獲得國家自然科學獎一等獎將張堯學院士及其研究團隊帶到了輿論的風口浪尖。面對質疑，張堯學近日接受了科技日報——的專訪。

“很抱歉這么久沒有回應公眾造成的誤解。我沉默的原因是考慮知識產權和商業秘密。”<愛尬聊_百科全書>張堯學院士希望通過《科技日報》表達歉意。

獲得國家自然科學獎一等獎將張堯學和他的研究團隊帶到了輿論的風口浪尖。

其獲獎項目“網絡計算模型與基礎理論研究”俗稱“透明計算”。據介紹，本次研究在Meta OS的開發、計算與存儲分離、軟硬件分離三個方面取得了突破。

“我在網上發布了我的原型成果的視頻，可以在我的主頁上查看，技術人員可以通過這些視頻了解更多。”他說。

圍繞這一理論和技術的討論一直持續到今天。計算和存儲的分離很早就可以實現，網吧就是這么做的。這個概念不就是20年前甲骨文等公司提出的NC(網絡計算機)嗎？乍一看，“透明計算”的概念聽起來和云計算沒什么區別。它有什么獨特之處？馮諾依曼的結構被顛覆了嗎？英特爾的透明計算和張堯學的透明計算一樣嗎？一個長期擔任行政職務的人，怎么會有時間做科研？近日，張堯學接受《科技日報》獨家專訪，首次詳細介紹了“透明計算”以及獲獎后的研究過程。

“透明計算”與“云計算”

“關于透明計算和云計算的區別，我在申請材料、幾個答辯、很多場合都講過很多次。”張堯學說，首先，云計算是廠商通過服務器端架構提供計算資源的服務，用戶終端只是作為服務的接收者而存在，而透明計算主要以用戶為中心。當用戶需要服務時，會通過塊或頁面從服務器端分片調用所需的軟件或數據，主要在終端完成計算，終端可以安裝也可以不安裝包括操作系統在內的任何數據和軟件；其次，云計算主要解決數據的海量存儲和使用問題，但并沒有很好地解決軟件的云化，尤其是操作系統的云化，而透明計算更好地解決了這個問題。第三，透明計算還包括云計算不具備的全流程管理、帶寬和緩沖區管理等功能。第四，由于云計算的重點不在終端的使用上，在終端安全上沒有突破，而透明計算對終端安全有很好的考慮。

透明計算可以在多個級別實施，例如硬件層之上、中間件層或應用層在張堯學看來，應該在云計算之前提出透明計算的概念。

“云計算大約從2008年開始在中國廣為人知，我們最早對‘透明計算’的研究是在1998年，但當時我們并沒有叫它這個名字。這個名字是微軟亞洲研究院的一位領導在2003年左右訪問我的實驗室時起的。”他說。

發端于索普卡的“透明計算”

“1998年，一臺電腦的價格是1萬元，升級太快，病毒很多。我的想法是，我能否讓電腦變得更簡單、更便宜、更安全、更跨平臺。”張堯學說，在開發網絡計算機的基礎上，他試圖從已經簡化的終端中去掉操作系統，提出了一種沒有操作系統的計算模式，并開始開發終端系統。

計算機的概念是20年前提出的。張堯學說，但甲骨文等公司的網絡電腦使用得并不好。“太陽公司還給我們發了一套Sunray系統，一臺服務器，40個終端，價格100多萬人民幣。我記得每一個碼頭的費用超過1000美元。雖然是禮物，但是不容易用，當時只有一個操作系統。我會考慮是否能更好的管理網絡資源，讓電腦終端更容易使用，更安全，兼容不同的o

張堯學說，最初的研究是從無盤站開始的，但逐漸發現無盤站有很多局限性，比如只能識別一個操作系統，速度慢，而且用戶數量和執行中的病毒防護差都是有限的。“但是，無盤工作站提供PXE(引導前執行環境)協議，我們將在此基礎上進行擴展。”

幾年后，張堯學的團隊制造了索普卡電腦。據說這個系統相當于當時用的一臺家用PC，可以驅動30個終端，運行多個操作系統。“索普卡電腦的‘薄’體現在它是一個沒有任何軟件的裸機，電腦所需的操作系統軟件和應用軟件都可以從服務器下載。”一份標題為《索普卡：中國PC“瘦身”之道》的報告是這樣寫的。

張堯學說，索普卡擁有兩項專利，這兩項專利也轉讓給了聯想和其他公司。當時，索普卡在貴州、云南等偏遠地區以及一些邊防部隊和企業得到了很好的應用。2003年獲教育部科技進步獎一等獎，2004年獲國家技術發明獎二等獎。

“但我認為大學里研究人員的主要任務應該是在理論和研究上取得突破，而不是制造產品。行業需要融資、銷售、生產等專業團隊，這不是我的強項，更何況我還在教育部工作。于是，我開始想把索普卡推向移動網絡和廣域網的方向，從理論上思考如何在網絡環境下讓電腦的使用更安全、更簡單。”張堯學說，他在2004年開始了這一領域的理論研究。

張堯學從1999年到2011年在教育部工作，但他告訴記者：“在我調到教育部之前，我已經和當時主管教育的領導談過了，我會繼續在清華大學做科研。領導和清華都同意了。所以我很少出差，晚上和休息日基本都在實驗室，我想清華的同事可以證明。”

與英特爾的合作

張堯學認為，他長期教授操作系統課程，從事協議研究，熟悉底層協議。“操作系統的兩個核心內容是中斷和調度，而這兩種機制只針對單機。不知道底層硬件上有沒有中間層，包括操作系統和應用的軟件可以從網絡加載到這個中間層上運行，可以實現不同的軟件(包括操作系統和應用)。

按需選擇和按需調度，從而讓不同的硬件和不同的軟件系統連接。但這是一個黑匣子，需要反匯編。當時學生們做得很辛苦，后來好歹做成了，但效果不是太理想。這一是由于帶寬，二是每個操作系統都要對底層反匯編，很難。”張堯學說。

他表示，與英特爾的合作為該技術的更廣泛應用起了很大作用。英特爾致力推廣新一代BIOS及其接口標準，即EFI（可擴展固件接口），目前90%的新生產個人電腦已經采用了 EFI及其后的UEFI（統一可擴展固件接口）技術。“用EFI技術來實現透明計算，既支持多操作系統的選擇和執行，又很大程度緩解了原來難以在不同硬件平臺上運行的問題。”

談到與英特爾的合作，張堯學說，英特爾在2005年參觀了他的實驗室并初步接觸后，雙方于2007年2月簽署合作協議后長期合作“至今，我們共簽有3個合作協議，Intel公司完全承認我們的知識產權。由于商業協議的條款，我不能透露太多的合作細節。但INTEL美國總部軟件與服務部平臺技術中心總經理MichaelA.Greene在2013年4月英特爾信息峰會期間有個主題演講‘透明計算時代’，其中第7、第8、第9頁是關于我們合作的描述。這篇講演的PPT，就掛在我的清華大學主頁下（http://media.cs.tsinghua.edu.cn/zyx/）。”

“我們的目標是將底層軟件做成通用軟件、擴展EFI，成為國際標準。而中層和高層的透明計算實現則正在進一步研究。我認為，HTML5是實現透明計算的一種技術手段。可能理解的不對，供大家批評。”張堯學說，“至于Intel的透明計算與我提出的透明計算有什么關系？建議大家采訪Intel。我在這方面有充足的證據回答大家的質疑。”

他表示，目前英特爾已經在臺式機、筆記本、上網本、移動互聯網設備、平板電腦和智能手機等多個平臺上實現了透明計算，包括上海交通大學在內的單位都已使用了英特爾的臺式機透明計算系統。而不少大學則購買了由清華專利轉讓的臺式機系統。“清華大學、中南大學和清華的畢業生還基于透明計算思想，研制成功了用手機遠程使用多種操作系統和應用的手機透明計算系統等新的系統原型。這次基本上都已公開，我們的知識產權有可能會受到損失。”

與網絡計算機等技術的區別

總結與網絡計算機、遠程+VPN+PNS 等技術的區別，張堯學說，“透明計算”的最大突破是提出并部分實現了使終端如何變小以及無縫連接（跨硬件和軟件平臺）的思想和方法。按照此方法，研制了一個分布式超級操作系統MetaOS。它不僅包括遠程啟動協議MRBP（I, II）、網絡服務訪問協議NSAP，還包括可以管理調度不同的操作系統和網絡帶寬等資源的I/O man以及一個輕量化的網絡協議棧等，并可沿使用路徑監控網絡上的使用情況。他透露，最近某央企控股公司也在國家重大專項支持下基于他們的原理和早期版本研制成功了MetaOS的新版本，并有重大應用。

一個理想的MetaOS能跟蹤和記錄來自于不同用戶的訪問、解決從端系統到服務器之間的各點資源的監控和管理，例如沿途的帶寬、緩存等。“以前的計算機是由操作系統來調度各種軟件的，但如何以碎片方式調動不同的操作系統，我沒聽說別人做過。”張堯學說。

產業化前景可期

“很多人說我們提出的計算與存儲分離早就有了，我也做了十幾年了，而且我們有專利。”張堯學說，“而且我們的技術可以讓用戶根據需要調用資源，指令是碎片化進入終端的，不是操作系統和應用程序全部，這樣可以極大簡化終端，帶寬并不是主要問題”。

他解釋道，簡單說來，MetaOS分為客戶端和后端軟件兩部分。如果用戶指定某臺電腦為儲存數據的后端，就安裝后端軟件，而他要用到的其他電腦、手機及可穿戴設備則需安裝一個客戶端軟件。如此一來，他打開任何一個終端都能隨意調用后端的程序和數據。清華和中南大學的透明計算研究團隊則做出了更多的新產品原型，包括定制應用和不同操作系統的透明手機。

他介紹道，致力于將透明計算技術產業化的工作開展，在可穿戴設備、智慧家庭、醫療和教育大數據等方面都會有巨大的應用前景。例如，今后出國不用帶筆記本電腦，遠在非洲就可以存取和操作在北京計算機中的資源；醫生在手機上可以使用專業軟件調出并分析如核磁共振影像等各種醫療數據， 等等。

關于論文及馮·諾依曼結構

“我在日本讀書時，在IEEE上已發了3篇論文。如果繼續跟著熱點走，也可能繼續發不少論文。但沒跟別人做，頭些年發文章很難，發的文章引用率也低”，他解釋道：“但是這幾年好多了。去年我們在計算機領域的頂級刊物和會議如《IEEE計算機會刊》上發表了4篇，2015年又接受了一篇。《IEEE計算機會刊》還要為透明計算出一冊專刊，我是客座編輯，目前已收到30篇論文，正在審稿中。這是IEEE計算機會刊第一次為中國人提出的概念出專刊”。

“我從來沒有說過顛覆或替代之類的話。我們一直說的是擴展馮·諾依曼結構，由單機到網絡，我在國際學術會議上這么講，在美國的幾個大學作學術報告時也這么講，2007年評工程院院士時也是這么講的。如果錯了，那就是我的錯誤。”他最后說道，“計算機領域有許多我不懂的東西，我的認識有許多局限性，也會經常犯錯誤，但我愿意學習和接受批評。”