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 计算技术的过去、现在与未来
软件技术
alandun 发表于 2006/3/1 12:31:39 |
| 计算技术的过去、现在与未来 人类是在实践中不断认识世界的，一般的实践领域包括模型理论、应用系统和工程技术3个相互关联的部分。具体到计算机软件领域来讲，就是图灵机模型、计算机应用系统和软件工程与程序设计的3个方面。 图灵机可以表示为Turing's machine = （输入变量，输出变量，加工程序，内部状态）。其中输入变量又称输入集合，集合是变量的变化范围；同样输出变量也叫输出集合；加工程序就是著名的算法，内部状态就是著名的数据结构。一种简单的图灵机要特别单独研究，即无内部状态的模型Turing's machine‘ = （输入变量，输出变量，加工程序）。计算机应用系统就是我们针对具体应用问题而实现的解决方案。如何实现？从理论到方案之间必需要工程化技术，这就是软件工程与程序设计的领域了。总结在下图“认识与实践的‘三角形’”里。 500)this.width=500'> 关于图灵机模型的研究主要是Turing本人的贡献，其他人的东西至多可以浏览一下，参考参考。可惜国内的读者知道的不多，一则不象国外到处都有原著经典，二则国内不重视学习创新者。整个上图的计算机软件领域里，起作用的就是工程技术了，我们大量学习的就是软件工程。软件工程的目标是获得主要以算法和数据结构表达的应用系统，而软件工程的方法论、即工具，就是软件语言，如UML（统一模块语言）以及Basic、C、Java等众多的程序设计语言。可以说语言是计算表达的唯一方式。 语言就是符号系统，与在人类长期发展中演化而来的自然语言的符号系统具有复杂、现象和片段性不同，软件语言都是根据图灵机模型构造出来的计算机工程工具，简单、规则和统一。在近代以Morris等开始的研究符号语言规律的语法学里，软件语言属于语义学语言，即类似于英语的从有限集合的字母、由字母有限组合为单词、由单词有限组合为语句、由语句有限组合为文章的符号系统结构，软件高级程序设计语言总是从有限集合的关键字、由关键字有限组合为结构化的程序语句、由程序语句有限组合为函数过程或对象等基本模块、由基本模块有限组合为软件应用系统。 下面揭示软件工程的边界、即局限性问题。软件工程就是根据用户需求的客观事物逻辑，用软件语言表达出来的应用系统。先有用户事物，后有软件系统；用户需求决定软件系统。但是用户需求不是固定的一成不变的，而是不断变化发展的，导致软件系统也应当不断维护升级。当软件工程技术发展到一定阶段，接近成熟的时候，这种由于事物变化而导致的系统维护升级的矛盾就突出表现出来了。因此前些年IBM就提出了“随需应变”等口号，其它机构也有类似做法，说明他们都意识到了这个问题。一个叫Brooks的图灵奖获得者在1986年给出了“软件怪兽”和“没有银弹”的著名论断，说的就是这个问题。最近几年火热的“网格计算”等也是针对的这个问题，中科院计算所的徐志伟老师在领导实践了织女星网格计划之后，也于2003年底得出了同样的“计算机领域面临革命性变革”的结论。 人们至今没有解决这个问题，以Foster领头的Globus小组的“网格计算项目”在风光了两年后，旋即销声匿迹了。我们虽然知道微软等巨头们早就在行动了，但它们只字不提，闷声研究，我们就不得而知了。IBM改变前几年的“随需应变”和“网格计算”的口号为最近1年来的“服务科学”，我认为IBM应该是找到解决这个问题的窍门了：服务离不开社会，IBM在实现虚拟社会。但IBM在去年放出“服务科学”的屁后，就再也不肯说出里面的理论模型和工程方法论了，唯一可能的解释是IBM还没有准备好。 好的猎人总是能够从猎物遗留的气味中判断出猎物的种类来，我们不应该满足于闻闻IBM的“服务科学”屁声，更应当探索和揭示里面的道道--究竟是吃了什么样的“食物”后才能放出这样的“屁”来呢？ “用户事物的发展变化导致计算系统的维护升级”，是我们面临的下一个计算问题。如果用户事物不变化，那么计算系统就不必升级。在数学里，通常设定这个变化为一个微小变量得尔它（dlta），通过对这个微小变量得尔它（dlta）的研究，往往可以揭示出一个更加高级的数学理论。如微积分，就是研究曲线微小变量得尔它（dlta）的规律而获得的高等数学的基础理论。如果我们找出用户事物的变化规律，就可以揭示计算系统升级的规律，从而获得计算系统的升级方法论，最终在更高一个抽象级别上实现了新一代的计算系统。 用户事物不是孤立存在的，它的变化发展是受到其存在的环境影响的，普遍联系的哲学原理恰当地揭示了事物的变化发展规律。“事物之间的联系是物质的、客观的、可以通过观察得到的、而不是您脑子里臆想的东西”。Petri早在1963年就“用计算机科学的语言揭示出了这个物理理论”，被称为Petri网理论（Petri nets theory）。完整的Petri网论也包括与上图相仿的“认识与实践的‘三角形’”，收录在下图里。 500)this.width=500'> Petri是物理学家，现在已经80高龄了，他现在不能够亲自实现这个工程化技术了，但是他在过去的40多年里已经全部深入地给出了网论的三个方面。博客（http://blog.donews.com/ygzw/）里试图阐述清楚的就是这个叫“虚拟社会”的工程技术--“语用网和计算自然语言（Pragmatic Network/Web & Natrual Languge Computing）”。 计算机的未来将毫无疑问地集中于此，有人曾经预测这个技术市场的规模是20万亿美金。我们下一步该做什么了呢？我真的迷惘了。
http://blog.donews.com/ygzw/archive/2006/03/01/747953.aspx
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软件技术
ymm(游客)发表评论于2009/6/15 14:06:01 |
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