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所长李国杰院士报告摘要
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作者: junsheng(http://junsheng.itpub.net)
发表于: 2005.11.08 11:36
分类: 转载
出处: http://junsheng.itpub.net/post/860/45164
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发表于: 2005.11.08 11:36
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出处: http://junsheng.itpub.net/post/860/45164
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李国杰 2005.11. 03
计算机技术是不是“撞墙”了
计算机技术发展得益与Moore 定律，也受害于Moore定律。CPU和计算机性能的不断提高减轻了某些过去不容易解决的困难，但也掩盖了计算机科学中的一些基本矛盾。
芯片和计算机性能的提高遇到功耗、可靠性和成本三面高墙。
一味从提高计算速度上找出路不是明智的选择，现在应反思计算机科学与技术是不是走了弯路，应不应探索革命性的突破。
计算机科学的迷途
普遍认为，计算机科学是“算法的科学”。
计算机科学成也算法，败也算法。
计算机科学有两个基础：可计算性和计算复杂性。可惜，学习可计算性的主要兴趣在证明某些问题不可计算；学习计算复杂性的主要兴趣在证明NP困难问题．
计算机科学不应以把解决方案搞复杂为荣，尽可能用简单方法处理复杂问题是信息技术的生存之道。
计算机科学应该成为“事理学”
相对于研究物质结构原理的物理学，计算机科学本质上是研究做事效率和成本的“事理学”。所谓做事包括科学工程计算、事务处理、信息服务等各种人类想做的事情。
办事讲求章法、讲求系统、讲求组织，不仅仅是算法。盖大楼包括土木、水电、供暖等各种子系统，相互配合井井有序；但编大型软件失败者比比皆是。我们应不应该反思：计算机科学究竟缺了些什么？
电子工程真正帮助了设计，如芯片设计EDA;但计算机科学并没有大大减轻编软件的困难，软件设计理论是不是需要革命性的突破。
计算机科学与工程的新框架
将计算机学科分成科学与工程已不合时宜(称计算机软硬件主题就更落伍了）。
南加州大学将计算机学科按分析与综合分类的新框架有一定道理，计算机科学主要内容是跨学科的分析，计算机工程主要从事面向系统的综合。
计算机领域要大大加强与物理学、生命科学及社会科学的交叉研究，特别要加强以超级计算机为基础的计算机模拟与仿真研究。
重新发明网络和操作系统
美国NSF的新研究方向
改进Internet 是CISCO 等公司的事，NSF没有责任替CISCO赚钱。
NSF的研究方向是发明新的网络
当网络带宽达到10Tbps时，Packet Switch 已不能工作
Internet相当于邮政系统，现在的任务是创造快件系统
不再支持研究UNIX（LINUX)，而是要创造新的OS
MIT的“不为”原则：“只要努力一定能成功的课题不做”，即做没有把握成功的研究。
内容处理已成为必须突破的核心技术 －目标是实现广义的Von Neumann计算机
内容处理已成为网络浏览检索、软件集成（Web Service)、网格等大量计算机应用的瓶颈。形形色色的软件技术最终都卡在语义上。
人工智能、模式识别等技术已有相当进展，内容处理处于重大技术突破的前夜。
内容处理(语义处理）也将是下一代操作系统的核心技术。
冯.诺依曼的最大贡献是在单台计算机上实现程序视同为数据，语义研究的目标是在网络上实现将程序视同为数据。浏览器不区分本地和远程的数据，基于语义的操作系统将不区分本地和远程的程序。
加强计算机模拟与仿真研究
计算机模拟是实现科学发展观的重要手段，超级计算机不但可以模拟汽车、飞机等人造物，而且可以模拟人类社会（Artificial Society）,计算机可以 “计算”民意、为促进社会稳定建设和谐社会做贡献。
计算机与生物、物理、社会的交叉研究不能简单地看成计算机的应用，也不能认为只是其他学科多了一种分析工具。C+P, C+L, C+S 或其多元组合将形成新的学科。
计算机学科教育何去何从
学科教育的发展有不同模式，有些封闭、保守，有些开放包容。
较好的学科教育发展模式可能是医学和法律，所有相关的知识都吸纳在本学科。其他的学院都不教医学和法律。工程学科也有较好的吸纳性，生物系一般不会开设电路设计课。
生物学和计算机都是发散的学科，其他学院可开设各种与计算机有关的课程。计算机科学会不会像数学一样把相关的知识都推出去，只剩下很少的内容．计算机学院将来教什么课？
＿引自美国NSF信息学部主任赵伟教授的一次谈话
David Patterson预测21世纪计算机科学的研究发现：SPUR
计算所选择的LUSIA方向
低成本 Low Cost (L)，
好用性 Usability (U)，
安全性 Security (S)，
智能化 Intelligent (I)
高可用性 Availability（A）
创新三期总体布局示意图
一是：为我国实现低成本信息化提供核心和关键技术,研制低成本且安全适用的芯片、终端、服务器、软件和解决方案。
二是：为我国建设惠及大众、可信的下一代互联网提供核心和关键技术，使科学院在我国网络技术发展中真正起到骨干与引领作用。
“发展低成本高技术”是覆盖计算所科研全局的总目标
低成本CPU/SoC
低成本能力服务器
1000元以下的新型PC机
2万元左右的每秒千亿次个人高性能计算机
低成本网络
低成本运行环境与解决方案
把整个网络当成一台计算机
冯.诺依曼的最大贡献是在单台计算机上实现程序视同为数据，计算所的长期科研目标是在网络上实现将程序视同为数据。即把整个网络当成一台计算机，实现广义的冯.诺依曼计算机（龙网计算机）。
为此，计算所的各个课题方向都可以围绕龙网计算机开展研究。
下一代体系结构；
下一代操作系统（网格操作系统）；
下一代互联网。
曙光系列低成本高性能服务器
龙芯系列高性能CPU和基于龙芯SoC的低成本终端产品
数字媒体技术与AVS标准产业化
新一代可信移动互联网
织女星网格系统软件及重大应用示范
新一代网络安全预警系统
设立前瞻研究中心是计算所提高自主创新能力的重要举措。
严格挑选创新能力强的青年科技人才进前瞻研究中心，所内支持科研经费，一般三年后流出。
研究5－10年后可能成为主流的前瞻技术，重点研究disruptive技术。大力发展“compu+x”和 “X-Info”交叉科学。
计算所必须融入 产业价值链的大循环
通过与国外一流科学家的合作推动计算所新设立的前瞻中心的课题研究，提高学术水平和培养年轻俊才。
积极参加重大国际合作项目，推动计算所重大项目的完成（包括龙芯-法国；曙光超级计算机-欧盟；网格-美国英国；AVS-日本与美国等）
通过与清华大学等国内著名大学及相关研究所的合作，加强基础研究、研究生培养和发展战略研究，共同承担国家重大科研任务，真正提高我国信息领域的核心竞争力。
通过与地方政府合作，提高计算所分部技术辐射能力，促进高新园区企业提高自主创新能力，真正形成具有中国特色的网络型研究所。
CMU 计算机学院教授合作的启示
淡化“单位”概念
共同制定学术水平评价标准（率先取消SCI)
互相做人员评价（晋升）和博士生论文评审
双方合作发表文章不分第一第二作者
共同申请课题
………
谢 谢 各 位 ！
计算机技术是不是“撞墙”了
计算机技术发展得益与Moore 定律，也受害于Moore定律。CPU和计算机性能的不断提高减轻了某些过去不容易解决的困难，但也掩盖了计算机科学中的一些基本矛盾。
芯片和计算机性能的提高遇到功耗、可靠性和成本三面高墙。
一味从提高计算速度上找出路不是明智的选择，现在应反思计算机科学与技术是不是走了弯路，应不应探索革命性的突破。
计算机科学的迷途
普遍认为，计算机科学是“算法的科学”。
计算机科学成也算法，败也算法。
计算机科学有两个基础：可计算性和计算复杂性。可惜，学习可计算性的主要兴趣在证明某些问题不可计算；学习计算复杂性的主要兴趣在证明NP困难问题．
计算机科学不应以把解决方案搞复杂为荣，尽可能用简单方法处理复杂问题是信息技术的生存之道。
计算机科学应该成为“事理学”
相对于研究物质结构原理的物理学，计算机科学本质上是研究做事效率和成本的“事理学”。所谓做事包括科学工程计算、事务处理、信息服务等各种人类想做的事情。
办事讲求章法、讲求系统、讲求组织，不仅仅是算法。盖大楼包括土木、水电、供暖等各种子系统，相互配合井井有序；但编大型软件失败者比比皆是。我们应不应该反思：计算机科学究竟缺了些什么？
电子工程真正帮助了设计，如芯片设计EDA;但计算机科学并没有大大减轻编软件的困难，软件设计理论是不是需要革命性的突破。
计算机科学与工程的新框架
将计算机学科分成科学与工程已不合时宜(称计算机软硬件主题就更落伍了）。
南加州大学将计算机学科按分析与综合分类的新框架有一定道理，计算机科学主要内容是跨学科的分析，计算机工程主要从事面向系统的综合。
计算机领域要大大加强与物理学、生命科学及社会科学的交叉研究，特别要加强以超级计算机为基础的计算机模拟与仿真研究。
重新发明网络和操作系统
美国NSF的新研究方向
改进Internet 是CISCO 等公司的事，NSF没有责任替CISCO赚钱。
NSF的研究方向是发明新的网络
当网络带宽达到10Tbps时，Packet Switch 已不能工作
Internet相当于邮政系统，现在的任务是创造快件系统
不再支持研究UNIX（LINUX)，而是要创造新的OS
MIT的“不为”原则：“只要努力一定能成功的课题不做”，即做没有把握成功的研究。
内容处理已成为必须突破的核心技术 －目标是实现广义的Von Neumann计算机
内容处理已成为网络浏览检索、软件集成（Web Service)、网格等大量计算机应用的瓶颈。形形色色的软件技术最终都卡在语义上。
人工智能、模式识别等技术已有相当进展，内容处理处于重大技术突破的前夜。
内容处理(语义处理）也将是下一代操作系统的核心技术。
冯.诺依曼的最大贡献是在单台计算机上实现程序视同为数据，语义研究的目标是在网络上实现将程序视同为数据。浏览器不区分本地和远程的数据，基于语义的操作系统将不区分本地和远程的程序。
加强计算机模拟与仿真研究
计算机模拟是实现科学发展观的重要手段，超级计算机不但可以模拟汽车、飞机等人造物，而且可以模拟人类社会（Artificial Society）,计算机可以 “计算”民意、为促进社会稳定建设和谐社会做贡献。
计算机与生物、物理、社会的交叉研究不能简单地看成计算机的应用，也不能认为只是其他学科多了一种分析工具。C+P, C+L, C+S 或其多元组合将形成新的学科。
计算机学科教育何去何从
学科教育的发展有不同模式，有些封闭、保守，有些开放包容。
较好的学科教育发展模式可能是医学和法律，所有相关的知识都吸纳在本学科。其他的学院都不教医学和法律。工程学科也有较好的吸纳性，生物系一般不会开设电路设计课。
生物学和计算机都是发散的学科，其他学院可开设各种与计算机有关的课程。计算机科学会不会像数学一样把相关的知识都推出去，只剩下很少的内容．计算机学院将来教什么课？
＿引自美国NSF信息学部主任赵伟教授的一次谈话
David Patterson预测21世纪计算机科学的研究发现：SPUR
计算所选择的LUSIA方向
低成本 Low Cost (L)，
好用性 Usability (U)，
安全性 Security (S)，
智能化 Intelligent (I)
高可用性 Availability（A）
创新三期总体布局示意图
一是：为我国实现低成本信息化提供核心和关键技术,研制低成本且安全适用的芯片、终端、服务器、软件和解决方案。
二是：为我国建设惠及大众、可信的下一代互联网提供核心和关键技术，使科学院在我国网络技术发展中真正起到骨干与引领作用。
“发展低成本高技术”是覆盖计算所科研全局的总目标
低成本CPU/SoC
低成本能力服务器
1000元以下的新型PC机
2万元左右的每秒千亿次个人高性能计算机
低成本网络
低成本运行环境与解决方案
把整个网络当成一台计算机
冯.诺依曼的最大贡献是在单台计算机上实现程序视同为数据，计算所的长期科研目标是在网络上实现将程序视同为数据。即把整个网络当成一台计算机，实现广义的冯.诺依曼计算机（龙网计算机）。
为此，计算所的各个课题方向都可以围绕龙网计算机开展研究。
下一代体系结构；
下一代操作系统（网格操作系统）；
下一代互联网。
曙光系列低成本高性能服务器
龙芯系列高性能CPU和基于龙芯SoC的低成本终端产品
数字媒体技术与AVS标准产业化
新一代可信移动互联网
织女星网格系统软件及重大应用示范
新一代网络安全预警系统
设立前瞻研究中心是计算所提高自主创新能力的重要举措。
严格挑选创新能力强的青年科技人才进前瞻研究中心，所内支持科研经费，一般三年后流出。
研究5－10年后可能成为主流的前瞻技术，重点研究disruptive技术。大力发展“compu+x”和 “X-Info”交叉科学。
计算所必须融入 产业价值链的大循环
通过与国外一流科学家的合作推动计算所新设立的前瞻中心的课题研究，提高学术水平和培养年轻俊才。
积极参加重大国际合作项目，推动计算所重大项目的完成（包括龙芯-法国；曙光超级计算机-欧盟；网格-美国英国；AVS-日本与美国等）
通过与清华大学等国内著名大学及相关研究所的合作，加强基础研究、研究生培养和发展战略研究，共同承担国家重大科研任务，真正提高我国信息领域的核心竞争力。
通过与地方政府合作，提高计算所分部技术辐射能力，促进高新园区企业提高自主创新能力，真正形成具有中国特色的网络型研究所。
CMU 计算机学院教授合作的启示
淡化“单位”概念
共同制定学术水平评价标准（率先取消SCI)
互相做人员评价（晋升）和博士生论文评审
双方合作发表文章不分第一第二作者
共同申请课题
………
谢 谢 各 位 ！
