软件在３Ｃ上“漫游” 外勤定位软件

　　杨维康 　　1982年毕业于清华大学计算机系，1983年赴日本留学，获得东京大学博士学位并从事博士后研究。曾从事并行计算机系统结构的研究，研制了高速硬件排序VLSI、大规模并行高速数据库处理机及高速数据交换网络等。2000年参与创建科泰世纪公司，主持嵌入式应用系统的研究与开发。现任清华大学操作系统与中间件技术研究中心主任。
　　
　　3C融合概念的提出已有多年，随着相关技术的发展，计算机、通讯与消费类电子的结合已经开始发生在我们的身边。3G移动通信正在成为现实，手机的功能已远远不局限于通话。同时，数字电视正在向我们走来。人们可以用手机或数字电视来玩游戏，也可以通过它们读文件。数字电视可以用来拨打可视电话，手机也可以用来看电视，它们之间的界限已经变得越来越模糊。
　　内容和传输的数字化、网络的宽带化是3C融合的重要基础。当以消费类产品出现的智能手机、数字电视等终端逐步普及的时候，未来各种各样的增值服务和运营将会创造更大的商业机会，软件将起到更深层次的推动作用。
　　
　　软件“漫游”的需求
　　
　　在互联网发展史上，浏览器技术极大地推动了互联网的发展。互联网和PC属于硬件的范畴，而浏览器则是一种互联网软件平台，用户只需要点击鼠标，就可以轻松进入任何一个网站，不需要知道这个网站是否在地球的另一端。
　　但软件还离不开用户安装与维护。实际上，消费类电子用户并不需要理解“Word”、“MP3或MPEG4解码器”之类软件的概念，他们想做的就是编辑文件、听音乐、看电影，或者玩游戏，他们看到的是某种“功能”，而启动这一功能应该仅仅像鼠标点击一样，不必关心自己的终端上是否安装了该软件。
　　操作系统是软件的运行平台。把传统计算机的软件运行平台“缩小”到消费类电子设备上的是难以成功的。
　　业内近来提倡“软件作为服务”的根本原因就是为了解决“3C融合”问题。比如用户玩游戏，背景音乐是MP3，或者一段故事情节短片是MPEG4，则相应的MP3或MPEG4解码器被自动激活，如果本地终端没有该解码软件，一个类似浏览器的软件运行平台会自动将其下载并启动。软件作为服务的概念是指在网络环境下计算机软件之间协同工作的一种新的运算模式，虽然解码软件还存在，但一切都按需启动，用户不再需要自己“安装”。3C时代离不开第三代互联网技术（Web服务），需要新一代软件运行平台的支撑，必须由继浏览器技术之后的新技术来推动。
　　
　　软件“漫游”的理论模型
　　
　　传统的冯・诺伊曼计算机体系结构中，存储体系是由寄存器、内存、硬盘等组成，前者是后者的缓存，编程与不同存储层次间的连接技术无关。现在，连接在网络上的计算机的硬盘可以看成是互联网上存储信息的缓存。前沿的Web服务技术成果已经表明，TCP/IP等属于连接硬盘与互联网存储层次的技术，与网络时代的编程模型无关。
　　冯・诺伊曼曾提出“程序就是数据”的原则。浏览器在10年前给我们带来了一场信息共享“平民化”的革命，但那场革命并不彻底。现在我们通过浏览器只能看网页，不能玩游戏，因为程序必须安装在本机的硬盘上才能执行。浏览器模型里程序与数据的不等价性，必将导致互联网时代的第三次浪潮:当计算机无法在硬盘上找到所需的应用程序时，也应该完全可以从网络上进行搜索、加载到内存，就像浏览网页一样，这个加载、删除过程对用户完全自动、透明。
　　在HTML里嵌入URL是浏览器技术的关键。如果我们在计算机可执行代码的DLL里嵌入URL，我们就可以在网络意义下实现“程序是数据”原则。这就是网络计算机。这个观点现在还没有被普遍认可，但是微软的.NET、Sun的Java，以及上海科泰世纪科技有限公司开发的Elastos操作系统，都实现了程序“点击运行”的编程模型。中国自主知识产权的技术在扩展冯・诺伊曼原则这一挑战中走在了世界前列。
　　
　　软件运行的新思路
　　
　　程序虽然也是数据集和，但是它们毕竟要下载到智能设备上运行，而HTML网页之类的数据文件是不会自己运行的。因此，要想点击运行程序，我们首先必须解决四个问题:
　　第一，使用URL对程序模块在互联网上进行定位。当用户点击某个软件，系统会先检查本地“缓存”是否已有该模块的拷贝。如果本地有，就直接加载运行，否则将通过互联网命名服务器机制（DNS）对URL解析，下载该模块并加载运行。
　　第二， 这些程序模块必须包含“自描述”信息，比如:对运行环境的要求、生产商标识、数字签名、接口信息、函数名称以及参数类型等。
　　第三， 软件的运行平台根据自描述信息对软件模块进行连接、适配，提供运行环境。运行环境可被称为“容器”，有些容器能隔离病毒，有些容器负责程序远程执行，也有一些可以自动完成事务处理、同步、负载均衡等特殊程序运行的要求。
　　第四，容器也是软件模块（或者叫软件构件），可以由用户自行定制。传统的操作系统一般没有“容器”的概念，更没有用户订制“容器”的概念。
　　“容器”的概念也提供了更为灵活的增值运营服务模式。例如交了包月费的手机用户，中国移动就可能给他一个可以免费玩游戏的容器。游戏跑在这个免费容器里就不会产生额外的支出，否则他可能要为每次的运行付出代价。
　　
　　3C时代的网络软件运行平台
　　
　　Windows和Linux等传统操作系统都在不同程度上受到上世纪70年代面世的UNIX的深刻影响，比如它们都是基于硬盘文件系统，用进程的概念对应程序的运行，用文件模型抽象驱动程序。这样它们不支持URL作为寻址空间,不支持动态下载、定制容器,且必须先安装软件，然后才能运行该软件。
　　为了适应消费类电子产品的发展，Linux与Java配合，或者WinCE与.NET配合，也能在很大程度上完成对下一代互联网软件运行的需要。换句话说，是要在本地软件运行平台上再叠床架屋，再支撑一个网络软件运行平台。
　　清华大学操作系统与中间件技术研究中心与科泰世纪公司已经共同完成了面向3C智能终端的嵌入式网络操作系统Elastos的研究开发。
　　Sun公司提出网络就是计算机，Java是网络编程环境;我们的目标是:网络就是手机，网络就是数字电视，Elastos就是它们的网络编程环境。Elastos在操作系统内核层有效地支持Web服务的下载和动态拼装运行，实现了如下目标:
　　・面向消费市场的软件需求，实现“用户零维护”、“瞬间启动”;
　　・各类应用软件、游戏都像使用浏览器看新闻，实现“点击运行”;
　　・用户无需为各种硬件设备安装驱动软件，实现“即插即用”;
　　・不同厂家的软件以目标代码形式，实现“无缝链接”。
　　以上功能在智能手机、数字电视、汽车电子、网络计算机等应用将体现出技术优势，对实现3C融合具有跨越意义。