云计算技术发展报告xxxx.pdf(nxpowerlite)

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1、第1章云计算的兴起云计算的兴起是技术推动和需求牵引共同作用的结果。本章首先从技术发展的脉络来阐述，然后再讨论需求的牵引。1．1从图灵计算到网络计算计算机的发明是20世纪最重大的事件之一，它使得人类文明的进步达到了一个全新的高度。进人2l世纪，互联网逐渐成为最重要的社会性基础设施。回顾信息技术跨世纪的发展历程，可以看出云计算实际是在电子、通信、计算机与网络技术的共同作用下，从图灵计算逐渐向网络计算演化的一个必然阶段，如图1.1所示。计算的理论基础主要源于英国数学家、计算机科学家图灵于1936年发表的传世论文《论可计算数及其

2、在判定问题中的应用》，这篇论文主要是回答德国大数学家希尔伯特在1900年提出的著名的“23个数学难题”之中的第10个不定方程可解性问题，即是不是所有的数学问题在逻辑上都是可解的。图灵在论文中将证明数学题的推导过程转变为在一台自动计算机的理论模型(被称作图灵机)上的运行过程后，证明了有些数学问题是不可解的，同时也从理论上证明了制造出通用计算机的可能性。从20世纪50年代开始，计算机理论界开始将图灵机转变成用来说明可计算能力的模型。为纪念该文发表30周年，1966年美国计算机协会ACM设立“图灵奖”，以纪念这位计算机科学理论

3、的奠基人，专门奖励在计算机科学研究中做出创造性贡献、推动了计算机技术发展的杰出科学家。在图灵奠定的理论基础上，美国计算机科学家冯·诺依曼确立了计算机的基本结构和工作方式。冯式结构的最大特点是以CPU为中心的一维计算模型和一维存储模型。这种本质上的串行性，一方面使它在像数值计算或逻辑运算这类顺序性信息处理中表现出远非人力所能及的速度；另一方面，在涉及人类日常的非线性、非数值处理应用领域又成为制约性能提高的瓶颈。1微电子技术的进步，使作为“图灵机+冯·诺依曼结构”基础的CPU技术，获得了极大的成功。1965年Intel公司创

4、始人戈登·摩尔发现：“随着单位成本的降低以及单个集成电路集成的晶体管数量的增加，到1975年，从经济学来分析，单个集成电路应该集成65000个晶体管”，并推测如果这个趋势继续的话，计算能力相对于时间周期将呈指数式的上升，从而产生了著名的“摩尔定律”——18-24个月内每单位面积芯片上的晶体管数量会翻番。在过去40多年里，摩尔定律一直代表的是信息技术进步的速度，也带来了一场个人计算机的革命，目前全球个人计算机保有量达13亿台。计算机的速度越来越快、存储器容量越来越大的同时，它们的价格也越来越低。近20年来，CPU的性能提高

5、了3500倍，内存价格下降45000倍，硬盘价格下降了360万倍!相对于摩尔速度带来的微电子产业的高速发展，是通信带宽的更快增长。在光纤通信行业，密集波分复用技术(DWDM)可在一根光纤内传送多路平行的G比特级(109)的光信号，使带宽成本大幅降低，从而让宽带互联网得以普及，全球光纤总长可绕地球2．5万圈。2009年8月，美国通信业工人协会发布的网速调查报告显示，韩国互联网网速在全球居首位，平均传输速率达20．4Mb／s；日本次之，为15．8Mb／s；瑞典12．8Mb／s，排名第三。在日本，人们上传一份高清视频文件仅用1

6、2分钟。我国目前排在第71位，平均速率只有1．774Mb／s，还有很大的上升空间。1993年，DWDM技术出现前，每秒钟在一公里长的距离内传输1GB信息量的成本为2000美元，到2007年，该数字已经不足1美元。著名的美国未来学家与经济学家乔治·吉尔德曾在20世纪90年代初提出了著名的吉尔德定律：在未来25年，主干网的带宽将每6个月增加一倍，而且认为每比特的费用将会趋向于零。吉尔德的预言在一些先进国家业已实现，总体传输能力lO年增长千倍。因此，当通信带宽大大超过摩尔速度，充足的网络带宽就会成为最廉价的资源，通信业务必然从

7、单一的话音业务网络向多媒体数据的互联网演进，信息服务也将从为少数人服务的专业市场向为多数人服务的大众市场转变。人际沟通也将不成为问题，人们将习惯于在不同地理区域通过网络来进行分工和协作。软件应用也将越来越多地通过网络达成，而不是购买套装光盘来实现。通信网络的本质是交互。图灵机模型没有考虑交互在计算中的作用，而今天网络中的交换设备、路由设备成为计算不可或缺的重要组成部分。尽管鼠标发展到今天已经面临诸如手势控制、触摸屏与语音输入等技术的激烈挑战，它仍旧是人机之间交互的标准配置。世界上最早的鼠标诞生于1964年，是由美国科学家

8、道格·恩格尔巴特发明的。鼠标的发明为交互式计算奠定了基础，被美国电气和电子工程师协会IEEE列为计算机诞生50年来最重大的事件之一。恩格尔巴特也因在鼠标、视窗、超文本系统、多媒体、在线呼叫和远程视频会议等交互式计算技术上的创造性贡献获得1997年的图灵奖，这些技术通过微软、苹果等公司的广泛运用，深刻地改变了信息时代的