[计算机发展展望]对计算机未来发展的展望

[计算机发展展望]对计算机未来发展的展望

[摘要] 文章通过对计算机集群技术、网格技术、Web Service技术和分布式虚拟现实技术的分析，认为计算机中重要的思想在于对已有软件硬件系统的复用，从而实现资源的优化整合，进而实现在海量信息环境下的信息协同，这将是计算机科学的一个发展方向。[关键词] 集群技术；网格技术；软件复用技术；Web Service技术[作者简介] 龚茜茹（1978—），女，河南南阳人，河南工业职业技术学院信息工程系教师。 1 引言计算机技术发展至今，在短短的六十年里，取得了巨大的辉煌，从观念上改变了人们对世界的认识，将人类社会带入了信息时代，加速了人类社会的发展。在今天计算机技术已经成为人们日常生活工作中不可或缺的重要组成部分，而计算机技术的发展也将越来越多影响人类社会的进步。在现阶段，集群技术、网格技术等一系列技术的发展和进步，对人们的生活产生了巨大的影响。这些技术在某些层面上存在着一定的共同性。2 计算机发展趋势2.1 综述在现今的条件下，计算机学科的理论基础日渐成熟。要想从理论基础上推动计算机技术的进步，在一定程度上讲，需要付出较大的努力。而网格技术，集群技术，Web Service技术以及软件的复用技术，在很大程度上推动了计算机技术的发展，从而推动了计算机技术的应用。这些技术都是在一定的层面上，对已有系统，包括软件和硬件系统的复用，进而实现优化组合，产生巨大的效能。2.2 集群技术集群计算机利用高速通信网络将一组高档工作站或PC按某种结构连接起来，通过并行程序设计及可视化人机交互集成开发环境的支持，实现统一调度，协调处理，组成高效并行处理的系统。多台计算机通过高速局域网相互连接起来，配备一定的并行支撑软件，从而使各自具有一定的特定的功能，从而在现有网络体系结构下，形成一个松散耦合的并行计算环境，协同地并行求解同一个问题。集群技术通过利用网络中多个节点的计算能力把它们虚拟成一台具有更高计算能力的计算机。对比其他结构，在保持现有系统结构和组成的条件下，集群系统具有性价比高、可扩展性好、高可用性和高能用性的优点，尤其是集群系统系统开发周期短、用户投资风险小、节约系统资源、用户编程方便。目前，集群技术已成为并行处理的热点和主流，有关专家预测：“未来的高性能计算机和超级服务器都将基于集群结构”。集群技术通过对现有计算机的“复用”，在不对现有体系结构进行重大修改的前提下，通过互联互通，组成一个具有一定体系结构的复杂系统，从而实现并行高性能计算。其与网格技术无论是在体系结构上还是设计的思想上具，都有一定相似性。2.3 网格技术网格技术是最近新兴的一种技术，包括计算网格、信息网格、知识网格等，被誉为第三次信息技术浪潮，得到了广泛的应用，它利用现有的网络结构，协议和数据库技术，实现分布式、协同化、智能化的信息处理。网格技术充分发挥了松偶合网络中各计算机的性能和资源，利用现有互联网的架构，把地理上广泛分布的各种资源，包括计算资源、存储资源、带宽资源、软件资源、数据资源、信息资源、知识资源等整合成一个逻辑整体——一台虚拟的超级计算机，为用户提供一体化的信息和计算、存储、访问等应用服务，虚拟的组织最终实现在这个虚拟环境下进行资源共享和协同工作。它通过对已有资源的充分利用，实现了网络海量信息环境下的协同。网格信息资源的获取、传输、共享和利用带来了一场革命，也必将对人类的生产和生活方式带来巨大的变化。在目前，网格技术主要应用在分布式超级计算上。通过利用高速互连的网络通路，实现分布式的计算。这样，通过整体的整和，在逻辑上实现一台性能更高，容量更大的巨型虚拟机，形成一个比单台计算机更高效的计算处理平台。其典型应用主要是在虚拟现实领域中。通过分布式的处理，单台机只要进行很少的模拟和计算，就可以在整体上实现对一个复杂环境的虚拟。可以说，网格技术对现有网络中已有计算机，通过软件层次上的整合，实现一种硬件层面上的复用，从而充分利用了网络中的闲置资源，实现整体的性能提高，为解决资源需求巨大的问题，提供了一条廉价有效的解决途径。2.4 Web Service技术Web Service技术定义了如何在Internet上实现互操作，拓展了应用程序的功能，实现了软件的动态提供。确切的说，Web Service是部署在Web上的对象，它具有对象技术的优点，

具有很强的开放性和互操作性。Web Service建立在XML为主，开放Web规范技术基础上，能够建立具有良好可互操作的分布式应用程序平台。它具有良好的封装性，松偶合性，标准协议规范，高度可集成性的特征。Web Service主要有四个技术：XML, 简单对象访问协议SOAP, Web服务描述语言WSDL和统一描述、发现和集成协议UDD。Web Service技术通过向外界暴露接口，使其能够通过Internet来进行调用。换句话说，Web Service就是一个能够通过接口，在Internet上被调用的应用程序。它允许在Web站点放置可编程元素，使得基于Web的分布式计算和处理得以进行。独立的应用程序部件以一种标准的方式发布到Web站点上，其它Web应用程序可以方便地找到并使用它们，从而协同完成某个功能逻辑。从某种意义上说，web Service是由某些企业发布的完成其特定商务需求的在线应用服务，其它公司或应用软件能够通过Internet来访问并使用这项在线服务。它为构造一些复杂的在线功能提供了必要的构件。Web Service技术可以说是软件复用技术在网络服务提供上的一个成功应用。通过统一的协议和规范，使得一个功能模块在网络上可以通过接口被多次调用，这样，大大提高了网络服务的开发效率，缩短了开发周期。同时，有利于新技术的快速推广和应用。2.5 软件复用技术软件复用技术通过对现有的软件技术和产品重复利用，它充分利用已有的软件开发经验和构件的积累，使得软件的开发不在是从零开始。这样，在软件开发过程当中，就可以充分利用现有的高效的软件模块或产品，避免重复的劳动，而将开发的重点，集中在为实现功能而需要实现的特定模块上。同时，通过，不断的构件积累，从而形成一定规模的构件库，这样，就为软件的流水线开发提供了支持，并且能够方便的利用快速原型法进行软件的需求分析和架构设计。并且，通过对相应模块的更新和改进，就能够很快的实现软件的版本升级。从用户的角度来讲，复用技术有利与减少培训支出，方便用户使用。软件复用技术的优势可归结为：提高生产率、减少维护代价、提高互操作性、支持快速原型、减少培训开销。从现实来看，用友软件公司的成功就是一个很好的例子。正是基于在财务领域多年构件和技术的积累，使得用友公司能够在财务软件领域取得巨大的成功。现在，面向对象技术逐步发展，日益成为软件开发的主流，从而为软件复用技术的发展提供了必要的技术基础。软件复用技术被人们视为解决目前软件危机，提高软件质量，缩短软件开发周期的一个有效途径。3 总结在计算机领域中，一直都强调的一种思想是复用的思想。因为计算机发展速度快，更新换代快。尤其是在网络日益流行的今天，依据摩尔定律，CPU性能18个月翻一番，根据光纤定律，骨干网带宽9个月翻一番，而迈特卡尔夫定律预言网络设备增加N倍，其效率提高N2。因而如果能够充分利用现有设备，通过一定的手段，实现资源的整和，将是一个高效快速经济的开发途径。因此，设备程序的复用是一个重要的手段。这也是Web Service和集群技术能够得到广泛应用的一个重要原因。现在，网络广泛流行，大量的计算机通过Internet实现了互联，仅中国接入互联网的计算机数量在2005年就达到790万台。可以说网络蕴涵了巨大的资源，换句话说，海量信息，如果能够通过相关的硬件软件系统技术，实现在这样一个海量信息环境下的信息协同，进而实现知识的发现，信息的提取。这将利用以有的技术，实现先进的功能。这也符合人工智能连接主义学派的观点，这也是从更高的一个层面上实现人脑的模拟。并且，在这个系统中，基本的组成单元拥有自己独立的存储系统，在一定程度上实现了对记忆的模拟。通过必要的手段，对已有计算机硬件软件系统进行的复用，实现多机器多系统之间的合作，将是计算机的一个重要发展方向。计算机科学发展至今，其基础已经日趋成熟。我们更多的应该把眼光放在更高的一个层面上，实现在已有的系统——包括软件硬件和系统——的一种复用，从而推动信息的一种复用。这种复用是计算机发展的趋势，其必将导致多台机器的协同，从而实现海量信息环境下的协同。参考文献[1]王文义,张影.构建高性能集群计算机系统的关键技术．郑州工业大学学报,2001,３(1)．[2]曾碧卿,陈志刚.服务器集群系统研究.计算机应用研究,2004．[3]杨艳,唐胜群,张文涛.XML Web服务技术探讨.计算机应用研究,2002．[4]顾宁,刘家茂,柴哓路.Web Services原理