透明计算:一种扩展的冯诺依曼结构
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清华大学教授、博士生导师 张尧学
计算机正在朝普适计算的方向发展，普适计算能为人们提供个性化的主动服务。普适计算应提供以下两类基本服务：在同一终端机上获得来自于不同平台的各种服务和在不同地点的不同终端机上可获得同一服务。
可是目前的计算机系统很难做到完全的个性化服务和实现普适计算，不仅无法实现上述两类基本服务，也无法让用户选择服务。
目前的计算机系统存在的问题主要有三个方面：
一、操作系统与硬件平台的关系过于紧密。一些大操作系统在小设备上根本无法运行，应用不能跨操作系统，操作系统与硬件平台互相促进升级之间也有矛盾。
二、计算机系统只提供有限服务。服务一般由计算机软硬件厂商和软件研制人员决定，而不是用户决定。
三、易形成产业垄断和产本升高。只能由少数厂商生产制造，很难有自己的操作系统和CPU。
冯・诺依曼计算机体系结构是把指令和数据看作程序，存放于存储器中，通过总线送到CPU上执行。“透明计算”的基本思想是把冯・诺依曼提出的计算机体系结构扩展为“把指令和数据存放在网络存储器中，并通过能满足指令和数据传输速度需要的网络调入用户端系统的CPU上执行。”
其扩展体现在三方面。首先是程序的存储和执行的分离，这种分离包含操作系统在内，即操作系统程序存储在网络上的存储器中，而执行时则以“流”或“小块”的方式调度到用户端系统上执行。其次是把存储器和CPU之间的连接由总线扩展为网络，从而扩展了计算机的物理空间。第三是增加了用户的选择度，用户可以在一个很小的端系统上选择不同的操作系统和应用程序执行。
我们在扩展冯・诺依曼计算机体系结构的基础上提出了透明计算。整个系统的实现把选择权交还到了用户手中，使计算机使用起来更简单并降低了用户的使用成本。它还有一个很好的前景就是形成了一个全新的软件、硬件和应用产品产业链。