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李德毅院士:从图灵计算到网络计算

  【IT168 特别报道】2009年5月22日,由中国电子学会主办、中国云计算专家委员会承办、澳信传媒IT168网站协办的“2009云计算中国论坛”在北京中国大饭店隆重召开。本届论坛的目的是为了解析云计算本质,把握云计算的内涵及发展趋势,探讨云计算对产业、教育和社会发展的影响,交流国内外云计算的最新研究成果,分享云计算应用的实践经验。

  本次大会采用了论坛演讲和技术展示相结合的方式,上午的主论坛邀请了国内著名云计算专家从各个不同角度对云计算的实质及发展趋势进行了演讲。

  下面是本次大会主席中国工程院院士李德毅在现场发布的演讲:

   朋友们,今天我们聚集在一起,来探讨一个新的名词,新的现象,新的科学问题,这就是云计算。我的发言题目是从图灵计算到网络计算,将给大家讨论以下几点。

 


中国工程院院士李德毅

  1、互联网改变了计算机和软件的工作模式。我们这些老的软件工程师在计算机上度过了我们一生,最最基础的问题就是图灵,我们回顾一下图灵重要的1936年论,这是问题一个方面,现在网络怎么超越了图灵的计算。

  2、回顾一下十年来风起云涌全世界网络科学的发展,网络科学的三个载体,社会网络、生命科学的网络、一个是图灵网络。我们认真看一下图灵操作是什么。

  3、云计算对网络社会的影响。

  一、回忆一下从图灵计算到网络计算的历史。

  从1936年图灵论以后,到了现在73年了,我们看一下给我们人类留下宝贵财富的人物,图灵论文,计算机和软件工程都是在41年前了,获得图灵奖的著名人物,把兴趣转移到互联网、万维网和网络科学上。我们又经历了一个从IP到WEB。我们看到为什么有这样的变化呢?就是互联网、万维网和网络科学的发展。现在家庭的通信不成问题了,家庭的宽带已经达到很高了。

  通信尤其是光通信和移动通信,和网络科学,尤其是互联网,比可计算模型和软件理论的发展快,而且很快渗透到人类生活中去,加快了从图灵计算到网络计算的转变。

  IT大公司纷纷宣布了自己的云计算计划,如此一致的行动在IT产业的历史上是很难一见。

  我们看一下图灵的这篇文章,如果大家认真的阅读文章的时候,你会很尴尬,因为这里面有一个字一般人翻译不出来,因为它是一个德语,我们看一篇论文要看它的背景,这个德语,就是可计算数据对计算问题的应用。是不是所有的数据问题都是在逻辑上解决的,图灵的贡献就是说有些数据问题是不可能解决的,有些数据不是在逻辑下可以全部解释的,为了说明这个问题,在这个论文的脚注里面,图灵给了一个简单的模型,这个模型就是图灵命题。可以说这篇文章叫歪打正着,脚注这个命题奠定了我们发表图灵的基础。而且从此设置了图灵奖。获得图灵奖的人在图灵以外的范围内也做了很多事。

  图灵机是一条双向可无限延长的机器。大家说图灵先生是天才的数学家,英年早逝,但是冯诺伊曼把这个事情集成下来了,计算机的诞生是从1936年开始的,他按数据进行存储,自动完成程序所描述的处理工作,这就是图灵机最基本的功能。

  按照冯诺伊曼制作的计算机,我们就有一个CPU核,操作系统是包在核外面的一个系统软件,我们重大专项和高基就是从这个思想来的。计算机由软硬件组成的多级层次结构,由卫程序级、一般机器级、操作系统级、汇编语言等组成。

  程序设计和软件工程在每一个层次上都能够进行程序设计,高级语言程序设计过程是“分析问题,建立数需模型,数据结构,设计算法,编程,编译器逐层向下编译成为机器可执行代码的过程。在互联网发明之下就是在这样一个大贡献作出我们的贡献。

  因为IT的发展,因为互联网的发展,因为万维网的发展,使我们已经进入一个无处不网、无时不网的时代。用运作为LOGO表示网络环境和网络资源早就有,是我们的一种习惯。现在网民数量很多了,网民的特点有两个,一是大众,二是草根。这件事情推动了整个社会。

  人们已经从一个封闭的,可控的图灵模式,踏入到一个开放的,没有统一调度的,自治、异构的,互操作,共享公用的时代。

  30年前电脑被送进千家万户,20年前网络被送进千家万户,现在,服务被送进千家万户,变化是什么?我用三个典型案例说一下。

  想一想,电子邮件客户端的变化,一个物理的邮箱在每个家庭门口挂着,从电子邮件变迁看软件由制造业到服务业的趋势,原来那个软件很小,得好几张盘才可以把客户端装起来。现在你不花一分钱给你提供无限大的空间。客户端越来越少,WEB越来越多,这是早期的服务的思想。

  想一想,Windows操作系统的变化。由于WINDOWS面向太多的企业,服务器和个人等不同应用,成为“千人一面”的操作系统,软件规模越来越庞大。在操作系统规模不断扩大当中,除了千人一面,它的功能扩大了很大的网络功能。我以前搞计算机的时候,规模越来越多,网络联系越来越多,操作系统对硬件配置要求越来越高。

  现在从绿色基地思想来说,人们已经意识到,尤其服务器中心、路由中心的建立,我们在电脑能耗成为全球变暖的祸首之一。因为电脑开着就消耗电,用户需要的是便宜的,简单的,省电的,多元化的网络,很快可演化的网络。

  想一想,软件工程师建一个网页要多久。我们原来把精细编程到现在的大块编程,大块编程可能一个礼拜才把网页建起来,现在你的孩子一个下午就可以把一个漂亮的网页做起来。我们就把一个软件重新改变、沿用、捆绑又是一个新的。

  如果通信真的不是一个问题,如果网络真不花钱,如果沟通不是问题,这三个层次是不一样的,通信不是问题,网络才不是问题,如果网络不是问题,沟通才不是问题,这样世界就小了,扁平化了。

  互联网的计算以交互为中心,此计算机可以通过数据影响另外一台计算机的运行状态,和物理距离几乎无关。CPU只是网络上一个个自治节点中的可计算部分。节点可以是异构的,节点之间可存在弱耦合的关系,不存在集中统一调度。这个情况下,顺序的确定的输入,不能描述互联网同时存在的人机、机机、机人交互,互联网不等于统一台虚拟的图灵机模型。有一些网络介绍的书说网络就是一台计算机,这是错误的。

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