孫杰賢

2008年的10月，谷歌舉辦了一場(chǎng)關(guān)于云計(jì)算的內(nèi)部研討會(huì)，當(dāng)時(shí)只有三位嘉賓做了主題發(fā)言：一位是谷歌全球副總裁Alfred Spector，一位是谷歌大中華區(qū)總裁李開(kāi)復(fù)，另一位便是中國(guó)工程院院士、時(shí)任教育部高等教育司司長(zhǎng)張堯?qū)W。當(dāng)時(shí)大家都在談云計(jì)算，而張堯?qū)W卻“不識(shí)時(shí)務(wù)”地談起了“透明計(jì)算”。

“沒(méi)辦法，當(dāng)時(shí)云計(jì)算炙手可熱，為了推廣透明計(jì)算，我有意識(shí)地想借助云計(jì)算這棵大樹(shù)。更何況，透明計(jì)算與云計(jì)算的確有很多相似之處?！蓖该饔?jì)算理論提出者、現(xiàn)為中南大學(xué)校長(zhǎng)的張堯?qū)W自我解嘲道。但現(xiàn)在，他再也不用依靠云計(jì)算這棵大樹(shù)了，因此透明計(jì)算已經(jīng)得到產(chǎn)業(yè)界的廣泛認(rèn)可。英特爾的一位高級(jí)副總裁便預(yù)言“透明計(jì)算將引領(lǐng)下一個(gè)計(jì)算時(shí)代”，“蝴蝶效應(yīng)”由此產(chǎn)生。

計(jì)算的革命

與“云計(jì)算”的舶來(lái)品身份不同，透明計(jì)算是地道的“中國(guó)貨”。我們知道，云計(jì)算的目標(biāo)是通過(guò)對(duì)資源的集中使用和共享，為用戶提供不知不覺(jué)、無(wú)處不在的個(gè)性化服務(wù)。其技術(shù)核心是從服務(wù)器和網(wǎng)管出發(fā)，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)、運(yùn)算和管理的分離。“但是云計(jì)算存在一些固有的問(wèn)題，”張堯?qū)W指出，“比如，云計(jì)算能解決用戶的跨平臺(tái)需求嗎？IBM的云和Google的云能共享嗎？云計(jì)算的終端平臺(tái)能夠保持低功耗、低成本、高安全性和易操作性嗎？如果用戶不愿意把數(shù)據(jù)提供給云中心，還能得到云中心提供的個(gè)性化服務(wù)嗎？互聯(lián)網(wǎng)不是一股向善的力量，能防止云中心的數(shù)據(jù)作惡?jiǎn)?？這些都是云計(jì)算的軟肋所在，如何解決這些問(wèn)題，這便需要在云計(jì)算的基礎(chǔ)上再做兩件事情：一件是硬件平臺(tái)和軟件操作系統(tǒng)平臺(tái)的分離，一件是終端系統(tǒng)以流（stream）方式執(zhí)行程序，這就是透明計(jì)算的概念?！?/p>

張堯?qū)W把計(jì)算機(jī)比成一位旅客，把運(yùn)算指令比成衣服，那么這位旅客所有要穿的衣服都不得不裝進(jìn)隨身的“旅行箱”——存儲(chǔ)器里。隨著衣服越來(lái)越多，“旅行箱”越來(lái)越大，“旅客”必然感到攜帶和處理起來(lái)越來(lái)越吃力，帶來(lái)的后果就是越來(lái)越強(qiáng)大的中央處理器、越來(lái)越復(fù)雜的操作系統(tǒng)和越來(lái)越難控制的安全問(wèn)題。而透明計(jì)算是一種用戶無(wú)需感知計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和通信網(wǎng)絡(luò)的具體所在，只需根據(jù)自己的需求，就可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從所使用的各種終端設(shè)備中選擇并使用相應(yīng)計(jì)算、打電話、看電視、上網(wǎng)和娛樂(lè)等服務(wù)的計(jì)算模式。

透明計(jì)算最大特點(diǎn)是解除了軟件環(huán)境和硬件平臺(tái)之間的綁定，也就是說(shuō)相同的軟件環(huán)境可以部署到不同的終端硬件平臺(tái)，而相同的終端硬件平臺(tái)也可以部署不同的軟件環(huán)境。以前一臺(tái)PC上一般只能運(yùn)行一個(gè)操作系統(tǒng)，而當(dāng)軟件平臺(tái)和硬件平臺(tái)分離后，同一臺(tái)PC將既能運(yùn)行Windows，也能運(yùn)行Linux，而且不會(huì)給用戶增添負(fù)擔(dān)。這樣，用戶可以靈活選擇硬件主板或軟件操作系統(tǒng)，為跨平臺(tái)資源開(kāi)放提供基礎(chǔ)。這樣的操作系統(tǒng)同其它應(yīng)用軟件一樣已經(jīng)成為資源和服務(wù)，用戶可以根據(jù)使用習(xí)慣和業(yè)務(wù)需要自由選擇。

同時(shí)根據(jù)透明計(jì)算理論，應(yīng)用程序的執(zhí)行不是在某臺(tái)機(jī)器上，而是以一種流的模式，通過(guò)相應(yīng)的管理和控制，發(fā)現(xiàn)哪個(gè)CPU是空的，就流到那個(gè)CPU上執(zhí)行。這樣，前端系統(tǒng)可以做到存儲(chǔ)少、功耗少、體積小、升級(jí)少、簡(jiǎn)單易用、計(jì)算虛擬化；同時(shí)，安全性更高，易實(shí)現(xiàn)云管理；此外，還有助于保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

也就是說(shuō)，透明計(jì)算把計(jì)算資源和能力還原成“不知不覺(jué)、用戶可控”的個(gè)性化服務(wù)，這也是為什么張堯?qū)W也稱之為“用戶控制的云計(jì)算”。而對(duì)于開(kāi)發(fā)者而言，借助透明計(jì)算，他們不必再限定于某個(gè)特定環(huán)境，徹底擺脫大量彼此不兼容的設(shè)備和環(huán)境所帶來(lái)的困惑，從而能夠保持贏利能力并持續(xù)創(chuàng)新。

引領(lǐng)一個(gè)時(shí)代

可以想象一下，在透明計(jì)算時(shí)代，無(wú)論你走到哪里，都可以輕松地使用任何一臺(tái)計(jì)算終端，而不必?fù)?dān)心自己是否能夠熟練操作這臺(tái)終端，這臺(tái)終端的計(jì)算能力是否能滿足自己的需求，是否會(huì)有隱私或者機(jī)密數(shù)據(jù)被泄露的可能。

透明計(jì)算有幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，其中最重要的便是主板B10s和傳統(tǒng)0s之間的標(biāo)準(zhǔn)接口技術(shù)——UEFI，這也是實(shí)現(xiàn)軟硬件環(huán)境分離的關(guān)鍵和難點(diǎn)。UEFI全稱為“統(tǒng)一的可擴(kuò)展固件接口”（Unified Extensible FirmwareInterface），是一種詳細(xì)描述全新類型接口的標(biāo)準(zhǔn)，用于操作系統(tǒng)自動(dòng)從預(yù)啟動(dòng)的操作環(huán)境，加載到一種操作系統(tǒng)上。UEFI誕生的目的是為了取代老舊的BIOS，UEFI和BIOS一樣都是硬件和操作系統(tǒng)之間的接口層，但UEFI擁有更多的功能、更快的速度、更優(yōu)的圖形界面、以及更佳的操作體驗(yàn)。UEFI是由EFIl.10為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的，它的所有者已不再是英特爾公司，而是一個(gè)稱作unified EFI Form的國(guó)際組織，已經(jīng)從封閉走向開(kāi)源。

經(jīng)過(guò)產(chǎn)學(xué)研各方的共同努力，透明計(jì)算目前已經(jīng)開(kāi)始在政府、教育、部隊(duì)以及部分企業(yè)開(kāi)始應(yīng)用尤其在教育行業(yè)，應(yīng)用相對(duì)比較成熟。

現(xiàn)在不少地方在推電子教室和電子書(shū)包項(xiàng)目，在其中引入透明計(jì)算將帶來(lái)非常明顯的改變。在管理方面，學(xué)校只需在后臺(tái)維護(hù)統(tǒng)一的存儲(chǔ)映像，通過(guò)透明計(jì)算部署到大批量終端設(shè)備，例如更新病毒檢測(cè)，降低運(yùn)維成本和資源投入。由于透明計(jì)算的跨平臺(tái)型，學(xué)校既實(shí)現(xiàn)云計(jì)算架構(gòu)，又與現(xiàn)有PC應(yīng)用無(wú)縫兼容，可以充分利用現(xiàn)有資源，而且有利于易于國(guó)內(nèi)教育軟件廠商跟進(jìn)。而在服務(wù)模式上也實(shí)現(xiàn)了從設(shè)備綁定到用戶綁定，學(xué)生和教職員工使用相關(guān)服務(wù)不受終端設(shè)備和應(yīng)用場(chǎng)景的限制。在學(xué)校非常關(guān)心的安全問(wèn)題上，利用透明計(jì)算，統(tǒng)一存儲(chǔ)映像后臺(tái)管理，防止本地?cái)?shù)據(jù)失竊，而且BIOS層面的用戶身份認(rèn)證系統(tǒng)可以非常有效地阻止非法用戶登錄。

張堯?qū)W相信，同其它革命性技術(shù)一樣，透明計(jì)算不僅會(huì)改變一個(gè)時(shí)代而且會(huì)改變各行各業(yè)。而對(duì)于透明計(jì)算的最大掣肘——網(wǎng)絡(luò)帶寬尤其是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶寬，他認(rèn)為“問(wèn)題的解決只是時(shí)間問(wèn)題”。