北京航空航天大学常务副校长怀进鹏致辞

   【搜狐数码消息】4月9日，“2009年中国电子技术年会”今日与“第73届中国电子展暨2009中国国际数码通信展”开幕式同时召开。工业和信息化部和深圳市的高层领导、众多中国工程院院士、中国科学院院士、大学校长、行业协会专家等，将亲临现场，与获奖企业及业内人士共襄盛举，共议创新大计。搜狐数码对此次大会进行现场图文直播。图为：北京航空航天大学常务副校长怀进鹏。

北京航空航天大学常务副校长怀进鹏

　　怀进鹏：尊敬的各位专家，各位领导，各位来宾，非常荣幸有机会在这里汇报有关网络化软件技术的理解和认识。为什么在这样一个大型的会议上来谈网络化软件。我觉得随着网络化不断应用，软件本身有很多问题。同时，分布式应用和网络化的应用也使我们面对新的挑战和更复杂，更难以把握的新问题。比如说对分布式软件的可靠性和可用性问题。2006年11月10日全球最大的期权交易所，芝加哥期权交易所的电子交易系统出现鼓掌，虽然我们出现得晚，但是带来了很多问题。第二，对分布式软件系统的可扩展性问题。六年前在美国东部出现大停电，就是因为多台计算机同时访问一个资源，导致整个系统瘫痪，持续29个小时，损失相当大。我们还知道，前年奥运会售票期，也是由于数据处理能力，访问量超过了预期了，使得在很长时间内系统出现瘫痪。

　　还有软件的在线演化，软件在不断应用当中，新的增值服务出现的时候，使得软件本身升级和维护变得更为重要。对此类问题，国际一家咨询公司做了一家分析：软件问题是冰山一角，我们所看到的仍然有很大的局限性。因此，在分布式应用当中，软件本身制约了规模发展，软件的生产发展和运行维护也为实际应用带来了很多负担。之所以产生这样的问题，是因为我们所处的应用模式发生了重大变化。在过去封闭计算机系统当中，我们是孤立的数据。而在网络时代，由于开放，没有形成控制的互联网和分布式系统，在分布异构这样的情况下，复杂性在增加。因此，美国在最近两年推出了软件战略，以确保很多安全和竞争问题。美国总统顾问委员会在持续十年过程中，其中先进网络应用占很大一部分，比如在大规模网络当中，实际上是研究关于分布式开发和运行的软件，高可信软件和系统，更加关心系统的可靠性。而对于软件设计和生产，集中描述在复杂与实时系统。因为已经有一个一致的共识，就是软件是当前产品当中的核心内容和核心问题。

　　而软件的开发和维护已经超越了我们现有的能力。欧盟实施的七大挑战当中的第一个问题，就是面对未来网络中如何构造新型的服务基础设施。第七框架较第六框架相比，时间延长了两年，而整个工作部署中，把最重要的问题作为未来的软件服务和基础设施，成为核心内容。并且从服务，从软件的工程，以及对大型系统的复杂性，可信性，尤其对虚拟化的技术起到非常重要的作用。同样也是Gartner公司曾经提出未来软件发展最重要的变化，一个是指引网络化的应用，再一个就是SAAS这样一种应用模式，将会使得用户体验和得到新的应用模式。尤其提到第二点，关键软件会有一些服务供应商关注的问题已经从过去同类产品的竞争转向软件业务本身，也就是说从通用软件的开发，通用产品的竞争开始面向业务软件，此外还有一些新的模式。对于这样一些预测，未来两年或者更长一段时间，对软件技术，软件产业，尤其应用领域会有更大变化，因此未来市场预测，认为在中小企业SAAS的市场，以及大型企业中的应用模式，尤其用户流方面有很大的发展。对于在工业化结合当中，有相当大这样的机会。

　　同时对业务网络化和随需应变的需求。军事领域也是美军一直关注的内容，从军事转型到网络追星站，以及互联网商动态服务。因此我想和大家交流和汇报的内容，网络化软件技术应该关注什么？也许我们考察PC时代，它创造了微软，它的成功指出在于网络战略的转折点，敏锐地抓住，并且发展了PC软件，成为至今为止软件业的巨头。网络时代的转折点是不是会有？在什么地方会发现？能不能有新的应用模式？对新的软件创造新的机遇。所以微软开始在浏览器方面与Netscape竞争，网络信息时代出现了90年代后期的google，创造了一个巨大的互联网应用的模式，得到了大家的认可。尤其是网络服务和电子商务创造了雅虎、亚马逊、百度。

　　在网络时代当中，信息的服务创造了巨大的产业和应用模式，当然是在网络化应用当中。谁来管理，谁来运行这样一个庞大的内容，谁为网络化应用提供一个按需服务，新的模式，也许在未来在软件技术当中，软件产业发展当中一个重要的问题，比如说虚拟计算为我们带来什么样的实惠，软件开发技术的软件服务这样一种模式是否会云计算，虚拟计算，是否会形成新的产业分工？因此我想汇报的题目就是网络化软件所关注的，如果我们传统应用领域有运行软件，有开发工具的话，互联网是一个典型结构，有各种各样的运行系统，它的运行环境靠什么？互联网的软件需要什么样的开发工具和开发方法？因此我想，在网络时代当中，计算环境和应用问题是不是有本质的变化，这种变成的特别是什么？第二，软件技术在分布式环境下，在网络应用背景下，有没有需要研究技术突破和产能带动。尤其是网络化软件，是一宗简单类别下的软件，还是在新的模式下创造新的变化。尤其是中国在软件技术和产业发展，我们是否有机会，是否是一个真的发展的机会。所以我的汇报主要包括三个部分。

　　第一个部分，网络资源如此多，计算能力增长快，而应用规模扩张更快。比如在高能物理领域方面，在大量领域当中都需要大规模的计算，因此是否有这样一种可能，从互联网当中取到自己的服务，通过分布式大规模的计算领域来支撑我们对计算，存储的能力，实际上对这样一个问题，在上世纪60年代，互联网的先驱Licklider曾经提出两个设想，第一，他认为我能在远程上获得数据，第二在我的工作当中，我可以使用多台计算机。这两个应用现在是什么样的结果，我们都很清楚。

　　七十、八十年代有两个重大的进展，互联网协议进程间通信机制TCP使互联网得到了发展。另外一个重大突破就是对计算机资源的管理，使用户远离计算机内存，实现了对计算机的透明资源的管理和使用，我们不再关心系统怎么分配，写程序的时候不要再介入内存，这样的问题仍然有两位科学家获奖。但是作为计算机网络的问题，全世界都在关注这样的事情，就是如何在本人的工作当中，远程使用更多的资源，对这样问题的战略价值，应该是相当重要，在国际上，学术界，工业界，在不同的角度研究如何在互联网中形成新的虚拟计算。

　　共同关注的问题就是一个大型的网络系统环境下，我怎么样能有这样的信息，或者说一个分布式的信息，我们各自取到所需要的服务和所要获得的努力，这样的问题就类似于我们希望得到一种透明，不关心位置，不关心能力而得到你所要处理的内容。但是作为网络计算环境的一些特点是相当复杂的，首先资源是分布在不同地域，想要共享，想要协同很困难。第二个问题，机器是不同类型的，有巨型机，大型机，不同的厂家生产，所用内容也有很大差异。还包括操作系统，协议，程序设计等应用模式，如何有效地形成我们所需要的透明的计算。此外，机器的使用，故障，加入和退出也是需要注意的，还有一些特点，怎么样来保证资源之间的相互协同，资源之间相互信任。因此对于网络计算环境下的运行支撑系统，形成所谓按需服务的运行模式，同传统计算机相比，问题难免和遇到的问题有差异。

　　针对网络属性，分布性，异构性，动态性和自治性，为了实现资源聚合，分布性环境下提高我们的应用能力，第一个问题就是资源，能不能找到资源并且聚合起来。第二个问题，这些资源是协同的，所谓协同，指的是资源找到并且聚合，如何在分布的环境下对资源进行分配，对资源进行调动，对用户进行有效透明的指示。第三资源之间是否建立这种共享的信任基础是关注的一个重要问题。这三个问题的解决将会有助于我们所谓的网络资源在提供透明市的服务当中所形成的共享和调度的机制，这也是我们在承担国家自然科学基金重大项目所开展的一项工作。具体的技术在这里就不讲了，第一是可聚合性的问题，从过去传统集中的分布式结构的模型。第二，聚合了资源，还要有运行系统，相当于CPU，但是一个软的服务体系，这样的执行机构因为要考虑资源之间的共享和不同资源之间的协同，要讨论的问题不仅有传统的，并且有流水线，同时要考虑链式安全处理来提高执行效率。

　　第二个问题就是可协同性。有的是合作，有的是不合作，有的是少贡献资源，对这类的问题，在共享资源和达到调动分配当中有三种基本方面，全面合作，部分合作和干脆不合作这样的内容。因此在网络资源当中的聚合，也有我们传统设备的问题，经济学的问题，激励的机制和相应的一些方法。最重要的就是对于在分布式环境下调度，实现了对资源的利用和分配，而这一部分工作也是核心。我们做的这个调度系统已经移植到英国的国家系统当中。我们这里还有一个特别的方法，北航使用的一个服务的软件，我要托到英国、美国，我要在不停机的情况下完成部署，在远程部署的时候，困难就更大。尤其在互联网软件中，要实现在线演化，在线升级，在线部署，实用的方法就很重要。在互联网的部署，需要一种特殊的应用服务，通过信任协商建立关系，可以在不停机的情况下完成系统的配置，系统的管理。

　　此外，我们还在资源之间，陌生资源，如何建立信任关系。总的来说，通过这几个问题的应用和实现，有助于我们在实现系统的资源共享和提供给用户的服务能力上有一些提升，作为这样一个工作，在去年也获得了国家发明二等奖，我们做的这个系统结合这三个问题的研究，形成了CROWN系统，在国外有40多个节点和运行环境，并且这个系统经过了国际测试和评价，在英国、美国和澳大利亚以及中国香港，祖国大陆进行部署和应用，并且在07年作为高技术计算机软件开始在产业当中。

　　第二个问题，由于应用模式的转换，从过去满足功能，效率为先，到业务联动，应用集成，开始变成流程再造，按需服务，网络软件在开发技术上是不是有新的机会？分布式软件的特点，在一般单体软件，仍然有大量案例存在，因为软件难以开发，必须开发专业软件，分布式应用软件当中，软件的自动开发问题越来越突出，所以美国开展一项研究，能否对不同研究的需求类型，以业务软件作为突破口，因为寻找一种完全自动化的开发技术，到目前为止仍然是不可逾越的一个重大问题。但是从软件的应用来看，互联网的软件应用推动了软件的新的发展，因为应用边界开放，需求增长，尤其是面向领域的网络化应用模式，和随需应变的商业模式带来了机遇。但是网络分布式应用软件系统的复杂性提高。所以应用模式的变化使软件开发方法出现了三种特点：

　　第一就是软件的环境从简单到复杂，从单机到网络。第二是从过去强调以产品和业务为中心转变为以客户为中心，第三就是软件演化模式，离线在线演化成为一个重要问题。因此在软件当中，我们第二个问题，各位专家领导都很清楚，有了中间件我们可以集中应用，所以不断凝练共性，以提高软件开发效率和质量。但是面对网络化应用系统，是否能够构建一些新的可规范的业务。因为只有规范的业务流程，才有可能形成我们所谓自动化开发的内容，就像控制一样。因此软件开发效率的质量和关键也体现在网络化的发展，所以能否对比产品的生产线模式，形成为软件变服务的方式提供一种新的开发和应用模式。我们传统软件是怎么开发的，用户有一个问题，我们做需求分析，告诉设计人员如何做，然后一大批开发人员把系统开发出来。但是在分布式应用当中，在复杂多变的情况下，用户是经常变的，他一变，设计人员就在变，不断设计，开发，使软件成本越来越难以控制。所以在网络应用当中，会有什么样的效果。因此实践的结果和理论的结果至少65%是在需求和设计当中，但是这类的问题相当严重，能不能找到一种对应用软件，多种应用模式一种高效的开发？

　　我们再回过来，能不能业务需求软件确定以后，能不能有一种统一结构性，如果能够有一些基本建筑模块，抽象出基本操作构建的时候，因此对一类问题，我们能不能自动设计，有了设计的结果，能不能向开发商进行转换。对于软件，在应用过程当中的流程管理，在数据方面统一的表示变成了重要内容，因为我们不可能全面解决软件自动化开发的问题，但是对于更多种类型的应用，通过提升可以使得这类软件达到基本自动化开发，从而提高可靠性。

　　业务过程建模，实际业务单证是金融数据处理，我们基本是围绕一个业务单证做一个处理，这样的业务处理需要一个业务过程，而这个过程都是对一个业务进行处理，这样的问题在电子政务，电子商务，金融，以及企业信息化当中都有很多，因此我们这里的问题，从软件来看，有一个原子目标，我的一个状态操作的时候，实现整体的管理，具体内容就不多讲了。因此对于这样一类我们抽象出四个基本要素，一个是业务单证，一个是操作行为和客体管理，重点在操作行为和客体管理，并加强对流程的管理，并实现业务的开发和转换。

　　我们这项工作也开始在大规模的产业和应用当中来做，包括金融、政务。我们的目标是这样的思想，把一个问题分解成子问题，子问题解决了，大问题就解决了，但是在互联网有大量的服务，我们需要怎么把服务进行组合，需要如何根据用户的需求，有效地从无序状态变成有序状态，动态地形成对应用的支撑这样一种新的模式，这种软件未必是固化出来的，可能是动态生成。因此在网络开发进行中，如何根据需求变化组成我们需要的，就像汽车组装，福特公司做出最大的贡献是形成汽车工业线，当我们知道应用软件的需求，是否能够透过一组规范化的过程，满足用户的需求，在这个方面我们新做的工作就是再重新分析和反思。

　　在互联网软件的集成、软件的组合，软件的自动开发是一种什么样的模式，因此我们提出新的方法，叫网络的协议计算，来支撑服务的组合。我们工作也是从这样一些问题来实现软件能不能按需组合。我们用互联网已有的服务，按照组合服务器，满足这样的要求，形成服务集合。我们现在就是用一种模具的方法构成的一种模型，并且现在开始在实现。目前为止我们做的工作就是这种方法，还是当存在这种服务的时候，我们是可以做得到的。

　　最后我想再说几句，网络计算最近有几个非常热点的问题，第一个问题就是所谓的虚拟化。第二个就是云计算。同时在比较当中，我们可以看戏云计算的发展趋势已经呈现一个高度上扬的架式，74%的中小企业愿意实现SAAS。纯的服务的提供也有很多变化，比如淘宝网，在这类应用当中，资源怎么管理，如何配置，实现所谓的平台式服务，实现所谓的任何服务也是服务的时候，这是否是未来云计算所需要软件的一种新的方式。所以我也想，云计算也好，未来的虚拟计算也好，互联网计算也好，对软件有新的挑战和转机。我对未来软件化有一种设想，也许未来的软件是这样一种模式，我有需求，作为客户方，也有大量软件生产工具，当用户提出需求的时候，软件的服务商类似以后我们的网络和电信商一样，开发商把自己的工具和各种服务放在网络上，不是放在一个实体的物理环境，而是放在自己可托管的环境下。网络运营商根据用户的需求进行配置、集成，并组合出已有的服务，提供应用的空间。

　　这种方式，也许作为网络支撑云计算，我个人认为，计算机的发展实际是硬件系统向软件发展，系统软件已经形成游戏规则，怎么样面对产业的竞争，正在形成规则的有中间链，但是没有规则的网络化技术可能会为我们创造更大的空间，因为从产业上可能催生新的应用模式，从技术、学术研究来看，是未来软件研究新的制高点。谢谢各位！