中科院院士李未：云計(jì)算為物聯(lián)網(wǎng)提供解決方案

　　在第四屆中國(guó)云計(jì)算大會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院士李未分享了對(duì)云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的看法，他表示：“云計(jì)算為物聯(lián)網(wǎng)提供解決方案?！?/P>

　　“我認(rèn)為云計(jì)算實(shí)質(zhì)在哪里？實(shí)質(zhì)對(duì)用戶屏蔽有關(guān)計(jì)算、存儲(chǔ)、通信和控制的底層操作細(xì)節(jié)，目的為用戶提供簡(jiǎn)單易用，安全可靠的服務(wù)。用戶變得很方便，為什么用戶變得方便了？因?yàn)閷?duì)用戶所有的實(shí)現(xiàn)過程，前部對(duì)用戶屏蔽，想要什么取什么，這是云計(jì)算的一個(gè)基本思想。比如說(shuō)我們大家都了解的事，云計(jì)算提出一個(gè)以服務(wù)為綱的體系結(jié)構(gòu)，第一個(gè)就是軟件即服務(wù)，終端用戶無(wú)需關(guān)心使用哪些特定應(yīng)用軟件和資源直接得到所需服務(wù)。平臺(tái)即服務(wù)就是應(yīng)用軟件無(wú)需關(guān)心操作系統(tǒng)以及中間件的底層模塊具體操作和運(yùn)行，直接獲得所需要的功能。什么是基礎(chǔ)設(shè)施及服務(wù)，平臺(tái)無(wú)需關(guān)心硬件設(shè)備的細(xì)節(jié)，直接得到所要求的計(jì)算和處理資源，這是最著名的三個(gè)S?！?/P>

　　“云計(jì)算為各種物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，特別是軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)提供解決方案，作用是一種解決方案，理念是服務(wù)用戶，技術(shù)是怎么樣實(shí)現(xiàn)最核心的東西要屏蔽那些下層的東西?！?/P>

　　以下是李未演講實(shí)錄：

　　李未：大家下午好！我今天要談的題目叫做云計(jì)算和群體軟件工程。最近幾年大家關(guān)心云計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)，我想和大家一起討論。

　　什么是物聯(lián)網(wǎng)，1999年MIT教授在使用電子標(biāo)簽時(shí)候首先提出了，物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)什么東西大家都知道，是面向特定領(lǐng)域和行業(yè)的，擁有超量數(shù)據(jù)的復(fù)雜信息應(yīng)用系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)在各個(gè)方面，比如在智能交通，智能電網(wǎng)，現(xiàn)代物流，醫(yī)療健康等等方面，這些都是今后要使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)完成。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際上是未來(lái)信息社會(huì)的一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施，我們現(xiàn)在目標(biāo)搞工業(yè)信息化，工業(yè)信息化標(biāo)志性成果，在戰(zhàn)略行業(yè)里都實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)。也是我們戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)建設(shè)的切入點(diǎn)。突破關(guān)鍵技術(shù)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)今后信息領(lǐng)域主要任務(wù)。

　　物聯(lián)網(wǎng)怎么樣實(shí)現(xiàn)？云計(jì)算提出一個(gè)實(shí)現(xiàn)方法，云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的大眾參與的計(jì)算模式，計(jì)算資源包括計(jì)算能力存儲(chǔ)能力，交互能力等等，是動(dòng)態(tài)可伸縮，被虛擬化以服務(wù)方式提供。這是李院士的定義，什么是云計(jì)算。

　　我認(rèn)為云計(jì)算實(shí)質(zhì)在哪里？實(shí)質(zhì)對(duì)用戶屏蔽有關(guān)計(jì)算、存儲(chǔ)、通信和控制的底層操作細(xì)節(jié)，目的為用戶提供簡(jiǎn)單易用，安全可靠的服務(wù)。用戶變得很方便，為什么用戶變得方便了？因?yàn)閷?duì)用戶所有的實(shí)現(xiàn)過程，前部對(duì)用戶屏蔽，想要什么取什么，這是云計(jì)算的一個(gè)基本思想。比如說(shuō)我們大家都了解的事，云計(jì)算提出一個(gè)以服務(wù)為綱的體系結(jié)構(gòu)，第一個(gè)就是軟件即服務(wù)，終端用戶無(wú)需關(guān)心使用哪些特定應(yīng)用軟件和資源直接得到所需服務(wù)。平臺(tái)即服務(wù)就是應(yīng)用軟件無(wú)需關(guān)心操作系統(tǒng)以及中間件的底層模塊具體操作和運(yùn)行，直接獲得所需要的功能。什么是基礎(chǔ)設(shè)施及服務(wù)，平臺(tái)無(wú)需關(guān)心硬件設(shè)備的細(xì)節(jié)，直接得到所要求的計(jì)算和處理資源，這是最著名的三個(gè)S。

　　云計(jì)算為各種物聯(lián)網(wǎng)、特別是軟件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供解決方案，作用是一種解決方案，理念是服務(wù)用戶，技術(shù)是怎么樣實(shí)現(xiàn)最核心的東西要屏蔽那些下層的東西。

　　下面重點(diǎn)談一下所謂群體軟件工程。云計(jì)算使用戶變得很簡(jiǎn)單，需要什么直接獲取就行，但是獲取整個(gè)過程是十分復(fù)雜的。這部分怎么樣才能夠完成，這是咱們?cè)谲浖缢腥艘冻鼍薮髣趧?dòng)滿足這些用戶使用者的需求，但是特別是對(duì)于基于云計(jì)算的社會(huì)服務(wù)系統(tǒng)，比如剛才講各種互聯(lián)網(wǎng)，還有面向行業(yè)超量信息，我認(rèn)為他們和過去我們做的這些軟件有一些不同，不同的主要三方面，具有超變散的特點(diǎn)。

　　首先是“超”，所有的物聯(lián)網(wǎng)由云計(jì)算方法實(shí)現(xiàn)的物聯(lián)網(wǎng)成千上萬(wàn)，上億人使用，所以都是超大規(guī)模的系統(tǒng)，比如大量感知受控設(shè)備，同時(shí)在網(wǎng)上進(jìn)行海量信息和通信進(jìn)程大約10的12次方，兆級(jí)的每秒這么多進(jìn)程來(lái)進(jìn)行。第三是超量非結(jié)構(gòu)化動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。

　　這些系統(tǒng)不論智能電網(wǎng)，智能交通這些東西都在不斷的不間斷持續(xù)演化和部署，不能換版本不可以，信息不斷增加，有什么改進(jìn)都是硬性中進(jìn)行改進(jìn)。這是和過去相比，一個(gè)版本可以用很長(zhǎng)時(shí)間，這個(gè)不同，叫做變。

　　第三是“散”，即使物聯(lián)網(wǎng)涉及各種各樣的部門、領(lǐng)域，多產(chǎn)業(yè)和多地域。比如美國(guó)的CYBER系統(tǒng)，覆蓋很多學(xué)科領(lǐng)域，服務(wù)于數(shù)十萬(wàn)科研和教育人員高度分布的環(huán)境。這種要求和這種量對(duì)軟件工程，對(duì)系統(tǒng)的，過去傳統(tǒng)的軟件工程提出一個(gè)挑戰(zhàn)。大家想想傳統(tǒng)軟件工程到現(xiàn)在為止有什么特點(diǎn)？我認(rèn)為至少三點(diǎn)，第一是精英化，各種著名軟件公司在里面工作的人都畢業(yè)于優(yōu)秀大學(xué)，至少碩士畢業(yè)優(yōu)等生，我說(shuō)的精英不是天才，是經(jīng)過系統(tǒng)有效訓(xùn)練的人，高等教育的人。

　　第二是計(jì)劃性，要做一個(gè)軟件預(yù)先規(guī)劃需求，需求可以提的很清楚，把需求不斷展開，做到細(xì)節(jié)，整個(gè)開發(fā)過程封閉，有的時(shí)候我們?cè)黾右恍y(cè)試，總體上的開發(fā)不開放。這是傳統(tǒng)軟件。傳統(tǒng)軟件工程面對(duì)超量信息系統(tǒng)遇到麻煩。世界最好軟件公司是Windows，WindowsVista功能模塊6千萬(wàn)個(gè)，代碼是6千萬(wàn)行，多少人開發(fā)？用9千熟練的專業(yè)人士，微軟骨干耗時(shí)5年完成的Vista，這個(gè)量應(yīng)該說(shuō)在傳統(tǒng)軟件工程框架之下，這是杰作。

　　咱們現(xiàn)在討論的，各位專家今天上午或者以前會(huì)議上討論的云計(jì)算社會(huì)服務(wù)系統(tǒng)規(guī)模遠(yuǎn)超過Windows9千萬(wàn)行代碼量。我舉例子，比如說(shuō)Facebook，每個(gè)月60億張照片上傳，如果把每張照片和個(gè)人信息情況關(guān)聯(lián)起來(lái)，我們提出四面體全信息標(biāo)注和處理方法，經(jīng)過三年實(shí)驗(yàn)，把一張照片，這張照片用快門，技術(shù)角度，還有文字描述，和這張照片誰(shuí)的信息，誰(shuí)照的，什么時(shí)候，四方面信息都標(biāo)注連接起來(lái)，一張照片需要12分鐘。如果按照一萬(wàn)人開發(fā)做這個(gè)事的話，需要41年才完成，但是咱用了嗎？沒有。FACEBOOK如何解決這個(gè)問題，采用群體模式，F(xiàn)ACEBOOK8.5億用戶，這些用戶至少一半對(duì)照片標(biāo)注，8.5億人每人負(fù)責(zé)自己照片或者朋友照片一個(gè)半小時(shí)可以完成，這是面對(duì)超量信息新解決辦法，從軟件工程角度是重要的東西。以前是精英化團(tuán)體，一萬(wàn)人精英開發(fā)一個(gè)Windows或者VISTA這樣的系統(tǒng)，現(xiàn)在在處理大量的超量10的18次方信息，8億人同時(shí)上就可以解決超量問題。

　　第二個(gè)例子，天天得益的APPStort和安卓Market，這些應(yīng)用程序多少人參加？APPStort70萬(wàn)人，Windows是1萬(wàn)人，現(xiàn)在70萬(wàn)人，4年內(nèi)完成60萬(wàn)應(yīng)用，這是過去從來(lái)沒有過的現(xiàn)象。過去為什么軟件貴？現(xiàn)在都是精英經(jīng)過專門研究，現(xiàn)在達(dá)到至少應(yīng)用軟件行業(yè)，應(yīng)用程序達(dá)到極大非常。這個(gè)例子說(shuō)明什么，群體開發(fā)模式解決，也是一個(gè)用群體開發(fā)模式解決超大規(guī)模建設(shè)人力不足問題另外一個(gè)很有說(shuō)服力的例子。但是目前APPStore技術(shù)是群體開發(fā)初級(jí)階段。

　　第三個(gè)例子TOPcoder，25萬(wàn)名開發(fā)人員加入到其開發(fā)社區(qū)。美國(guó)在線委托Topcoder開發(fā)通信后端系統(tǒng)。把系統(tǒng)分52部分，按照傳統(tǒng)軟件工程要一年完成，他們用這個(gè)群體參加方式，有效組織后，5個(gè)月就完成，而且質(zhì)量很高。最終產(chǎn)品完全達(dá)到客戶要求，并且程序中每一千行代碼只有0.98漏洞，低于業(yè)內(nèi)的要求。

　　物聯(lián)網(wǎng)和在云計(jì)算的思想指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)的軟件系統(tǒng)是超量信息系統(tǒng)，咱們能不能借鑒在FACEBOOK，在APPSTORE這些東西，這種軟件開發(fā)能不能進(jìn)入云計(jì)算模式下超量復(fù)雜系統(tǒng)全面開發(fā)使用群體這種方式來(lái)開發(fā)一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)。這是我這次想和大家討論的問題。

　　群體進(jìn)入之后大家馬上想到，解決超量問題是不假，但是產(chǎn)生新問題，安全問題，安全問題成了大問題。我認(rèn)為群體軟件工程是這樣一種新軟件工程，面對(duì)超量信息系統(tǒng)采用群體競(jìng)爭(zhēng)的研發(fā)方式產(chǎn)生安全可靠軟件的這樣的一種新的工程，這就是群體軟件工程。

　　群體軟件工程核心理論是什么？剛才我們克服的傳統(tǒng)軟件工程幾點(diǎn)。開發(fā)過程從封閉走向開放，開發(fā)人員從精英走向大眾。另外就是開發(fā)組織從工廠走向社區(qū)。開發(fā)方法從機(jī)械工程轉(zhuǎn)向社會(huì)。

　　現(xiàn)在看開發(fā)軟件系統(tǒng)和我們?cè)O(shè)計(jì)研制一個(gè)大型客機(jī)一樣，從自頂向下設(shè)計(jì)，分模塊組裝，專業(yè)人士制造，訓(xùn)練有素?，F(xiàn)在開發(fā)面向群社會(huì)服務(wù)這樣的系統(tǒng)，像建設(shè)城市一樣，我們所有城市建設(shè)在過去基礎(chǔ)上逐漸堆壘起來(lái)的，隨便挖天安門主路不可能，整個(gè)區(qū)消滅重新建設(shè)也不可能。所以社會(huì)工程更多思想將滲入超量信息研究，特別是云思想指導(dǎo)下超量信息系統(tǒng)構(gòu)造的東西。

　　開發(fā)體制怎么樣，兩個(gè)都要，有群體性要精英，群體性和大眾化解決軟件超量開發(fā)問題，這是群體性競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制對(duì)軟件資源形成，組合、測(cè)試、維護(hù)生產(chǎn)有基礎(chǔ)性作用。精英是計(jì)劃性和精英化整體規(guī)劃和管理，精英化的管理機(jī)制對(duì)軟件的構(gòu)架、組織法則有宏觀的決策作用。就是中國(guó)特色的兩點(diǎn)，市場(chǎng)是基礎(chǔ)作用，政府起宏觀調(diào)控作用。一方面是大眾，另一方面是精英，兩個(gè)優(yōu)勢(shì)都可以發(fā)揮出來(lái)。

　　開發(fā)原則是什么？應(yīng)該是使用者是設(shè)計(jì)者、開發(fā)者、維護(hù)者，在APP STORE應(yīng)用層面做到，所有開發(fā)這些應(yīng)用的同時(shí)自己是使用者。原則是這樣的。

　　基本內(nèi)容至少包括下面幾方面。一個(gè)是因?yàn)橐后w參加，又要保證安全，所以整個(gè)的體系結(jié)構(gòu)必須是多層體系結(jié)構(gòu)。屏蔽原理，群件組合服務(wù)原理，用戶身份多重性原理，開發(fā)者競(jìng)爭(zhēng)選擇原理，競(jìng)爭(zhēng)性測(cè)試原理，對(duì)抗性安全原理。為什么是多層結(jié)構(gòu)？咱們傳統(tǒng)軟件系統(tǒng)，比如我們以前請(qǐng)Windows，我不是說(shuō)Windows不好，我天天用，我指過去階段實(shí)際就兩層，一層是操作系統(tǒng)本身，另外一層是用戶，用戶拿了操作系統(tǒng)之后，拿Windows之后，按照Windows的各種規(guī)定來(lái)操作，今天說(shuō)這個(gè)不好想修改，進(jìn)里面修改某部分不可能的。一共就兩層，兩層之間不開放。APPSTORE為什么把群體整進(jìn)來(lái)，第一步在應(yīng)用層面把群體積極性調(diào)動(dòng)起來(lái)，實(shí)際從軟件結(jié)構(gòu)看變成三層，最下面操作系統(tǒng)，第二層是一個(gè)開發(fā)環(huán)境，第三層是用戶，用戶怎么樣？用戶和操作系統(tǒng)中間增加一層，整個(gè)開發(fā)環(huán)境是對(duì)用戶開放的，所以用戶是個(gè)設(shè)計(jì)者是指可以設(shè)計(jì)我的應(yīng)用軟件，但是可以在開發(fā)環(huán)境里進(jìn)行設(shè)計(jì)。從理論上說(shuō)三程實(shí)際作用是什么？臨層開放隔層屏蔽，臨層用戶直接面對(duì)安卓開發(fā)環(huán)境，但是隔層操作系統(tǒng)不是每個(gè)人可以開放。這樣至少應(yīng)用程序?qū)用鎰?dòng)員了千千萬(wàn)萬(wàn)應(yīng)用程序愛好者，調(diào)動(dòng)起群眾積極性，同時(shí)操作系統(tǒng)這塊還能夠保證安全。這就是第一個(gè)基本思想。

　　我們把這個(gè)想法再推廣一下，如果我們想把群體軟件群體開發(fā)深入整個(gè)云計(jì)算開發(fā)里面，我們就應(yīng)該把整個(gè)超量信息的云計(jì)算系統(tǒng)分成很多層次，使每一個(gè)層次里面都遵從臨層開放，隔層封閉，這樣安全性問題就解決了，這是多層次。每一層怎么樣，每層三樣?xùn)|西，第一個(gè)函數(shù)庫(kù)，第二個(gè)開發(fā)環(huán)境，第三方面是數(shù)據(jù)庫(kù)，都對(duì)上層臨層開放。對(duì)上上層封閉。

　　群件怎么樣？每層有基本群件和組合群件，組合群件是為了云計(jì)算里組合服務(wù)，如果我們仔細(xì)想想安卓之后發(fā)現(xiàn)，組合服務(wù)其實(shí)就是一些基本程序，怎么組合這個(gè)層次里服務(wù)？首先基本的服務(wù)是從下一層提供的，比如函數(shù)庫(kù)?；窘M合通過順序語(yǔ)句組合，通過循環(huán)語(yǔ)句組合，通過發(fā)行接收并行語(yǔ)句通信。最核心是這些東西，不詳細(xì)講。每一個(gè)層次都是這樣的，只是不同的層次里基本群件由下一層提供的。

　　每一個(gè)層次既然都是這樣，所以是多態(tài)層次。什么是多態(tài)？比如說(shuō)我們?cè)谶\(yùn)用函數(shù)的時(shí)候，整形除和實(shí)數(shù)除法類似，但是態(tài)不同，一個(gè)實(shí)數(shù)一個(gè)整數(shù)，這是多態(tài)。什么叫群件基本達(dá)標(biāo)，每層開發(fā)者數(shù)量和該層群件數(shù)量遵從2、8率，我們才認(rèn)為達(dá)到了群體參與開發(fā)的要求。比如說(shuō)講TOPCODER，實(shí)際25萬(wàn)人，實(shí)際開發(fā)者只有4萬(wàn)8千人，占注冊(cè)用戶19.6%，來(lái)自204國(guó)家。中國(guó)選手11541人，我在杭州講的時(shí)候，當(dāng)時(shí)浙江大學(xué)院長(zhǎng)告訴我，他們學(xué)院大概有幾十個(gè)學(xué)生從中國(guó)參與TOPCODER開發(fā)，很多同學(xué)因?yàn)檫@個(gè)開發(fā)解決自己整個(gè)學(xué)費(fèi)、住宿所有問題，說(shuō)明這個(gè)適合咱們。

　　另外重要一點(diǎn)，為什么TOPCODER質(zhì)量比原來(lái)專業(yè)隊(duì)伍還好？原因在哪里？競(jìng)爭(zhēng)性測(cè)試引進(jìn)來(lái)，實(shí)戰(zhàn)勝于沙盤。

　　總結(jié)一下，物聯(lián)網(wǎng)是什么？是為工業(yè)信息化和國(guó)防信息化服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施，云計(jì)算是什么？云計(jì)算是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)一種軟件解決方案。群體軟件工程是實(shí)現(xiàn)云計(jì)算服務(wù)有效開發(fā)方法。謝謝大家！