹤性，以保障數(shù)據(jù)可靠性，從而實(shí)現(xiàn)有效的管理和控制。讓參與者明白所有計(jì)算和文檔都可以進(jìn)行必要的信息管理，以及滿足客觀和可重復(fù)性的需求，實(shí)現(xiàn)各方之間的互聯(lián)互通和活動的可靠性提升是非常重要的。

　　透明計(jì)算給參與者帶來的安全和透明性有助于建立其未來的敏感性價值網(wǎng)絡(luò)。此外，透明計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，并增加有效的數(shù)據(jù)安全保障，從而極大地提高了計(jì)算的可靠性，并增強(qiáng)了未來的管理控制能力。

　　此外，透明計(jì)算可以改善參與者之間的了解，增加了各方的信任度。參與者對彼此的動態(tài)活動有充分的了解，從而可以有效地協(xié)調(diào)不同活動之間的聯(lián)系，減少了可能發(fā)生的差錯，并使可能影響完成項(xiàng)目的風(fēng)險也受到了有效控制。

　　另外，透明計(jì)算可以提供可審計(jì)性，包括所有參與者的動態(tài)活動都可以進(jìn)行審計(jì)，從而減少不當(dāng)行為的發(fā)生，并審核活動的有效性。透明計(jì)算也可以提供靈活性和靈活性，參與者可以根據(jù)業(yè)務(wù)模型的不斷調(diào)整和更新計(jì)算，從而跟上市場的步伐，提高活動的效率、可操作性和可調(diào)整性。

　　因此可以看出，透明計(jì)算不僅有助于保護(hù)數(shù)據(jù)安全，也可以幫助參與者之間建立信任關(guān)系，提高參與者對計(jì)算的可視性，提高活動的審計(jì)性和靈活性，有助于各方之間的協(xié)調(diào)配合，有效地避免發(fā)生可能出現(xiàn)的問題。

　　解決問題

　　透明客戶端與服務(wù)器之間的連接由透明網(wǎng)絡(luò)完成。透明網(wǎng)絡(luò)是指一種在常用的局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)基礎(chǔ)上增加了特定通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以基于以太網(wǎng)、CATV、802.11、IEEE 1394等傳輸系統(tǒng)，甚至是基于3G、4G的通信網(wǎng)絡(luò)。

　　透明計(jì)算要解決的問題也是普適計(jì)算要解決的一些問題，同時，也是當(dāng)前云計(jì)算平臺構(gòu)建的應(yīng)用服務(wù)對象。具體說來這些問題如下：

　　1、服務(wù)模式的轉(zhuǎn)變。目計(jì)算機(jī)服務(wù)模式是由軟硬件廠商設(shè)計(jì)好后統(tǒng)一提供給用戶進(jìn)行使用，用戶能夠在有限的范圍內(nèi)進(jìn)行一些定制工作。這是一種以廠商為中心的服務(wù)模式。用戶不能自由跨平臺選擇各種應(yīng)用，更不能完全實(shí)現(xiàn)個性化的使用模式。透明計(jì)算，要實(shí)現(xiàn)以用戶為中心的服務(wù)模式，恢復(fù)用戶的主導(dǎo)地位。用戶可以通過各種平臺自由選擇和使用各種軟件服務(wù)，實(shí)現(xiàn)軟件即服務(wù)(SaaS，Software as a Service)。

　　2、 各種操作系統(tǒng)的和諧共處和普遍訪問。在透明計(jì)算系統(tǒng)中，要支持各種操作系統(tǒng)和應(yīng)用能夠在同一硬件平臺上和諧共處(運(yùn)行)。這也是虛擬機(jī)(Virtual Machine)技術(shù)試圖要解決的問題。其次，在透明計(jì)算系統(tǒng)中，還要能夠?qū)崿F(xiàn)各種操作系統(tǒng)和應(yīng)用的跨平臺普遍訪問，即支持在不同的硬件平臺上能夠訪問到用戶定制的同一操作系統(tǒng)和應(yīng)用環(huán)境。

　　3、 技術(shù)的開放性。技術(shù)開放也是為了解決各種操作系統(tǒng)的和諧共處問題。要解決這個問題，就需要發(fā)展和制定一種硬件和軟件之間的標(biāo)準(zhǔn)接口與交互協(xié)議，屏蔽底層硬件和上層軟件的異構(gòu)性和差異性，從而使得不同廠商的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件都能集成并運(yùn)行在一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)平臺之上。SOA (Service-Oriented Architecture)架構(gòu)就是實(shí)現(xiàn)技術(shù)開放性，從而使得不同廠商開發(fā)的軟件服務(wù)能夠進(jìn)行跨平臺集成的一種有效方式。

　　4、技術(shù)的透明性。技術(shù)透明則著眼于使用的方便性。主要有兩個方面的含義：一個是指對用戶透明，即用戶不用關(guān)心和了解技術(shù)的各種細(xì)節(jié)，只需關(guān)心其使用，并保持過去的使用體驗(yàn)；二是對運(yùn)行在透明計(jì)算平臺上的各種操作系統(tǒng)和應(yīng)用透明，即各種操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件不用關(guān)心和考慮透明計(jì)算平臺的各種技術(shù)。各種操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件不需進(jìn)行任何修改或者很少修改就可以直接運(yùn)行在該平臺上。對操作系統(tǒng)和應(yīng)用而言，運(yùn)行在透明計(jì)算平臺上，與運(yùn)行在通常的計(jì)算機(jī)平臺上一樣，沒有任何區(qū)別，完全不用考慮服務(wù)器的位置、指令和數(shù)據(jù)的存儲與傳輸方式等。

　　5、安全性。安全性是系統(tǒng)使用時必須要考慮的一個問題。為了在軟硬件平臺上實(shí)現(xiàn)真正的從底層到上層的安全性，人們提出了可信計(jì)算(Trusted Computing)的模型和技術(shù)。在透明計(jì)算中，也需要解決計(jì)算和數(shù)據(jù)的安全性，實(shí)現(xiàn)可信的計(jì)算和數(shù)據(jù)服務(wù)。

　　清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系的透明計(jì)算平臺采用Intel EFI技術(shù)來研究開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)透明計(jì)算模式的下一代產(chǎn)品，已完成原型系統(tǒng)的開發(fā)，該原型產(chǎn)品在4月份的Intel IDF上進(jìn)行了展示。該款產(chǎn)品如果產(chǎn)業(yè)化成功，將大大擴(kuò)展機(jī)器的性能和產(chǎn)品的適用范圍，構(gòu)建一種應(yīng)用廣泛的新型云計(jì)算平臺。

　　發(fā)展前景

　　位于湖南長沙的中南大學(xué)2012年10月18日宣布，該校聯(lián)手英特爾在此間建立了透明計(jì)算聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，研究實(shí)驗(yàn)或?qū)㈤_啟下一個“計(jì)算時代”的新模式——“透明計(jì)算”。

　　中南大學(xué)校長張堯?qū)W院士是這種以“用戶為中心”的網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算模式——“透明計(jì)算”的首創(chuàng)者。他解釋說，透明計(jì)算就是通過網(wǎng)絡(luò)，把存儲、運(yùn)算、管理進(jìn)行邏輯或物理分離，將應(yīng)用和硬件分開，實(shí)現(xiàn)個人在任意地點(diǎn)的“不知不覺、用戶可控”的統(tǒng)一體驗(yàn)。它的優(yōu)點(diǎn)還在于用戶終端可跨越所有操作系統(tǒng)，在用戶終端可運(yùn)行各類應(yīng)用程序，有簡化用戶使用、降低成本等好處。

　　“因?yàn)楦黝悜?yīng)用都統(tǒng)一安裝在‘透明計(jì)算服務(wù)器’內(nèi)，還統(tǒng)一更新新的應(yīng)用程序，這也可解決智能手機(jī)為了滿足不斷下載軟件而需更換更大內(nèi)存，為更新軟件升級向服務(wù)商支付費(fèi)用等矛盾�！睆垐�?qū)W說。

　　此新模式甫一提出，便受到英特爾、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、清華大學(xué)等全球知名企業(yè)和高校紛紛跟進(jìn)研究。透明計(jì)算在英特爾的IDF公布后一度受到熱捧。英特爾高級副總裁詹睿妮評價說，“透明計(jì)算將引領(lǐng)下一個計(jì)算時代�！�

　　張堯?qū)W也認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)對今后的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將會帶來革命性的變化，“會是一個巨大的產(chǎn)業(yè)，有可能成為世界上最好的計(jì)算模式�！�

　　打開一臺電腦，建立一個新文檔，把記者輸入的信息保存到遠(yuǎn)端的“透明計(jì)算服務(wù)器”后關(guān)機(jī)。然后，打開實(shí)驗(yàn)室另外一臺電腦，輸入之前注冊的個人賬號登錄到“透明計(jì)算服務(wù)器”，輕而易舉找到了之前的信息文檔，在此基礎(chǔ)上還可以繼續(xù)進(jìn)行其他操作。這一模式徹底“顛覆”了用戶文件、音頻、視頻、圖像等數(shù)據(jù)“根深蒂固”于計(jì)算機(jī)內(nèi)部硬盤或附屬存儲器之中的觀念。

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