透明计算获自然科学一等奖 中南大学校长张尧学简历曝光
摘 要：一个由中国科学家提出、定义、设计并实现的计算机领域的原创成果斩获了我国基础研究“桂冠”——2014年度国家自然科学奖一等奖。这就是被国外同行称为“先于云计算、包含云计算”的网络计算理论及模式——“透明计算”。
的张尧学开始致力于计算机体系结构与计算模式的创新。7年后，他申请的国家“863”项目获得成功，并开发出国内首台网络计算机(NPC)。
彼时，互联网才刚刚普及，中国接入互联网尚不到5年，IT界还普遍处于操作系统为王的“微软时代”，敏锐的张尧学已意识到网络对计算机本身带来的深刻影响。在把应用软件放到服务器上之后，他又开始尝试把操作系统从原本已十分精简的终端上拿掉，提出了没有操作系统的计算模式。
按冯·诺依曼的经典设计，数据和程序都不加区别地存放在同一台计算机的存储器中，被CPU调用执行，形成芯片层、接口层、操作系统、软件应用以及网络层的严格等级结构。没有操作系统的计算机难以想象，不仅计算机的处理模式是串行的，而且网络也像“云端”一样暴露在外层。
2004年，张尧学正式提出“透明计算”的思想。其核心是将数据存储、计算与管理相分离，并确立了跨终端、跨平台的“双跨”原则和“按需服务”的理念。这一体系的确立比国外“云计算”概念的提出早了整整3年。
针对开放与安全这一对看似“悖论”的矛盾，张尧学团队提出了一个大胆的改进：将网络互连平台由较高的网络层下降到芯片和操作系统之间的接口层。这一改变不仅彻底打开了被国外厂商控制的芯片与操作系统间的“黑匣子”，由于在接口层设计了保护程序，也使上层软件系统受攻击和安全漏洞威胁的风险大大降低。
学术界认为，这种从计算机系统底层寻求安全保护的方法创新地改变了计算机领域近70年的固有思维和产品结构模式，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，全面提升计算机安全级别。
再进一步，研究团队将计算机总线扩展为网线，将单机串行处理扩展到多机并行处理，实现了对冯·诺依曼结构的“时空扩展”。至此，一个适应网络时代的新体系结构初具雏形。
中国学者的工作引起了主流计算机科学界的密切关注，国际上目前已有30多所大学和科研机构对该领域开展跟踪研究。美国计算机学会会士(ACM Fellow)Marshall C.Yovits将透明计算称为“张氏协议综合法”;而另一位ACM Fellow，对等网络创始人之一、美国卡耐基梅隆大学计算机系教授张辉更是大胆预测：透明计算将取代已控制计算机系统思想和实践至少60年之久的传统冯·诺依曼结构。
中国“超级操作系统”
把操作系统从终端上拿掉后，用户怎么操作和使用计算机呢?张尧学定义和提出了一个名为Meta OS的“超级操作系统”。简言之，就是“管理操作系统的操作系统”。
早在上世纪90年代初，张尧学就注意到，为了赶潮流或升级换代，人们每年都会投入很大一笔钱更换终端和升级应用。“如果说我们有台机器不用升级，能直接将新的应用从PC端获得的话，不就没必要花这笔费用了?”他这样自问。
当网络和移动终端普及后，新的问题又来了。“比如苹果手机，它就是一个封闭系统。如果你要使用中国移动平台上的软件，现在肯定没法用。而我们成果的意义就在于能够打破两个系统的限制，实现两者所开发软件的自由使用。”
在张尧学看来，不能指导实践的理论必然是空洞的。事实上，目睹软硬件相互捆绑、严重依赖导致的封闭化现象对用户和产业造成的伤害，正是他从事网络计算研究并最终提出透明计算理论的原动力。
从2009年开始，张尧学团队将透明计算拓展至移动
