张尧学张尧学zyx@csu.edu.cn20122012年年0505月月1818日日用户控制的云计算:透明计算AUserControlledCloudComputing:Transparentcomputing目录目录一、问题的提出二、为什么用户控制的云计算？三、透明计算：用户控制的云计算四、透明计算/云计算操作系统五、应用实例一、问题的提出一、问题的提出1.计算机的3个理论基础:差分方程:模拟世界到数字世界布尔代数:数字运算基础图灵机:并行世界到串行世界2.马克·维瑟（1953～1999）:后PC之父UbiquitousComputing→无处不在、不知不觉PervasiveComputing(比尔·盖茨)3.2007年IBM、GOOGLE等提出云计算4.串行世界正回归并行世界一、问题的提出一、问题的提出1.云计算的目标：“通过对资源的集中使用和共享，为用户提供不知不觉、无处不在的个性化服务”2.云计算技术的核心和出发点：从服务器和网管出发，存储、运算和管理分离以及相应的海量数据存储、管理、搜索、浏览方法与架构（Bigtable、GFS、MapReduce、SaaS、PaaS、IaaS等）存储：存储服务器群运算：前端或指定服务器群管理：管理服务器群一、问题的提出一、问题的提出云计算的问题：1.如何解决用户的跨平台需求？Appstore,OVi,MM等能运行在一个手机上吗？IBM的云和Google的云能共享吗？2.云计算的终端平台能保持低功耗、低成本、高安全性和易操作性吗？3.如果用户不愿意把数据提供给云中心，还能得到云中心提供的个性化服务吗？4.云安全：莫罗佐夫：“互联网不是一股向善的力量”，能防止云中心的数据作恶吗？二、为什么用户控制的云计算？二、为什么用户控制的云计算？1.用户控制的云计算：云计算:“存储、运算、管理”分离还应加上:“硬件平台和OS软件平台Independent”、“终端系统以流（Stream）方式执行程序”由用户控制：自己的存储、运算和管理二、为什么用户控制的云计算？二、为什么用户控制的云计算？存储、运算、管理的分离：网络信息获取、存储、处理的“精、广、深”的基础硬件/软件平台的Independent：1）用户可灵活选择硬件主板或软件OS，为跨平台资源开放提供基础2）OS可被看做资源，供用户自由选择“流”式执行：1）端系统少存储，功耗少、体积小、少升级、简单易用、计算虚拟化2）安全性高、易实现云管理3）保护知识产权、透明计算：用户控制的云计算、透明计算：用户控制的云计算从网络（并行）计算角度出发，把存储、运算、管理进行逻辑或物理分离，在执行上进行有缓存的流式运算；把计算还原成“不知不觉、用户可控”的个性化服务。1.什么是透明计算？三、透明计算：用户控制的云计算三、透明计算：用户控制的云计算特点：运算：虚拟化的前端和指定服务器存储：网络化的云后端管理：集中化的后端终端：轻巧移动小型虚拟化的前端服务：用户选择2.关键技术1）主板BIOS和传统OS之间的标准接口标准接口：例如EFI（新一代BIOS）X86MIPS数字电视板ARM透明计算操作系统调度与管理模块UEFI服务模块/协议UEFI服务模块/协议TNOS客户端TNOS服务器端UEFI服务模块/协议其他操作系统(虚拟执行)协议MRBPNSAPUDP…其他操作系统(虚拟执行)协议MRBPNSAPUDP…TNOS客户端其他操作系统其他操作系统其他操作系统2）基于标准接口的MetaOS(管理其他操作系统等网络软硬件资源)例如：3）各硬件平台和MetaOS的驱动程序接口，供用户选择硬件平台计算平台数字家电电话服务PC手机MIDLID不同硬件平台电话服务同一服务透明操作系统客户端透明操作系统服务端MRBPNSAP…4）MetaOS和传统OS的接口，供用户选择软件平台和服务有线或无线通信网络终端系统(MID)skype计算电视Internet卡拉OKDVDQQiPadOVi操作系统网络终端不同服务不同操作系统服务透明操作系统服务端透明操作系统客户端MRBPNSAP…不同硬件和网络平台BIOSBIOSBIOSBIOSBIOSBIOSBIOSBIOS透明操作系统服务器端BIOSBIOSBIOSBIOS5）云管理/虚拟/轻载的端到端服务透明操作系统客户端透明操作系统客户端透明操作系统服务器端MRBPNSAPUDP…MRBPNSAPUDP…终端轻载终端轻载OS&APP集中管理I/OCPU总线外存内存I/OCPU外存内存总线ServersClients操作系统应用程序6）有缓冲的“流”执行服务请求泛在网络服务响应（块...
