张尧学回应质疑：透明计算早于云计算？

获得国家自然科学奖一等奖将张尧学院士及其研究团队带到了舆论的风口浪尖。面对质疑，张尧学近日接受了科技日报——的专访。

“很抱歉这么久没有回应公众造成的误解。我沉默的原因是考虑知识产权和商业秘密。”张尧学院士希望通过《科技日报》表达歉意。

获得国家自然科学奖一等奖将张尧学和他的研究团队带到了舆论的风口浪尖。

其获奖项目“网络计算模型与基础理论研究”俗称“透明计算”。据介绍，本次研究在Meta OS的开发、计算与存储分离、软硬件分离三个方面取得了突破。

“我在网上发布了我的原型成果的视频，可以在我的主页上查看，技术人员可以通过这些视频了解更多。”他说。

围绕这一理论和技术的讨论一直持续到今天。计算和存储的分离很早就可以实现，网吧就是这么做的。这个概念不就是20年前甲骨文等公司提出的NC(网络计算机)吗？乍一看，“透明计算”的概念听起来和云计算没什么区别。它有什么独特之处？冯诺依曼的结构被颠覆了吗？英特尔的透明计算和张尧学的透明计算一样吗？一个长期担任行政职务的人，怎么会有时间做科研？近日，张尧学接受《科技日报》独家专访，首次详细介绍了“透明计算”以及获奖后的研究过程。

“透明计算”与“云计算”

“关于透明计算和云计算的区别，我在申请材料、几个答辩、很多场合都讲过很多次。”张尧学说，首先，云计算是厂商通过服务器端架构提供计算资源的服务，用户终端只是作为服务的接收者而存在，而透明计算主要以用户为中心。当用户需要服务时，会通过块或页面从服务器端分片调用所需的软件或数据，主要在终端完成计算，终端可以安装也可以不安装包括操作系统在内的任何数据和软件；其次，云计算主要解决数据的海量存储和使用问题，但并没有很好地解决软件的云化，尤其是操作系统的云化，而透明计算更好地解决了这个问题。第三，透明计算还包括云计算不具备的全流程管理、带宽和缓冲区管理等功能。第四，由于云计算的重点不在终端的使用上，在终端安全上没有突破，而透明计算对终端安全有很好的考虑。

透明计算可以在多个级别实施，例如硬件层之上、中间件层或应用层在张尧学看来，应该在云计算之前提出透明计算的概念。

“云计算大约从2008年开始在中国广为人知，我们最早对‘透明计算’的研究是在1998年，但当时我们并没有叫它这个名字。这个名字是微软亚洲研究院的一位领导在2003年左右访问我的实验室时起的。”他说。

发端于索普卡的“透明计算”

“1998年，一台电脑的价格是1万元，升级太快，病毒很多。我的想法是，我能否让电脑变得更简单、更便宜、更安全、更跨平台。”张尧学说，在开发网络计算机的基础上，他试图从已经简化的终端中去掉操作系统，提出了一种没有操作系统的计算模式，并开始开发终端系统。

计算机的概念是20年前提出的。张尧学说，但甲骨文等公司的网络电脑使用得并不好。“太阳公司还给我们发了一套Sunray系统，一台服务器，40个终端，价格100多万人民币。我记得每一个码头的费用超过1000美元。虽然是礼物，但是不容易用，当时只有一个操作系统。我会考虑是否能更好的管理网络资源，让电脑终端更容易使用，更安全，兼容不同的o

张尧学说，最初的研究是从无盘站开始的，但逐渐发现无盘站有很多局限性，比如只能识别一个操作系统，速度慢，而且用户数量和执行中的病毒防护差都是有限的。“但是，无盘工作站提供PXE(引导前执行环境)协议，我们将在此基础上进行扩展。”

几年后，张尧学的团队制造了索普卡电脑。据说这个系统相当于当时用的一台家用PC，可以驱动30个终端，运行多个操作系统。“索普卡电脑的‘薄’体现在它是一个没有任何软件的裸机，电脑所需的操作系统软件和应用软件都可以从服务器下载。”一份标题为《索普卡：中国PC“瘦身”之道》的报告是这样写的。

张尧学说，索普卡拥有两项专利，这两项专利也转让给了联想和其他公司。当时，索普卡在贵州、云南等偏远地区以及一些边防部队和企业得到了很好的应用。2003年获教育部科技进步奖一等奖，2004年获国家技术发明奖二等奖。

“但我认为大学里研究人员的主要任务优艾设计网_平面设计应该是在理论和研究上取得突破，而不是制造产品。行业需要融资、销售、生产等专业团队，这不是我的强项，更何况我还在教育部工作。于是，我开始想把索普卡推向移动网络和广域网的方向，从理论上思考如何在网络环境下让电脑的使用更安全、更简单。”张尧学说，他在2004年开始了这一领域的理论研究。

张尧学从1999年到2011年在教育部工作，但他告诉记者：“在我调到教育部之前，我已经和当时主管教育的领导谈过了，我会继续在清华大学做科研。领导和清华都同意了。所以我很少出差，晚上和休息日基本都在实验室，我想清华的同事可以证明。”

与英特尔的合作

张尧学认为，他长期教授操作系统课程，从事协议研究，熟悉底层协议。“操作系统的两个核心内容是中断和调度，而这两种机制只针对单机。不知道底层硬件上有没有中间层，包括操作系统和应用的软件可以从网络加载到这个中间层上运行，可以实现不同的软件(包括操作系统和应用)。

按需选择和按需调度，从而让不同的硬件和不同的软件系统连接。但这是一个黑匣子，需要反汇编。当时学生们做得很辛苦，后来好歹做成了，但效果不是太理想。这一是由于带宽，二是每个操作系统都要对底层反汇编，很难。”张尧学说。

他表示，与英特尔的合作为该技术的更广泛应用起了很大作用。英特尔致力推广新一代BIOS及其接口标准，即EFI（可扩展固件接口），目前90%的新生产个人电脑已经采用了 EFI及其后的UEFI（统一可扩展固件接口）技术。“用EFI技术来实现透明计算，既支持多操作系统的选择和执行，又很大程度缓解了原来难以在不同硬件平台上运行的问题。”

谈到与英特尔的合作，张尧学说，英特尔在2005年参观了他的实验室并初步接触后，双方于2007年2月签署合作协议后长期合作“至今，我们共签有3个合作协议，Intel公司完全承认我们的知识产权。由于商业协议的条款，我不能透露太多的合作细节。但INTEL美国总部软件与服务部平台技术中心总经理MichaelA.Greene在2013年4月英特尔信息峰会期间有个主题演讲‘透明计算时代’，其中第7、第8、第9页是关于我们合作的描述。这篇讲演的PPT，就挂在我的清华大学主页下（http://media.cs.tsinghua.edu.cn/zyx/）。”

“我们的目标是将底层软件做成通用软件、扩展EFI，成为国际标准。而中层和高层的透明计算实现则正在进一步研究。我认为，HTML5是实现透明计算的一种技术手段。可能理解的不对，供大家批评。”张尧学说，“至于Intel的透明计算与我提出的透明计算有什么关系？建议大家采访Intel。我在这方面有充足的证据回答大家的质疑。”

他表示，目前英特尔已经在台式机、笔记本、上网本、移动互联网设备、平板电脑和智能手机等多个平台上实现了透明计算，包括上海交通大学在内的单位都已使用了英特尔的台式机透明计算系统。而不少大学则购买了由清华专利转让的台式机系统。“清华大学、中南大学和清华的毕业生还基于透明计算思想，研制成功了用手机远程使用多种操作系统和应用的手机透明计算系统等新的系统原型。这次基本上都已公开，我们的知识产权有可能会受到损失。”

与网络计算机等技术的区别

总结与网络计算机、远程+VPN+PNS 等技术的区别，张尧学说，“透明计算”的最大突破是提出并部分实现了使终端如何变小以及无缝连接（跨硬件和软件平台）的思想和方法。按照此方法，研制了一个分布式超级操作系统MetaOS。它不仅包括远程启动协议MRBP（I, II）、网络服务访问协议NSAP，还包括可以管理调度不同的操作系统和网络带宽等资源的I/O man以及一个轻量化的网络协议栈等，并可沿使用路径监控网络上的使用情况。他透露，最近某央企控股公司也在国家重大专项支持下基于他们的原理和早期版本研制成功了MetaOS的新版本，并有重大应用。

一个理想的MetaOS能跟踪和记录来自于不同用户的访问、解决从端系统到服务器之间的各点资源的监控和管理，例如沿途的带宽、缓存等。“以前的计算机是由操作系统来调度各种软件的，但如何以碎片方式调动不同的操作系统，我没听说别人做过。”张尧学说。

产业化前景可期

“很多人说我们提出的计算与存储分离早就有了，我也做了十几年了，而且我们有专利。”张尧学说，“而且我们的技术可以让用户根据需要调用资源，指令是碎片化进入终端的，不是操作系统和应用程序全部，这样可以极大简化终端，带宽并不是主要问题”。

他解释道，简单说来，MetaOS分为客户端和后端软件两部分。如果用户指定某台电脑为储存数据的后端，就安装后端软件，而他要用到的其他电脑、手机及可穿戴设备则需安装一个客户端软件。如此一来，他打开任何一个终端都能随意调用后端的程序和数据。清华和中南大学的透明计算研究团队则做出了更多的新产品原型，包括定制应用和不同操作系统的透明手机。

他介绍道，致力于将透明计算技术产业化的工作开展，在可穿戴设备、智慧家庭、医疗和教育大数据等方面都会有巨大的应用前景。例如，今后出国不用带笔记本电脑，远在非洲就可以存取和操作在北京计算机中的资源；医生在手机上可以使用专业软件调出并分析如核磁共振影像等各种医疗数据， 等等。

关于论文及冯·诺依曼结构

“我在日本读书时，在IEEE上已发了3篇论文。如果继续跟着热点走，也可能继续发不少论文。但没跟别人做，头些年发文章很难，发的文章引用率也低”，他解释道：“但是这几年好多了。去年我们在计算机领域的顶级刊物和会议如《IEEE计算机会刊》上发表了4篇，2015年又接受了一篇。《IEEE计算机会刊》还要为透明计算出一册专刊，我是客座编辑，目前已收到30篇论文，正在审稿中。这是IEEE计算机会刊第一次为中国人提出的概念出专刊”。

“我从来没有说过颠覆或替代之类的话。我们一直说的是扩展冯·诺依曼结构，由单机到网络，我在国际学术会议上这么讲，在美国的几个大学作学术报告时也这么讲，2007年评工程院院士时也是这么讲的。如果错了，那就是我的错误。”他最后说道，“计算机领域有许多我不懂的东西，我的认识有许多局限性，也会经常犯错误，但我愿意学习和接受批评。”