7月17日，由中國(guó)電子學(xué)會(huì)主辦、透明計(jì)算技術(shù)與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟協(xié)辦的透明計(jì)算/云計(jì)算高層研討會(huì)在北京舉行。在此次會(huì)議之前，很多人甚至沒有聽說過透明計(jì)算這個(gè)概念。透明計(jì)算是不是云計(jì)算的衍生品呢？
透明計(jì)算不是舶來品
其實(shí)，透明計(jì)算概念的提出比云計(jì)算要早。2007年，IBM在一份技術(shù)白皮書中首次提到了云計(jì)算這個(gè)名詞。云計(jì)算提出了一種全新的信息管理的思路。在充分利用互聯(lián)網(wǎng)的前提下，云計(jì)算將計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源等放在網(wǎng)絡(luò)上，形成一個(gè)動(dòng)態(tài)資源池，從而為廣大用戶提供了一個(gè)虛擬化的高可用性的計(jì)算平臺(tái)。
然而早在1998年，由中國(guó)工程院院士張堯?qū)W領(lǐng)導(dǎo)的小組就提出了透明計(jì)算的理論。透明計(jì)算是指用戶在使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)，不必感知操作系統(tǒng)、中間件、應(yīng)用程序等的具體所在，只要根據(jù)自己的應(yīng)用需求，通過網(wǎng)絡(luò)從所使用的各種終端設(shè)備(如固定和移動(dòng)的終端設(shè)備以及家庭中的各類終端設(shè)備)中選擇并使用相關(guān)計(jì)算服務(wù)(如計(jì)算、電視、上網(wǎng)和娛樂等)的一種計(jì)算模式。
透明計(jì)算的一個(gè)核心是分離，包括計(jì)算與存儲(chǔ)的分離、硬件與軟件的分離。計(jì)算與存儲(chǔ)的分離是指數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)上，而計(jì)算在前端或指定的地點(diǎn)進(jìn)行。硬件與軟件的分離包含兩層意思：一是指同一個(gè)硬件平臺(tái)可以支持不同的軟件，二是指同一個(gè)軟件能夠運(yùn)行在不同的硬件平臺(tái)上。只有實(shí)現(xiàn)資源的分離，才能讓用戶更加靈活地調(diào)配和使用各種資源，才能使資源以一種服務(wù)的方式被提供。
“計(jì)算一定要透明，計(jì)算過程不必讓用戶知道，只要讓用戶能夠自由地享受到所需的服務(wù)即可。”張堯?qū)W表示，“透明計(jì)算要求計(jì)算一定是分布式、并行化的。存儲(chǔ)與計(jì)算資源必須分離，前端的客戶端一定要小而輕。”
1998年，在3C融合和家電輕量化的背景下，張堯?qū)W領(lǐng)導(dǎo)的小組開發(fā)出了SOPCA軟件平臺(tái)。2001年，研究人員又提出了存儲(chǔ)與計(jì)算分離的想法和本地?zé)o操作系統(tǒng)的計(jì)算模式，計(jì)算可以在局域網(wǎng)上完成。2004年，透明計(jì)算的理論已經(jīng)成型，按需服務(wù)成了關(guān)鍵詞。從那一年開始，透明計(jì)算開始了產(chǎn)業(yè)化試點(diǎn)。2006年，透明計(jì)算組織與Intel合作，提出了Meta OS體系架構(gòu)。2009年，透明計(jì)算組織發(fā)布了面向服務(wù)的端到端體系架構(gòu)。透明計(jì)算可以廣泛應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)和廣域網(wǎng)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)成了透明計(jì)算新的載體。
張堯?qū)W表示：“透明計(jì)算的一個(gè)典型特征是，計(jì)算以流的模式執(zhí)行，計(jì)算資源就像電流一樣在CPU上自由流動(dòng)。由于技術(shù)的限制，在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)傳輸會(huì)有一定的延遲。為此，我們?cè)谕该饔?jì)算系統(tǒng)中特別設(shè)計(jì)了一個(gè)資源緩沖區(qū)，相當(dāng)于蓄水池，從而有效解決了信息傳輸過程中的延遲問題。將存儲(chǔ)資源放在服務(wù)器端或網(wǎng)上，在前端完成計(jì)算，這有助于減輕CPU的負(fù)擔(dān)，同時(shí)提高計(jì)算的性能。”
北京航空航天大學(xué)校長(zhǎng)懷進(jìn)鵬表示：“如果將互聯(lián)網(wǎng)看成一臺(tái)計(jì)算機(jī)的話，透明計(jì)算就是要將網(wǎng)上的閑散資源充分地利用起來。因此，實(shí)現(xiàn)聚合資源的管理顯得非常重要。當(dāng)資源分布在不同的地方，而且結(jié)構(gòu)各不相同時(shí)，人們就要考慮如何調(diào)度、分配和使用這些資源。透明計(jì)算能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)的使用和管理。”
殊途同歸
張堯?qū)W表示：“透明計(jì)算操作系統(tǒng)和現(xiàn)有操作系統(tǒng)是共生共存的，而不是替代關(guān)系。在現(xiàn)有的操作系統(tǒng)之上，已經(jīng)有了很多成熟的應(yīng)用，用戶的使用習(xí)慣也很難在短時(shí)間內(nèi)改變。如果非要讓這些用戶把現(xiàn)有應(yīng)用遷移到透明計(jì)算操作系統(tǒng)之上，這個(gè)過程會(huì)十分復(fù)雜。”
未來，操作系統(tǒng)的發(fā)展會(huì)走向兩個(gè)方向：傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)仍將以單機(jī)為開發(fā)平臺(tái)，在功能越來越多的情況下，操作系統(tǒng)本身也會(huì)日趨龐大和復(fù)雜；新型的操作系統(tǒng)，比如云操作系統(tǒng)、透明計(jì)算操作系統(tǒng)，將以網(wǎng)絡(luò)為開發(fā)平臺(tái)，前端功能會(huì)比較少，可以更好地管理系統(tǒng)中的資源。張堯?qū)W表示，技術(shù)進(jìn)步帶來的一定是應(yīng)用的簡(jiǎn)化。
現(xiàn)有的云操作系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：前端輕載化，系統(tǒng)啟動(dòng)速度快；后端可以更好地存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)快速搜索；服務(wù)器管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。云操作系統(tǒng)的不足是，不支持其他的操作系統(tǒng)或應(yīng)用。透明計(jì)算操作系統(tǒng)(比如Meta OS)的優(yōu)點(diǎn)是：可以管理其他的操作系統(tǒng)，可以跨越不同的軟硬件平臺(tái)，運(yùn)行在BIOS之上，能夠更好地管理輕載的終端。
張堯?qū)W介紹說：“透明計(jì)算操作系統(tǒng)其實(shí)是一種半虛擬化的技術(shù)。比如，透明計(jì)算操作系統(tǒng)可以只對(duì)硬盤虛擬化，或只把操作系統(tǒng)的某些部分虛擬化，目的是減輕前端硬件平臺(tái)的壓力。透明計(jì)算操作系統(tǒng)是一個(gè)底層的系統(tǒng)，具有很好的兼容性和安全性，而且使用起來十分方便。我們推出透明計(jì)算操作系統(tǒng)是為了解決用戶的應(yīng)用難題，給用戶更多的選擇。”
張堯?qū)W表示，未來透明計(jì)算將主要解決以下幾個(gè)問題：透明計(jì)算操作系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)的以單機(jī)為核心的操作系統(tǒng)，也不是在傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展或堆積，而是以全新的方式管理操作系統(tǒng)；可以跨硬件和軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)資源管理；保證海量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的一致性，實(shí)現(xiàn)快速搜索和深度挖掘；開發(fā)能夠支持服務(wù)重組的工具；開發(fā)面向用戶的新型終端。
沒有殺手級(jí)的應(yīng)用
目前，透明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)成功地應(yīng)用于軍事、教育、企業(yè)和金融等領(lǐng)域。張堯?qū)W指出了透明計(jì)算的三種主要應(yīng)用，包括桌面應(yīng)用、移動(dòng)應(yīng)用和家電應(yīng)用。
經(jīng)過多年的實(shí)踐，透明計(jì)算在桌面系統(tǒng)和局域網(wǎng)上的應(yīng)用已經(jīng)十分成熟。但是帶寬的不足始終是透明計(jì)算應(yīng)用發(fā)展過程中的一個(gè)障礙。張堯?qū)W舉例說： “在軍隊(duì)中，透明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。透明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的終端配置很簡(jiǎn)單，使用和管理起來十分方便。有些透明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在軍隊(duì)中已經(jīng)使用了10 年，從來沒有發(fā)生過故障。”
透明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用正處于發(fā)展之中。比如：在手機(jī)短信應(yīng)用中，由于有了透明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所有短信都可以存放在服務(wù)器上，用戶在查看短信時(shí)，短信才從服務(wù)器上被下載到手機(jī)上，閱讀完畢，短信被從手機(jī)上刪除，這樣手機(jī)就變“輕”了。卓望數(shù)碼技術(shù)管理高級(jí)總監(jiān)、首席架構(gòu)師劉克鴻表示：“在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，透明計(jì)算既面臨著機(jī)遇，也面臨著挑戰(zhàn)。透明計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)資源的透明化，降低對(duì)終端硬件設(shè)備的要求，改變軟件應(yīng)用的模式。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域沒有殺手級(jí)的應(yīng)用，只有殺手級(jí)的價(jià)值主張和商業(yè)模式。透明計(jì)算的價(jià)值就在于簡(jiǎn)單、透明，即終端簡(jiǎn)單，服務(wù)發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)單，服務(wù)訂閱簡(jiǎn)單……”
一位網(wǎng)友在他的博客里留下了這樣一段話：云計(jì)算也好，透明計(jì)算也罷，叫什么名字并不重要。重要的是，我們一定做出具體的、非常簡(jiǎn)單的應(yīng)用，讓更多不具備太多計(jì)算機(jī)知識(shí)的人也可以很方便地享受到計(jì)算機(jī)技術(shù)帶來的種種好處。搞清楚云計(jì)算、透明計(jì)算等概念固然重要，但是盡快讓這些新技術(shù)落地，給用戶帶來方便和實(shí)惠才更有意義。這需要政府、研究機(jī)構(gòu)、廠商和企業(yè)的共同努力。
