本報(bào)記者 操秀英

　　獲得國家自然科學(xué)獎一等獎，將張堯?qū)W院士及其研究團(tuán)隊(duì)帶到輿論的風(fēng)口浪尖。面對質(zhì)疑，張堯?qū)W近日接受科技日報(bào)獨(dú)家專訪——

　　“這么長時間沒有給公眾回應(yīng)，造成大家誤解，非常抱歉。我之所以沉默就是考慮到知識產(chǎn)權(quán)和商業(yè)機(jī)密?！睆垐?qū)W院士希望通過科技日報(bào)表達(dá)他的歉意。

　　獲得國家自然科學(xué)獎一等獎，將張堯?qū)W及其研究團(tuán)隊(duì)帶到輿論的風(fēng)口浪尖。

　　其獲獎項(xiàng)目“網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的模式及基礎(chǔ)理論研究”被通俗稱為“透明計(jì)算”。據(jù)報(bào)道，這項(xiàng)研究主要在三個方面取得突破：研制了超級操作系統(tǒng)（Meta OS）、實(shí)現(xiàn)了計(jì)算與存儲分離、實(shí)現(xiàn)了軟硬件分離。

　　“我已經(jīng)把我原型成果的視頻公布在網(wǎng)上，大家可以觀看（http://v.qq.com/page/h/v/q/h0145ebh1vq.html），也可以在我的主頁上觀看，技術(shù)人員可以通過這些視頻去深入了解。”他說。

　　圍繞這一理論和技術(shù)的討論持續(xù)至今。計(jì)算與存儲分離很早就能實(shí)現(xiàn)了，網(wǎng)吧就是這么干的；這個概念不就是甲骨文等公司20年前提出的NC（網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)）嗎？“透明計(jì)算”的概念乍聽起來與云計(jì)算似乎無異，它到底有哪些獨(dú)特之處呢？馮·諾依曼結(jié)構(gòu)被顛覆了嗎？Intel的透明計(jì)算和張堯?qū)W的透明計(jì)算是一回事嗎？一個長期擔(dān)任行政職務(wù)的人怎么會有時間做科研？張堯?qū)W近日接受科技日報(bào)獨(dú)家專訪，在獲獎后首次詳細(xì)介紹“透明計(jì)算”以及研究過程。

　　“透明計(jì)算”與“云計(jì)算”

　　“關(guān)于透明計(jì)算與云計(jì)算的不同，我在申報(bào)材料、幾次答辯和多個場合講了很多次?！睆垐?qū)W說，第一，云計(jì)算是由廠商通過服務(wù)器端的架構(gòu)提供計(jì)算資源的服務(wù)，用戶終端僅僅作為服務(wù)的接收端而存在，而透明計(jì)算主要關(guān)注用戶端。用戶需要服務(wù)時，就從服務(wù)器端將需要的軟件或數(shù)據(jù)通過塊或頁的方式碎片化調(diào)用并主要在終端完成計(jì)算，而且終端可以裝或不裝任何數(shù)據(jù)、軟件包括操作系統(tǒng)；第二，云計(jì)算主要解決數(shù)據(jù)的海量存放和使用問題，對軟件的云化、特別是操作系統(tǒng)的云化沒有提出好的解決方案，而透明計(jì)算則較好地解決了這個問題；第三，透明計(jì)算還包括了云計(jì)算不具備的全過程管理、帶寬與緩沖管理等功能；第四，由于云計(jì)算的重點(diǎn)不在終端的使用情況上，因而其在終端安全性上沒有突破，而透明計(jì)算在終端安全性上有很好的考慮。

　　“透明計(jì)算的實(shí)現(xiàn)可以在多個層面，例如在硬件層之上、在中間件層或在應(yīng)用層。”在張堯?qū)W看來，透明計(jì)算概念的提出應(yīng)該早于云計(jì)算。

　　“云計(jì)算大概是從2008年左右被國內(nèi)熟知，而我們最早做‘透明計(jì)算’相關(guān)研究是1998年，但當(dāng)時我們沒有稱它為這個名字，這個名字是2003年左右微軟亞洲研究院的一位領(lǐng)導(dǎo)在參觀我的實(shí)驗(yàn)室時給起的?！彼f。

　　發(fā)端于索普卡的“透明計(jì)算”

　　“1998年，一臺電腦的售價(jià)上萬元，升級換代太快，而且病毒很多，我的想法是能不能讓電腦變得更簡單、更便宜、更安全和跨平臺?！睆垐?qū)W說，他在開發(fā)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上，嘗試把操作系統(tǒng)從原本已十分精簡的終端上去掉，提出了沒有操作系統(tǒng)的計(jì)算模式，并著手開發(fā)終端系統(tǒng)。

　　網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的概念20年前就已提出。張堯?qū)W說，但甲骨文等公司的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)用的并不好?！癝un公司還給我們送過一套Sunray系統(tǒng)，一臺服務(wù)器加40個終端，價(jià)格要100萬多元人民幣，我記得每個終端要1000多美元。雖然是贈送，但不好用，當(dāng)時也只能用一個操作系統(tǒng)。我就考慮能不能用一種更好的方式，管理網(wǎng)絡(luò)資源，使得計(jì)算機(jī)終端更好用、更安全，而且能兼容不同操作系統(tǒng)?！?/p>

　　張堯?qū)W說，最初的研究從無盤站開始，但逐漸發(fā)現(xiàn)無盤站有很多局限，如只能識別一個操作系統(tǒng)，速度慢，執(zhí)行上受用戶數(shù)、對病毒防護(hù)差等的限制?！安贿^無盤站提供了PXE（預(yù)啟動執(zhí)行環(huán)境）協(xié)議，我們就在這個基礎(chǔ)上做擴(kuò)展。”

　　幾年后，張堯?qū)W的團(tuán)隊(duì)做出索普卡電腦。據(jù)稱，這套系統(tǒng)相當(dāng)于用一臺當(dāng)時的家用PC，可以帶動30個終端，而且可以上多個操作系統(tǒng)。 “索普卡電腦的‘瘦’體現(xiàn)在：它本身是臺裸機(jī)，沒有任何軟件，計(jì)算機(jī)運(yùn)行所需的操作系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件都能從服務(wù)器下載得到。” 一篇題為《索普卡：中國PC“瘦身”之道》的報(bào)道這樣寫道。

　　張堯?qū)W說，索普卡有兩項(xiàng)專利，還轉(zhuǎn)讓給了聯(lián)想等公司。索普卡當(dāng)時在貴州、云南等偏僻地區(qū)及部分邊境部隊(duì)和企業(yè)應(yīng)用情況良好，2003年獲得教育部科技進(jìn)步一等獎以及2004年度的國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。

　　“但是我覺得大學(xué)里的科研人員的主要任務(wù)應(yīng)該還是從理論和研究上取得突破，而不是做產(chǎn)品。做產(chǎn)業(yè)需要融資、銷售和生產(chǎn)等專業(yè)團(tuán)隊(duì)，這不是我的強(qiáng)項(xiàng)，何況我還在教育部任職。所以我就開始想把索普卡往移動網(wǎng)絡(luò)、廣域網(wǎng)方向推，從理論上思考怎樣才能在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使計(jì)算機(jī)的使用更加安全和簡單?！睆垐?qū)W說，他從2004年開始這方面的理論研究。

　　張堯?qū)W于1999年至2011年任職教育部，但他告訴記者：“我在調(diào)到教育部之前已和時任教育的主管領(lǐng)導(dǎo)談好，要繼續(xù)在清華大學(xué)做科研。這位領(lǐng)導(dǎo)和清華大學(xué)都是同意的。因此，我出差很少，而且晚上和休息日基本都在實(shí)驗(yàn)室，這一點(diǎn)，我想清華大學(xué)的同事們都可以證明。”

　　與英特爾的合作

　　張堯?qū)W認(rèn)為自己長期教授操作系統(tǒng)課程，以及從事協(xié)議的研究，對底層協(xié)議很熟悉。“操作系統(tǒng)兩個最核心的內(nèi)容是中斷和調(diào)度，而這兩個機(jī)制都是只針對單機(jī)，我就想能不能在底層硬件之上有個中間層，將操作系統(tǒng)和應(yīng)用在內(nèi)的軟件從網(wǎng)絡(luò)上加載到這個中間層上運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)不同軟件（包括操作系統(tǒng)及應(yīng)用）的按需選擇和按需調(diào)度，從而讓不同的硬件和不同的軟件系統(tǒng)連接。但這是一個黑匣子，需要反匯編。當(dāng)時學(xué)生們做得很辛苦，后來好歹做成了，但效果不是太理想。這一是由于帶寬，二是每個操作系統(tǒng)都要對底層反匯編，很難?！睆垐?qū)W說。

　　他表示，與英特爾的合作為該技術(shù)的更廣泛應(yīng)用起了很大作用。英特爾致力推廣新一代BIOS及其接口標(biāo)準(zhǔn)，即EFI（可擴(kuò)展固件接口），目前90%的新生產(chǎn)個人電腦已經(jīng)采用了 EFI及其后的UEFI（統(tǒng)一可擴(kuò)展固件接口）技術(shù)?！坝肊FI技術(shù)來實(shí)現(xiàn)透明計(jì)算，既支持多操作系統(tǒng)的選擇和執(zhí)行，又很大程度緩解了原來難以在不同硬件平臺上運(yùn)行的問題?！?/p>

　　談到與英特爾的合作，張堯?qū)W說，英特爾在2005年參觀了他的實(shí)驗(yàn)室并初步接觸后，雙方于2007年2月簽署合作協(xié)議后長期合作“至今，我們共簽有3個合作協(xié)議，Intel公司完全承認(rèn)我們的知識產(chǎn)權(quán)。由于商業(yè)協(xié)議的條款，我不能透露太多的合作細(xì)節(jié)。但I(xiàn)NTEL美國總部軟件與服務(wù)部平臺技術(shù)中心總經(jīng)理MichaelA.Greene在2013年4月英特爾信息峰會期間有個主題演講‘透明計(jì)算時代’，其中第7、第8、第9頁是關(guān)于我們合作的描述。這篇講演的PPT，就掛在我的清華大學(xué)主頁下（http://media.cs.tsinghua.edu.cn/zyx/）?！?/p>

　　“我們的目標(biāo)是將底層軟件做成通用軟件、擴(kuò)展EFI，成為國際標(biāo)準(zhǔn)。而中層和高層的透明計(jì)算實(shí)現(xiàn)則正在進(jìn)一步研究。我認(rèn)為，HTML5是實(shí)現(xiàn)透明計(jì)算的一種技術(shù)手段?？赡芾斫獾牟粚?，供大家批評?！睆垐?qū)W說，“至于Intel的透明計(jì)算與我提出的透明計(jì)算有什么關(guān)系？建議大家采訪Intel。我在這方面有充足的證據(jù)回答大家的質(zhì)疑。”

　　他表示，目前英特爾已經(jīng)在臺式機(jī)、筆記本、上網(wǎng)本、移動互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、平板電腦和智能手機(jī)等多個平臺上實(shí)現(xiàn)了透明計(jì)算，包括上海交通大學(xué)在內(nèi)的單位都已使用了英特爾的臺式機(jī)透明計(jì)算系統(tǒng)。而不少大學(xué)則購買了由清華專利轉(zhuǎn)讓的臺式機(jī)系統(tǒng)?！扒迦A大學(xué)、中南大學(xué)和清華的畢業(yè)生還基于透明計(jì)算思想，研制成功了用手機(jī)遠(yuǎn)程使用多種操作系統(tǒng)和應(yīng)用的手機(jī)透明計(jì)算系統(tǒng)等新的系統(tǒng)原型。這次基本上都已公開，我們的知識產(chǎn)權(quán)有可能會受到損失?！?/p>

　　與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)等技術(shù)的區(qū)別

　　總結(jié)與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)程+VPN+PNS 等技術(shù)的區(qū)別，張堯?qū)W說，“透明計(jì)算”的最大突破是提出并部分實(shí)現(xiàn)了使終端如何變小以及無縫連接（跨硬件和軟件平臺）的思想和方法。按照此方法，研制了一個分布式超級操作系統(tǒng)MetaOS。它不僅包括遠(yuǎn)程啟動協(xié)議MRBP（I， II）、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)訪問協(xié)議NSAP，還包括可以管理調(diào)度不同的操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)帶寬等資源的I/O man以及一個輕量化的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧等，并可沿使用路徑監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)上的使用情況。他透露，最近某央企控股公司也在國家重大專項(xiàng)支持下基于他們的原理和早期版本研制成功了MetaOS的新版本，并有重大應(yīng)用。

　　一個理想的MetaOS能跟蹤和記錄來自于不同用戶的訪問、解決從端系統(tǒng)到服務(wù)器之間的各點(diǎn)資源的監(jiān)控和管理，例如沿途的帶寬、緩存等?！耙郧暗挠?jì)算機(jī)是由操作系統(tǒng)來調(diào)度各種軟件的，但如何以碎片方式調(diào)動不同的操作系統(tǒng)，我沒聽說別人做過?！睆垐?qū)W說。

　　產(chǎn)業(yè)化前景可期

　　“很多人說我們提出的計(jì)算與存儲分離早就有了，我也做了十幾年了，而且我們有專利。”張堯?qū)W說，“而且我們的技術(shù)可以讓用戶根據(jù)需要調(diào)用資源，指令是碎片化進(jìn)入終端的，不是操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序全部，這樣可以極大簡化終端，帶寬并不是主要問題”。

　　他解釋道，簡單說來，MetaOS分為客戶端和后端軟件兩部分。如果用戶指定某臺電腦為儲存數(shù)據(jù)的后端，就安裝后端軟件，而他要用到的其他電腦、手機(jī)及可穿戴設(shè)備則需安裝一個客戶端軟件。如此一來，他打開任何一個終端都能隨意調(diào)用后端的程序和數(shù)據(jù)。清華和中南大學(xué)的透明計(jì)算研究團(tuán)隊(duì)則做出了更多的新產(chǎn)品原型，包括定制應(yīng)用和不同操作系統(tǒng)的透明手機(jī)。

　　他介紹道，致力于將透明計(jì)算技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的工作開展，在可穿戴設(shè)備、智慧家庭、醫(yī)療和教育大數(shù)據(jù)等方面都會有巨大的應(yīng)用前景。例如，今后出國不用帶筆記本電腦，遠(yuǎn)在非洲就可以存取和操作在北京計(jì)算機(jī)中的資源；醫(yī)生在手機(jī)上可以使用專業(yè)軟件調(diào)出并分析如核磁共振影像等各種醫(yī)療數(shù)據(jù)， 等等。

　　關(guān)于論文及馮·諾依曼結(jié)構(gòu)

　　“我在日本讀書時，在IEEE上已發(fā)了3篇論文。如果繼續(xù)跟著熱點(diǎn)走，也可能繼續(xù)發(fā)不少論文。但沒跟別人做，頭些年發(fā)文章很難，發(fā)的文章引用率也低”，他解釋道：“但是這幾年好多了。去年我們在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的頂級刊物和會議如《IEEE計(jì)算機(jī)會刊》上發(fā)表了4篇，2015年又接受了一篇?！禝EEE計(jì)算機(jī)會刊》還要為透明計(jì)算出一冊?？?，我是客座編輯，目前已收到30篇論文，正在審稿中。這是IEEE計(jì)算機(jī)會刊第一次為中國人提出的概念出?？薄?/p>

　　“我從來沒有說過顛覆或替代之類的話。我們一直說的是擴(kuò)展馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，由單機(jī)到網(wǎng)絡(luò)，我在國際學(xué)術(shù)會議上這么講，在美國的幾個大學(xué)作學(xué)術(shù)報(bào)告時也這么講，2007年評工程院院士時也是這么講的。如果錯了，那就是我的錯誤。”他最后說道，“計(jì)算機(jī)領(lǐng)域有許多我不懂的東西，我的認(rèn)識有許多局限性，也會經(jīng)常犯錯誤，但我愿意學(xué)習(xí)和接受批評。”

　?。萍既請?bào)北京1月25日電）