中国工程院院士张尧学率清华大学科研团队捧回国家自然科学奖一等奖

我国有望领跑“下一个计算时代”

来源：中国教育报 2015-1-10 万玉凤

　　跨地区、跨医院看病时，患者不必再抱着一大摞病历档案，直接通过手机访问之前就诊医院的大数据中心，就可以查询历史量测数据，获得方便快捷的医疗信息服务。以透明计算理论为基础的健康信息推送系统，正将这一愿景变为现实。

　　2014年度国家科技奖励大会今天在北京人民大会堂隆重举行。中国工程院院士、清华大学教授、中南大学校长张尧学，率清华大学“网络计算的模式及基础理论研究”项目问鼎国家自然科学奖一等奖。这项历经20余年的潜心研究，在国际上率先提出透明计算的新概念，成功研制出具有独立知识产权的超级操作系统和一系列具有原创性与系统性的重大创新成果，对摆脱操作系统长期受制于人、保障国家信息安全、形成新的信息技术产业链具有重大意义。

　　计算机体系结构是计算机科学技术的核心问题。在这一领域，冯•诺依曼结构，即存储程序式结构一直以来占据主导地位。1991年以来，张尧学带领科研团队，在国际上率先突破冯•诺依曼结构的局限，透明计算被国外同行称之为“先于云计算、包含云计算”的网络计算模式，为网络计算提供了全新的模式和理论基础，英特尔公司高级副总裁詹睿妮认为“透明计算将是下一个计算时代”。

　　透明计算，其核心是从网络计算的角度出发，把存储、运算、管理进行逻辑或物理分离，在执行上进行有缓存的流式运算，把计算还原成“不知不觉、用户可控”的跨设备、跨平台的个性化服务。

　　利用透明计算原理，张尧学率领的科研团队设计了全新概念的超级操作系统。超级操作系统代码存储在一台云服务器上，它允许一台近乎“裸”终端机连接访问。用户端系统上不安装任何操作系统和应用程序，而在执行时，通过网络从服务器上动态调用操作系统和应用程序在终端系统上执行。这就打破了操作系统和硬件间的捆绑关系，用户可自由选择各种软硬件服务。

　　这种“流式计算”方法以用户为中心，将操作系统和应用程序转变为能让用户随时随地获取的服务，这些服务由服务器统一管理和维护，如同水、电等资源一样，用户需要时源源不断地供其使用，用户使用完毕后又自动流走，从而始终保持小终端的轻便，为简易化操作提供支持。

　　透明计算还实现了计算机安全级别的全面提升。它将网络互联平台由较高的网络层下降到计算机芯片和操作系统间的接口层，从而打开了被国外厂商控制的芯片与操作系统之间的“黑匣子”，在接口层设计保护程序，改变了计算机领域近70年的固有思维和产品结构模式，在理论上可防御所有病毒对计算机系统的攻击，使用户放心使用各种网络服务。

　　透明计算改变了我国操作系统发展一贯采取的“替代策略”，是一次革命性创新，可以从根本上改变我国国家网络安全和操作系统技术长期受制于人的局面。同时，透明计算具有形成新的信息技术产业链、拉动其他产业升级换代的前景和能力。

　　超级操作系统可以在桌面终端、智能手机、智能家电甚至工厂设备上运行，实现全网络化管理硬件、虚拟化和软件资源，包括传统的操作系统、物理硬件和底层虚拟化资源，使得用户可以选择并运行任何服务需求。

　　目前，透明计算已成功应用于我国大型冶金企业的工控系统与工程设计，跨区域、跨医院、跨系统的就诊服务，个体化医疗信息安全采集和科研应用，手机定位功能、高校实验室管理等方面。