什么是云计算?
云计算是分布式计算、并行计算和网格计算的发展,或者说是这些计算机科学概念的商业实现。许多跨国信息技术公司,如IBM、雅虎和谷歌,正在使用云计算的概念来销售他们的产品和服务。云计算一词可能是借用了量子物理中的“电子云”,强调计算的普适性、无处不在的分布性和社会性。量子物理中有一种“电子云”。围绕原子核运动的电子并不是一个经验世界的轨道,比如天体,而是云的存在。对电子运动的描述不是牛顿的经典力学,而是概率分布的密度函数。薛定谔波动方程是用来描述粒子在特定时间内位于某一位置的概率,与经典力学的提法完全不同。电子云具有概率性、广泛性、同时性等特征。云计算可能确实来源于电子云的概念。有所谓的“泛在计算”去年IBM有一个泛在计算叫“泛在”,MS(Bill)很快提出了一个泛在计算“弥漫”。现在人们对普适计算有了新的认识。但是,云计算不是纯粹的商业投机,它确实会改变信息产业的格局。现在很多人已经使用了Google Doc和Google Apps,并且使用了Office文字处理等很多远程软件应用,而不是在本地机器上安装这些应用。以后谁会花钱买办公软件?还有很多企业应用,比如电子商务应用。比如要写一个交易程序,Google的企业解决方案里有现成的模板,一个销售人员根本不用学Netbeanr就能做出来。这种计算和工业趋势符合开源精神和SaaS(软件即服务)的趋势。有一种说法是,今天世界上只有五台计算机,一台来自谷歌,一台来自IBM,一台来自雅虎,一台来自亚马逊,还有一台来自微软,因为这五台公司率先在商业上应用了分布式处理。孙公司早就提出“网络就是计算机”是有先见之明的。
分布式计算必然会越来越普遍,并逐渐发展成为取代集中式大型计算机的主流计算模式,主要有五个原因:
1。现在分布式系统的第一个原因是它比集中式系统有更好的性价比。你不必花费数十万美元来获得高性能计算。
2。大多数应用程序本质上都是分布式的。比如工业企业应用,管理部门和站点不在一个地方。
3。可靠性高。冗余不仅是生物进化的必要条件,也是一种信息技术。现代分布式系统具有高容错机制,核反应堆的控制主要采用分布式来实现高可靠性。
4。可扩展性。买一台性能更高的主机,或者再买一台同样性能的主机,成本要比加几台PC的成本高得多。
5。高度灵活。可以兼容不同硬件厂商的产品,低配置的机器和外设,获得高性能的计算。
粗略地说,个人电脑每个CPU芯片的处理能力是200兆位,也就是说每秒执行200兆条指令,也就是说2亿次。最近,雅虎!该公司报告称,他们已经实现了一个10000节点的分布式系统,即10000台PC计算机相连,总处理能力为200万兆位,即使是最快的芯片也达不到这个速度,因为在某个区域设计的芯片的速度有不可逾越的极限。现在所谓的TOP500,世界著名的超级计算机,每秒达到几百万亿条指令,都是分布式的。世界上第一台IBM BlueGene超级计算机使用32个机架,每个机架配备768个PowerPC440 CPU。对了,这个TOP500基本都用Linux操作系统!现在社会和家庭拥有的个人电脑是PC,只有30%的计算能力被使用,甚至更低,而剩下的70%其实是闲置的。这些闲置的计算机资源和计算能力只有通过分布式系统才能得到有效利用,这样才能大大提高一个国家的计算能力,而计算能力是衡量一个国家国力和科研能力的指标,这一点国人还没有完全认识到。一个国家或地区的计算能力现在已经成为一种重要的战略资源,重要性不亚于石油和其他战略物资。云计算是将普通服务器或个人电脑连接起来,获得超级计算机的功能,也叫高性能高可用计算机,但成本更低。这也是世界先进项目。云计算模式必将大大提高中国的科学和商业计算能力,大大增强中国的经济竞争力。在美国和欧洲有许多社会分布式计算系统,他们动员并使用这些社会计算能力来研究人类基因组学、天文学问题、数学问题和其他科学问题。去年的一份研究报告估计,中国的个人电脑数量接近2亿台。
根据计算机操作系统大师安德鲁·s·塔嫩鲍姆(Andrew S. Tanenbaum,AST)给出的分布式系统的定义,“分布式系统是这样一种系统,它运行在多台机器上,没有* * *内存,但在用户眼中看起来像一台计算机”。(引自《现代操作系统》,机械工业出版社,中文版1999)。它的目标是让每一个用户感到联网的计算机是一个分时系统——就像使用个人计算机一样——而不是许多计算机的集合。即使是由五个节点组成的分布式系统,也应该让用户感觉他们在使用一台价值20万美元的大型计算机。唯一不寻常的感觉就是处理速度提升了不少,其他没什么不同。例如,这里有一个简单的例子。机器A的用户想要使用安装在机器B上的用户目录中的文件,而用户A想要使用远程登录命令rlogin B登录到机器B的目录,所以这并不是真正的分布式系统,因为用户A知道另一台机器的存在,分布式系统必须这样做。当用户A登录到一个目录时,他不知道他是在本地机器上还是在远程机器上。对于用户A来说,其他相关问题包括:分布式文件系统、目录和文件访问机制和一致性、分布式系统进程的通信等等。严格来说,目前的云计算还没有达到真正分布式计算的语义层次。