李德毅：談?wù)勗朴?jì)算發(fā)展史及其影響

　　我今天講一講云計(jì)算，希望大家能夠跟上時(shí)代的步伐再往前走一步。圖靈機(jī)大家都知道，是我們計(jì)算機(jī)的一個(gè)理論模型。1936年產(chǎn)生的，是一個(gè)天才的數(shù)學(xué)家圖靈，他說數(shù)學(xué)問題可以用一種模型來表述它，也可以做一些解。后來馮·若伊曼就把計(jì)算機(jī)按照圖靈的模型做出來了，之后1944年和1945年的時(shí)候，全世界第一臺計(jì)算機(jī)出來了。所以不管在哪一個(gè)機(jī)群或者是網(wǎng)絡(luò)，還是網(wǎng)格還是并行和分布的，基本上都是在圖靈機(jī)上干活，所以我們都把它叫做面向圖靈的技術(shù)�，F(xiàn)在我說beyond就是說它被超出了。有的同志看到我的題目愛把它寫成超越了，我比較計(jì)較，超越就叫做跨過去了，超出了，因?yàn)樵朴?jì)算里面仍然有相當(dāng)分量的圖靈計(jì)算。但是它比圖靈技術(shù)更廣泛。所以我今天想講一講它超出了哪些地方。下面我講五個(gè)問題：互聯(lián)網(wǎng)改變了計(jì)算機(jī)和軟件的工作模式;網(wǎng)絡(luò)科學(xué)十年形成了對互聯(lián)網(wǎng)的新認(rèn)識;超出圖靈機(jī)的云計(jì)算;云計(jì)算的基本任務(wù);云計(jì)算對信息產(chǎn)業(yè)的影響

　　第一，互聯(lián)網(wǎng)改變了計(jì)算機(jī)和軟件的工作模式

　　年輕人愛看未來，我們老頭子就愛看過去。我們有一句話叫做歷史照亮了未來發(fā)展的道路。我們想一想從圖靈機(jī)1936年24歲的天才數(shù)學(xué)家圖靈寫了這篇論文之后，我們世界發(fā)生了什么變化？其中一個(gè)重大的變化就是馮·若伊曼先生他要求圖靈一起來做馮·若伊曼的計(jì)算機(jī)，把它物化了，說你這個(gè)模型是理論的，能否把它物化成一個(gè)物理的東西。后來到1968年就開始有軟件工程的思想。大家想軟件就像一個(gè)產(chǎn)業(yè)了，但是事情沒有按照原先的三個(gè)大事件的軌跡往前走。到1969年美國國防部率先組建了一個(gè)網(wǎng)，叫做ARPANET，ARPANET不久被作為原形變成了Internet，84年到現(xiàn)在25年。所以現(xiàn)在是互聯(lián)網(wǎng)的天下。后來又過了五年，我們大家對互聯(lián)網(wǎng)不滿足了，覺得互聯(lián)網(wǎng)對我們老百姓離得太遠(yuǎn)，又有人發(fā)明了一個(gè)萬維網(wǎng)，在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上搞了一個(gè)超文本。所以，現(xiàn)在大家都在萬維網(wǎng)上工作，特別不是搞IT行業(yè)的，因?yàn)樾畔⑹腔ヂ?lián)網(wǎng)的載體。所以基本上是在萬維網(wǎng)上工作。

　　1998年有兩位全球著名的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可以把它作為一個(gè)科學(xué)問題來研究，我這里打了七個(gè)點(diǎn)，這七個(gè)點(diǎn)就是圖靈機(jī)到現(xiàn)在，有幾個(gè)重大的事件，甚至七個(gè)點(diǎn)對應(yīng)了七個(gè)人，因?yàn)樗麄兺苿恿松鐣�的進(jìn)步，實(shí)際上不止這七個(gè)點(diǎn)。大家看到后面有一大堆的里程碑，一個(gè)一個(gè)臺階往前走，所以要把這七個(gè)里程碑再細(xì)分，就有20幾個(gè)里程碑。時(shí)間比較緊，我就說三個(gè)里程碑。我們耳熟能詳?shù)模�特別是40歲以上的人都經(jīng)歷了的。所以你要把七個(gè)里程碑再往宏觀來講的話，就是三個(gè)里程碑。

　　我們看看歷史照亮未來發(fā)展的道路。這三個(gè)里程碑到底是什么意思？大家回顧歷史，我們當(dāng)年有三個(gè)速度大家應(yīng)該記住，一個(gè)是通訊發(fā)展的速度，一個(gè)是存儲器發(fā)展的速度，一個(gè)是微電子或者是集成電路發(fā)展的速度。通訊發(fā)展的速度我們把它叫做吉爾德速度。吉爾德先生說互聯(lián)網(wǎng)的帶寬每六個(gè)月翻一番，存儲器的容量或者是存儲器的性能價(jià)格比每九個(gè)月翻一番。微電子、集成電路或者CPU的性能價(jià)格比大概上是十八個(gè)月翻一番。我們知道這個(gè)社會應(yīng)該是和諧發(fā)展的，通訊發(fā)展的非�？�，六個(gè)月翻一番，集成電路是十八個(gè)月翻一番，存儲器是十二個(gè)月翻一番，這個(gè)社會就要打破平衡了。我們國內(nèi)很少有人說這個(gè)事情。正因?yàn)槿绱诉@三個(gè)翻一番，所以，我們這個(gè)社會就進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代或者是信息時(shí)代。但是通信比存儲發(fā)展的快，存儲比集成電路發(fā)展的還快，大家知道嗎

　　我想講一個(gè)例子大家聽一聽，2000年的時(shí)候，我們計(jì)算機(jī)進(jìn)入了各家各戶，我們的端口速度是100MBPS。我是搞通訊出生的，我們當(dāng)時(shí)搞程控交換機(jī)在一個(gè)城市里面，每一個(gè)端局的端口速度就是100MBPS。100M是一個(gè)什么概念呢？就是1500個(gè)化路端局，現(xiàn)在變成一家用了。所以，我們?nèi)祟愒谙碛猛ㄓ嵔o我們帶來的便捷。像我這個(gè)年齡的時(shí)候，我們以前部隊(duì)離休干部都是小號，現(xiàn)在已經(jīng)沒有小號了，已經(jīng)都是大號了。大號才一個(gè)化路，我們以前沒有辦法的時(shí)候，用一個(gè)東西并級，那就是說通訊的帶寬不夠，現(xiàn)在給一家1500個(gè)化路，這不是很奢侈嗎？所以我們發(fā)財(cái)了，我們通訊是發(fā)財(cái)了，大家都沒有想過這件事情。再看看無線進(jìn)入3G時(shí)代，2MBPS走在路上，我們一邊走路一邊看圖片，一邊走路一邊發(fā)郵件，一邊走路一邊聽MP3。MP3里面的東西在哪里弄來的？在網(wǎng)上，因?yàn)橥ㄓ崅鬏斔俣瓤欤�所以我們在享受著通訊科技進(jìn)步給我們帶來的便利。在這樣情況之下，計(jì)算機(jī)發(fā)展也是很快的，所以IT公司就在想，怎么辦，我們把通訊給用足了。我想舉一個(gè)例子，我們一個(gè)人，因?yàn)楣�傷事故兩個(gè)手?jǐn)嗔耍�這就麻煩了，結(jié)果他就非常的刻苦他就拿兩個(gè)腳來寫字，這就叫做平衡性的發(fā)展。結(jié)果字寫的很漂亮，人們發(fā)現(xiàn)他的腳潛力很大，現(xiàn)在我們通信、存儲、計(jì)算機(jī)當(dāng)然都是應(yīng)用了，剛才我說了十八個(gè)月翻一番也很厲害。但是通訊發(fā)展更快，所以，網(wǎng)絡(luò)就出現(xiàn)了。這不是很簡單嗎？網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了，我們就可以把很多事情拿在網(wǎng)上來做，而不一定在你自己家里做。

　　這時(shí)候我們在家里做事情有什么問題，我們來看看圖靈技術(shù)有什么問題。小伙子圖靈他24歲寫了一篇文章的標(biāo)題叫做《論可計(jì)算機(jī)及其在判定問題中的應(yīng)用》，中間有個(gè)詞不太好念，什么原因呢？圖靈發(fā)表這篇論文的時(shí)候，他用的是德語單詞，所以我們現(xiàn)在好多做研究的他不看經(jīng)典論文，他不一定對論文產(chǎn)生的背景了解。他為什么用德國單詞呢？他這篇論文是回答德國大學(xué)家希爾伯特在1900年提出的著名的“23個(gè)數(shù)字難題”之中的第10個(gè)問題，問題涉及邏輯的完備性，即是不是所有數(shù)學(xué)問題在邏輯上都可以解的。這篇論文說：并不是所有的數(shù)據(jù)問題在邏輯上都是可解的，有一些數(shù)據(jù)問題是不可解的。哪些問題是可解的呢？他給了一個(gè)例子，也就是我們說的圖靈機(jī)模型。他說一個(gè)自動計(jì)算機(jī)的理論模型，這樣的論題可以做一些事情�？梢园淹评碜鳛橐幌盗泻唵蔚臋C(jī)械動作，被稱作為圖靈機(jī)的模型，有許多等價(jià)描述。歪打正著，圖靈機(jī)模型到上世紀(jì)60年代卻轉(zhuǎn)變成用來說明可計(jì)算能力的模型。

　　因?yàn)樗�的貢獻(xiàn)之大，過了30年之后，人們決定設(shè)立圖靈獎，用圖靈的名字來說明計(jì)算機(jī)里的重大問題。所以從1966年開始就有圖靈獎。到現(xiàn)在為止有幾十位圖靈獎獲得者。幾年之后馮·若伊曼要求圖靈說我們把它物化一下，我們來做一個(gè)模型，做一個(gè)物理的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)你的模型。果然實(shí)現(xiàn)了，所以我們把計(jì)算機(jī)的誕生認(rèn)為是馮·若伊曼先生的結(jié)果。馮·若伊曼說計(jì)算機(jī)是由控制器、運(yùn)算器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備組成。但是馮·若伊曼比圖靈又近了一步，他認(rèn)為程序可以存儲起來，存儲的程序和一個(gè)數(shù)據(jù)沒有差別，我們把存儲的程序按照地址順序進(jìn)行操做，這就是機(jī)器指令。所以他的進(jìn)步也很大，有了這個(gè)想法之后，慢慢的計(jì)算機(jī)才變成今天這個(gè)樣子。

　　程序設(shè)計(jì)和軟件工程：在每一個(gè)層次上都能夠進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。高級語言程序設(shè)計(jì)過程是“分析問題、建立數(shù)學(xué)模型、選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)算法、編程等等”。這些問題我想大家都清楚。

　　Robert E·Kahn和Vinton G·Cerf他們兩位因?yàn)樵赥CP/IP協(xié)議方面所取得的杰出成就，他們在2004年榮膺圖靈獎，2005年獲得美國總統(tǒng)頒發(fā)的總統(tǒng)自由勛章。又過了五年，伯納斯·李將超文本引入互聯(lián)網(wǎng)，創(chuàng)建萬維網(wǎng)。他發(fā)明了兩個(gè)東西：傳輸協(xié)議和超文本協(xié)議，有了這兩個(gè)個(gè)東西以后，我們發(fā)現(xiàn)英特網(wǎng)上面有萬維網(wǎng)，于是所有的東西都連在了一起。上面一直到GPS，下面到手機(jī)。在這個(gè)過程當(dāng)中，工程師為了畫圖方便，就把網(wǎng)絡(luò)用手隔一下，像云一樣，用云作為LOGO表示網(wǎng)絡(luò)資源，這個(gè)早就有了，不是什么新鮮玩意。

　　現(xiàn)在我們到了一個(gè)無處不網(wǎng)、無時(shí)不網(wǎng)，人人上網(wǎng)、時(shí)時(shí)在線的時(shí)代。有一句話是這樣說的，有電的地方就有互聯(lián)網(wǎng)，有互聯(lián)網(wǎng)的地方就有云計(jì)算。因?yàn)檫@個(gè)時(shí)代已經(jīng)到了這個(gè)時(shí)候了，所以我們是否還在一臺電腦上做事情？就好像愛迪生發(fā)生電的時(shí)候，每個(gè)人自己搞一個(gè)發(fā)電廠，在發(fā)電廠自己發(fā)電自己用。有人建議發(fā)電廠為什么不搞大一點(diǎn)？那就是上網(wǎng)了，所以說云計(jì)算并不新奇。

　　我剛才講了，通訊的發(fā)展速度、存儲器的發(fā)展速度和計(jì)算機(jī)的復(fù)雜速度，我們大家都很享受這個(gè)發(fā)展速度。但是有一個(gè)問題更嚴(yán)重，信息的復(fù)制量開始了，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下信息每18個(gè)月產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量等于過去幾千年的數(shù)據(jù)量之和。這一句話在當(dāng)時(shí)還不敢講，信息的速度比通訊的增長速度還快。聯(lián)合國科教委組織說三個(gè)月翻一番，如果三個(gè)月翻一番和六個(gè)月翻一番這樣信息發(fā)展太快了。所以人們一開始迷茫了，我們掉到了信息的汪洋大海里頭了，因?yàn)槟莻�(gè)是六個(gè)月翻一番，這個(gè)三個(gè)月翻一番，這怎么得了？這就是人們的一個(gè)詛咒信息的東西，這個(gè)東西到底是真的還是假的，這個(gè)東西垃圾太多了，大家都在抱怨。像我們部隊(duì)的指揮所里面我們不需要這么多，你阻礙了我的決策。所以現(xiàn)在有一個(gè)詞叫做數(shù)據(jù)挖掘或者信息挖掘，網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)挖掘。所以，我們并不需要這么多的信息，人們需要最感興趣的最需要的信息。

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