雷鋒網(wǎng)AI科技評論消息：10月26日上午8:30，由中國計算機學會（CCF）主辦，福州市人民政府、福州大學承辦，福建師范大學、福建工程學院協(xié)辦的2017中國計算機大會（CNCC 2017）在福州海峽國際會展中心如期隆重召開。大會持續(xù)三天兩夜，包括14個特邀報告、2場主題論壇、80余場前沿技術論壇及活動。雷鋒網(wǎng)作為CNCC 2017獨家戰(zhàn)略合作媒體，到現(xiàn)場進行了全程跟蹤報道，近期將會陸續(xù)放出特邀嘉賓的精彩報告，敬請關注！

大會第一環(huán)節(jié)是特邀報告，中科院院士，北京理工大學副校長梅宏教授作為大會開幕式后的第二位出場嘉賓帶來了題目為《軟件定義一切——機遇和挑戰(zhàn)》的現(xiàn)場報告。

梅宏，中國科學院院士，發(fā)展中國家科學院院士，中國計算機學會會士，IEEE Fellow。曾任北京大學信息科學技術學院院長，上海交通大學副校長，現(xiàn)任北京理工大學副校長，北京大學高可信軟件技術教育部重點實驗室主任。主要從事軟件工程和系統(tǒng)軟件領域的研究，在構件化軟件中間件、開發(fā)方法學和工具環(huán)境等方面取得了系列成果。

梅宏教授的主題報告是《軟件定義一切：挑戰(zhàn)和機遇》。主要內(nèi)容分為三部分，無處不在的軟件，軟件定義的時代，新時代的機遇和挑戰(zhàn)。

他從軟件從業(yè)者的視角，將計算機軟件發(fā)展歷程分為三個階段，并分別總結概括了各個階段的大體體征以及應用領域。第一個階段是1946—1975年，軟硬一體化階段；第二個階段是1975年以后，軟件的產(chǎn)品化、產(chǎn)業(yè)化階段；第三個階段是1995年以后，軟件的網(wǎng)絡化、服務化階段。

結合當下的人工智能熱潮，梅宏教授認為我們正在進入一個軟件定義的時代。軟件定義的技術本質是把原先一體化的硬件設施打破，將基礎硬件虛擬化并提供標準化的基本功能，然后通過管控軟件，控制其基本功能，提供更開放、靈活、智能的管控服務。

他認為軟件技術是新一輪制造業(yè)革命的核心競爭力之一。智能制造業(yè)需要實現(xiàn)“硬件”、知識和工藝流程的軟件化，進而實現(xiàn)軟件的平臺化，本質上即“軟件定義”。

報告中除了回顧了軟件技術的發(fā)展，梅宏教授還從操作系統(tǒng)的視角來理解軟件定義的本質和內(nèi)涵：硬件資源虛擬化、管理功能可編程。最后，梅宏教授也展望了軟件定義的未來，他認為在人-機-物融合計算的場景下，萬物皆可互聯(lián)、一切均可編程、進而分析了軟件定義的帶來的機遇和挑戰(zhàn)。

軟件定義一切，人-機-物互聯(lián)就是軟件人的機遇。軟件定義的挑戰(zhàn)是什么？梅宏教授認為是體系結構設計決策，系統(tǒng)安全，系統(tǒng)質量以及如何更輕量的虛擬化，還有怎樣打造高度自適應的軟件平臺。具體內(nèi)容請看雷鋒網(wǎng)整理編輯的梅宏院士會場實錄。

以下是梅宏教授的會場實錄，雷鋒網(wǎng)在不改動原意的前提下，做了調(diào)整和編輯。

感謝大會給的這個機會！近幾年中，我在不同的場合也做了很多不同的報告，但是這幾年都是被動地被拉去講大數(shù)據(jù)，后來想想，差點把自己的主業(yè)忘了?，F(xiàn)在軟件很重要，我們每天的生活都離不開軟件，可能大多數(shù)人每天早上起床的第一件事兒就是打開某個APP。所以我今年給自己訂了一個小目標，但凡有機會做報告，我就只講軟件，也是為本行業(yè)的人呼吁一下，所以我今天講的題目很大，軟件定義一切。

無處不在的軟件

“軟件定義一切”并不是我說的，我要是這么說可能把咱們今天在座的很多同行都給得罪了。我是想借這個題目講一講軟件的三個階段。第一個題目我想大家都認可，軟件已經(jīng)無處不在，第二個題目是軟件定義的時代。我們正在進入一個新的時代，剛剛過去的十九大講是中華民族復興的時代，我是從信息技術對人類社會的改造這個角度來談這個新時代，不同的人從不同的角度也給了這個時代不同的賦名。從基礎設施視角來看，這是一個互聯(lián)網(wǎng)+時代；從計算模式視角來看，這是一個云計算時代；從信息資源視角來看，這是一個大數(shù)據(jù)時代；從信息應用視角來看，這是智能化時代。我想說在這些里面有一項很重要的技術，那就是軟件。某種意義上來說，我們這個時代就是一個軟件定義的時代。

軟件產(chǎn)業(yè)呈持續(xù)增長態(tài)勢。從國內(nèi)來看，國家工信部公布的2012年到2016年的五年數(shù)據(jù)中，軟件和信息技術服務業(yè)始終保持高增長，在電子信息行業(yè)的比重也在不斷上升。2008年金融危機開始以后，很多行業(yè)都在下滑，而信息技術行業(yè)還在保持增長，而軟件行業(yè)的增長又是遠遠高于信息技術其他的比重。從國際上來看，全球有19個國家軟件支出占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重超過0.5%，其中美國已經(jīng)超過1%。這個產(chǎn)業(yè)規(guī)模一直在保持增長。第二個軟件從業(yè)的人數(shù)，2014年全球ICT技術工人約為2900萬人，其中專業(yè)軟件開發(fā)人員約1100萬人。國家工信部給出的近五年數(shù)據(jù)中，軟件從業(yè)人數(shù)也在逐年增長，2016年達到576萬人。但如果換一個視角，從開源社區(qū)來看，比如程序員經(jīng)常去的一個軟件問答網(wǎng)站stack overflow，注冊3200萬人，其中超過2500萬人是多次訪問。再比如CSDN,注冊用戶達2500萬，活躍用戶超過800萬。它們普遍都要比工信部公布的數(shù)據(jù)高，這說明和軟件相關的從業(yè)人數(shù)有很多。

回顧過去計算機軟件發(fā)展，我認為大概可以分為三個階段。第一個是1946到1975中期，是軟硬一體化階段。第二個是1975年以后，軟件產(chǎn)品化、產(chǎn)業(yè)化階段；第三個是1995年以后，軟件的網(wǎng)絡化、服務化階段。

我想講一講這三個階段的大體特征。在軟硬一體化階段，也就是計算機剛出現(xiàn)的時候，是沒有軟件的，都是以程序實現(xiàn)的，大體上展現(xiàn)方式的是機器語言，匯編語言。早期應用領域以破解密碼，軍事領域的計算為主。60年代初期，開始出現(xiàn)“軟件”一詞，融合程序和文檔為一體，作為獨立的形態(tài)從硬件分離出來，以IBM 360系列機為代表（盡管還是和硬件捆版一起銷售），也逐漸形成了計算機學科和程序員行業(yè)。它的展性形式是高級程序語言+文檔，應用領域主要是商業(yè)計算和其他科學計算領域。軟件產(chǎn)品化、產(chǎn)業(yè)化階段，以Microsoft和Oracle的出現(xiàn)，標志著軟件開始成為一個獨立產(chǎn)業(yè)。PC的廣泛應用和軟件產(chǎn)品化催生了人類歷史上信息化的第一波浪潮，其主要特征即以單機應用為特征的數(shù)字化階段。緊接著就出現(xiàn)了辦公軟件，徹底改變了人類傳統(tǒng)的辦公行為，微軟office迄今依然是微軟標志性產(chǎn)品之一。九十年代中期開始 ，軟件進入網(wǎng)絡化，服務化階段。互聯(lián)網(wǎng)推動了軟件從單機向網(wǎng)絡計算環(huán)境的延伸，帶來了信息化的第二波浪潮 ，其基本特征是以聯(lián)網(wǎng)應用為特征的網(wǎng)絡化階段。 

做軟件的人總是希望把互聯(lián)網(wǎng)作為平臺，來研究軟件。軟件的形式也因互聯(lián)網(wǎng)發(fā)生變化，形態(tài)從傳統(tǒng)的拷貝行為變?yōu)檐浖?，等到后期移動互?lián)網(wǎng)的產(chǎn)生，促成APP的誕生，整個軟件模式都發(fā)生了變化。應用領域已經(jīng)滲透到社會經(jīng)濟生活中的方方面面。

互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下軟件呈現(xiàn)新特性和新特征

我們中國學者自己定義一個詞：網(wǎng)構軟件。指的就是面向互聯(lián)網(wǎng)計算的軟件新范型。這些新范型是什么，總結有幾個性質，實體的自主性，實體對環(huán)境的情景感知，實體之間的自主協(xié)同，實體的在線演化，以及可信性需求。簡單來說，軟件呈現(xiàn)網(wǎng)絡化體系結構，基于網(wǎng)絡進行開發(fā)，通過網(wǎng)絡交付分發(fā)并提供服務，這就是軟件的服務化。軟件和硬件相比，同樣都作為功能性產(chǎn)品，但軟件這種工具和互聯(lián)網(wǎng)結合就能夠實現(xiàn)一種真正的服務化。緊接著移動互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生，又產(chǎn)生了一種新的模式，這就是APP。蘋果商店擁有300萬+個APP，累計下載量超過1500億次。這個時候創(chuàng)造了一種新的模式，客戶端要和服務器端合起來完成一件任務，他也是一種拷貝，不過是一種新的拷貝方式。互聯(lián)網(wǎng)深刻改變了人類社會和生活模式，而互聯(lián)網(wǎng)的核心價值是連接，軟件是實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)核心價值的重要使能技術。硬件連接雖然很重要，但最終的靈活連接還要靠軟件。

最終我引用兩位名人的話，NetScape創(chuàng)始人Marc Andreessen說：Software eats the world! 軟件吞噬世界。另一位是C++語言發(fā)明人，Bjarne Stroustrup說：人類文明運行在軟件之上。

軟件定義的時代

第二部分我講的是軟件定義的時代。互聯(lián)網(wǎng)及其延伸，正在導向我們走在一個新的模式，人-機-物的融合。信息技術的網(wǎng)絡化、泛在化、智能化趨勢蘊含了人-機-物和諧發(fā)展的愿景。當前，正在興起信息化的第三波浪潮，即以數(shù)據(jù)的深度挖掘與融合應用為特征的智慧化階段。這個階段我命名為智能化階段，在這個新的環(huán)境下，人機物融合環(huán)境下的信息基礎設施是海量的資源。第二來看他的應用，人機物融合環(huán)境下的新型應用：需求形態(tài)多樣。面對海量資源和應用需求形態(tài)多樣的這兩個特征，人機物融合需要新的平臺環(huán)境，如何凝練應用共性，如何有效管理資源這是這個平臺的基本要求。在這樣的平臺之下，由于應用需求變化頻繁和應用場景動態(tài)多變，這個平臺能否實現(xiàn)按需靈活定制？

什么是軟件定義？

軟件定義的真正落地，還是在云計算平臺里面的應用。2011年前后，OpenFlow被用于云計算平臺中進行網(wǎng)絡管理，并被廣泛接受。在15年的時候，Gartner戰(zhàn)略報告首次出現(xiàn)SDN（軟件定義），SDN重新“定義”了傳統(tǒng)的網(wǎng)絡架構甚至通信產(chǎn)業(yè)。

軟件定義網(wǎng)絡的技術原理是通過一組API對網(wǎng)絡設備進行任意的編程從而實現(xiàn)新型的網(wǎng)絡協(xié)議、拓撲架構而不需改動網(wǎng)絡設備本身。

計算機的操作系統(tǒng)是什么，是管理硬件資源、控制程序運行、改善人機界面和為應用軟件提供支持的一種系統(tǒng)軟件，即向上提供公共服務，向下管理資源。如果從操作系統(tǒng)視角來看軟件定義，操作系統(tǒng)是軟件定義的“計算機”，從軟件研究者的視角，操作系統(tǒng)體現(xiàn)了“軟件定義”之集大成。

在我的理解看來，軟件定義的技術本質就是把過去的一體化硬件設施打破，基礎硬件及其虛擬化提供標準化的基本功能，然后通過管控軟件控制基本功能，提供更開放、靈活、智能的管控服務。

軟件定義的技術本質：硬件資源虛擬化，管理功能可編程。硬件資源抽象為虛擬資源，然后用系統(tǒng)軟件對虛擬資源管理和調(diào)度。就是在硬件資源虛擬化的基礎上，用戶可編寫應用程序，滿足訪問資源的多樣性的需求。大家現(xiàn)在可以看到軟件定義出現(xiàn)了各種各樣的延伸，軟件定義的存儲，軟件定義的計算，軟件定義的環(huán)境，軟件定義的數(shù)據(jù)中心等等。但所有架構都跳不出操作系統(tǒng)的三層架構，就是說軟件平臺的三層架構，這些SDX均符合“硬件資源虛擬化”與“管理任務可編程”的技術原理。

這就是我對軟件定義的理解。

軟件定義帶來的機遇和挑戰(zhàn)是什么？

我們可以看到的機遇就是軟件定義一切。定義一切，人-機-物互聯(lián)是我們追求的目標。我們是不是最終能做到萬物皆可互聯(lián)，一切均可編程呢？這就是軟件定義給未來世界達成的目標，也就是我們的機遇所在。我們看到軟件定義的本身進一步泛化和延伸，我們要軟件定義我們的物理世界，再進入我們的城市、我們的行業(yè)、我們的校園，從單一的資源管控到人、機、物融合環(huán)境下對各種資源全方位的互聯(lián)互通。這是我們今后努力的方向。

人工智能是當今的熱潮，但我個人的觀點還是認為處于數(shù)據(jù)驅動的算法智能階段，軟件平臺如何提供“通用”的智能應用支撐，并允許按需深度定制？是否會出現(xiàn)面對AI的操作系統(tǒng)？我想這個也是可以通過平臺的方式去實現(xiàn)。軟件技術在新一輪革命技術中毫無疑問是核心競爭力之一，新一輪制造革命需要實現(xiàn)“硬件”、知識和工藝流程的軟件化，進而實現(xiàn)軟件的平臺化，本質上即“軟件定義”。隨著人、機、物的融合，軟件定義的挑戰(zhàn)可以分為這幾個方面：體系結構設計決策，系統(tǒng)質量，系統(tǒng)安全，更輕量的虛擬化，從原有系統(tǒng)到軟件定義系統(tǒng)平滑過渡，高度自適應智能軟件平臺。

體系結構設計決策，包括比如如何確定受管元素的合理“粒度”和“層次”？如何界定軟、硬件的功能劃分并組裝、配置相應元素？等。

系統(tǒng)的質量，需要解決的問題有如何合理平衡管理靈活性和“虛擬化”后的性能損耗（與直接訪問原系統(tǒng)相比）？如何降低“軟件實現(xiàn)”的復雜性和故障率，有效定位故障以保障可靠性？等等。

系統(tǒng)安全，對硬件資源管理可編程帶來開放性、靈活性的同時，也可能會帶來更多的安全隱患。對于工業(yè)控制等安全攸關領域來說，可能會帶來難以難以估量的損失。

更輕量的虛擬化。大量的新設備產(chǎn)生，虛擬化實現(xiàn)了對硬件資源的軟化，是軟件定義的基礎技術，現(xiàn)有以虛擬機為單位的技術過于重載，難以滿足性能和實時性要求。

原有系統(tǒng)到軟件定義系統(tǒng)平滑過渡。如何將原有系統(tǒng)平滑過渡到軟件定義系統(tǒng)？通過對已有的資源進行大幅度的改造，我們需要安裝新的硬件，需要做新的軟件管理系統(tǒng)，以及面臨的人力，時間，經(jīng)濟，風控等因素。這個平滑過渡也需要合理的方案，否則很難做成這樣的事情。

高度自適應軟件平臺。從軟件人追求的目標來看，我們想追求一種更為高度自適應的智能軟件平臺?，F(xiàn)在平臺方式是以硬件資源為中心的，如果基礎設施層發(fā)生變化，軟件平臺就要發(fā)生改變，改完之后，上面的應用也可能發(fā)生改變。我們追求的理想方式是，軟件平臺具有預測和管理未來硬件資源變化的能力。

謝謝大家！預祝大會圓滿成功！

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