站在計(jì)算機(jī)發(fā)展“云端”——記中科院對(duì)地觀測與數(shù)字地球科學(xué)中心王力哲研究員

本刊記者 杜玲娟

“云”是個(gè)大家熟知的名詞，在“云計(jì)算”出現(xiàn)以前，誰都沒想到過這個(gè)富有詩意的名詞有朝一日還能與“計(jì)算機(jī)”聯(lián)系起來。“云計(jì)算”一詞既能準(zhǔn)確而形象地概括這一新興計(jì)算研究手段的特點(diǎn)，又使得它的含義變得泛泛而且虛無縹緲。為了準(zhǔn)確定義“云計(jì)算”，許多科學(xué)家相繼投入到此項(xiàng)工作中去。

那么，云計(jì)算到底是什么？青年計(jì)算機(jī)研究專家王力哲博士，早在2008年就在國際上提出了科學(xué)云計(jì)算的定義。該定義是國際上最早的云計(jì)算的定義之一。定義一經(jīng)提出就被廣泛關(guān)注，作為云計(jì)算廣為接受的定義之一。年輕有為的王力哲博士由此進(jìn)入公眾的視野。

年輕有為——“庖丁解牛”揭開云計(jì)算“面紗”

王力哲，1974年12月生。1993.9～1998.7就讀于清華大學(xué)，期間攻讀電氣工程專業(yè)和應(yīng)用數(shù)學(xué)輔修專業(yè)，獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位；2001年獲清華大學(xué)碩士學(xué)位；2004.2～2007.12就讀于德國卡爾斯魯厄大學(xué)應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)研究所，獲工學(xué)博士學(xué)位。德國卡爾斯魯厄大學(xué)為德國2007年首批三所精英大學(xué)，其中計(jì)算機(jī)專業(yè)德國排名第一。

沐浴在國內(nèi)外各大歷史名校的“陽光”下，王力哲博士迅速成長，并以扎實(shí)的理論基礎(chǔ)“叩開”了計(jì)算機(jī)研究的“大門”。先后任職于中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所、新加坡高性能計(jì)算研究院；2009.1～2011.8，在美國印第安納大學(xué)普及計(jì)算研究院，任研究科學(xué)家、首席軟件研究工程師。2011年8月至今，在中科院對(duì)地觀測與數(shù)字地球科學(xué)中心任“百人計(jì)劃”研究員。

一步一個(gè)腳印，一跨一個(gè)臺(tái)階。三十幾歲的年齡，一長串精彩的履歷，王力哲博士當(dāng)真稱得起“年輕有為”。青春不虛度，他用執(zhí)著和激情來點(diǎn)燃?jí)粝搿Ｔ谠朴?jì)算定義方面所取得的成績就是他多年注重基礎(chǔ)累積，換來的勞動(dòng)結(jié)晶。

王力哲博士提出的云計(jì)算定義致力于定義云計(jì)算的功用，特性以及使能技術(shù)等。“從云計(jì)算系統(tǒng)應(yīng)該具有的功能角度給出了科學(xué)云計(jì)算系統(tǒng)的定義，指出計(jì)算云系統(tǒng)不僅能夠向用戶提供硬件服務(wù)HaaS (Hardware as a Service)、軟件服務(wù)SaaS (Software as a Service)、數(shù)據(jù)資源服務(wù)DaaS (Data as a Service)，而且還能夠向用戶提供能夠配置的平臺(tái)服務(wù)PaaS (Platform as a Service)。因此用戶可以按需向計(jì)算平臺(tái)提交自己的硬件配置、軟件安裝、數(shù)據(jù)訪問需求。”北京理工大學(xué)的張建勛博士等在他們的論文中引用該定義，并做如此評(píng)價(jià)。

除此之外，美國佐治亞理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系Fujimoto教授在論文中引用該定義作為文章立論的基礎(chǔ)來解釋云計(jì)算的特點(diǎn)。譯文如下：“計(jì)算機(jī)資源提供服務(wù)成為一種方法，如軟件即為服務(wù)，平臺(tái)即為服務(wù)和架構(gòu)即為服務(wù)。這些服務(wù)本質(zhì)上是靈活輕便的，用戶可以選擇服務(wù)的粒度并只對(duì)他們需要的資源付費(fèi)。利用上述模式，商用云計(jì)算資源已經(jīng)開始這方面的工作并取得了成功。亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)彈性計(jì)算云(EC2)提供了可以按小時(shí)、按月付費(fèi)的計(jì)算和存儲(chǔ)資源 (Lizhe，Jie et al.2008)。”

據(jù)Google Scholar統(tǒng)計(jì)，至今王力哲博士所提出的云計(jì)算定義總引用數(shù)已達(dá)360余次。相關(guān)論文獲得2008年IEEE分布式信息處理前沿進(jìn)展研討會(huì)優(yōu)秀論文獎(jiǎng)，也作為云計(jì)算的重要理論文章被包括佐治亞大學(xué)、卡爾斯魯厄理工大學(xué)等研究型大學(xué)的云計(jì)算課程選擇作為閱讀論文。

古有“庖丁解牛”，任何事物一旦深知其機(jī)理，領(lǐng)悟其規(guī)律，就能做到游刃有余，得心應(yīng)手。正因?yàn)樯钊肜斫饬嗽朴?jì)算的概念、定義，王力哲博士的“云計(jì)算”之路才越走越深遠(yuǎn)。

激流勇進(jìn)——計(jì)算機(jī)科學(xué)研究屢結(jié)碩果

近年來，基于超算中心經(jīng)典架構(gòu)的高性能計(jì)算在大規(guī)模科學(xué)與工程計(jì)算中已經(jīng)發(fā)揮了重要作用，推動(dòng)了人類文明的巨大進(jìn)步，促進(jìn)了包括從物理世界演化的理解到人類社會(huì)行為的分析等諸多社會(huì)、自然現(xiàn)象的深入研究。浪潮之上，激流勇進(jìn)。王力哲博士圍繞這一計(jì)算機(jī)領(lǐng)域里的前沿課題展開了層層深入的研究，在多個(gè)領(lǐng)域取得突出成績。

在云計(jì)算與網(wǎng)格計(jì)算中間件研究領(lǐng)域，早在美國工作期間，王力哲博士就聯(lián)合他的同事們開發(fā)出由美國自然科學(xué)基金(NSF)資助的網(wǎng)格計(jì)算與云計(jì)算的中間件 Cyberaide Toolkit，包括Cyberaide Shell, Cyberaide Creative,Cyberaide Portal, Cyberaide Farm,Cyberaide onServe, Cyberaide Flow等組件，可用于網(wǎng)格計(jì)算和云計(jì)算客戶端界面，虛擬機(jī)管理，并行編程環(huán)境和按需提供網(wǎng)格計(jì)算和云計(jì)算的服務(wù)。該中間件開發(fā)了云計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算的最新客戶端功能需要，如虛擬機(jī)管理，基于Web2.0的門戶網(wǎng)站技術(shù)，大規(guī)模數(shù)據(jù)并行編程環(huán)境等，具有輕型、高性能、可擴(kuò)展等特點(diǎn)。Cyberaide Toolkit具有廣泛的影響，已經(jīng)被美國大型網(wǎng)格計(jì)算和云計(jì)算平臺(tái)和應(yīng)用項(xiàng)目采用。包括美國國家級(jí)云計(jì)算項(xiàng)目、美國國家級(jí)網(wǎng)格計(jì)算項(xiàng)目美國和國家級(jí)超算平臺(tái)－美國極大規(guī)模科學(xué)與工程發(fā)現(xiàn)環(huán)境(XSEDE)項(xiàng)目等。基于Cyberaide toolkit，王力哲博士完成了紐約州緊急服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)。該系統(tǒng)具有高可擴(kuò)展、輕型、高性能等特點(diǎn)，被《羅切斯特工程師雜志》報(bào)道。

此外，王力哲博士還對(duì)高效能計(jì)算展開了深入研究，取得了較為突出的成果。包括集群計(jì)算、數(shù)據(jù)中心計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算和云計(jì)算的資源模型、任務(wù)模型、虛擬機(jī)模型和能量消耗模型，提出了多種資源管理機(jī)制、調(diào)度算法、中間件以及服務(wù)，如虛擬機(jī)部署機(jī)制、基于能量的并行任務(wù)調(diào)度算法、基于溫度的數(shù)據(jù)中心任務(wù)資源分配算法，綠色計(jì)算性能評(píng)測，綠色信息監(jiān)聽服務(wù)等。該項(xiàng)工作被羅切斯特理工大學(xué)作為研究新聞報(bào)道。

放飛青春——“潤花著果”研究有成

“我不知道是否會(huì)成功，但只要選擇了遠(yuǎn)方，就要風(fēng)雨兼程……我不知道前面的路是平坦還是泥濘，只要目標(biāo)是地平線，留給世界的永遠(yuǎn)是背影。”也許，在王力哲博士的研究世界里，沒有過多華麗的辭藻，只有看似枯燥的公式和算術(shù)，但他卻是在用實(shí)實(shí)在在的行動(dòng)去“熱愛生命”，去演繹著無悔青春。研究累積一定經(jīng)驗(yàn)后，他開始致力于“潤花著果”的工作中。

他應(yīng)邀編輯關(guān)于云計(jì)算，網(wǎng)格計(jì)算、可擴(kuò)展計(jì)算和e-Science的著作各一部，由國際著名學(xué)術(shù)出版社Springer、Wiley、CRC出版。以上著作已經(jīng)成為相關(guān)領(lǐng)域最新的權(quán)威參考書。曾有Manish Parashar博士(IEEE Fellow，新澤西州州立大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系終身教授)在著作的前言部分如此評(píng)價(jià)王力哲博士有關(guān)于云計(jì)算的著作：“本書各章節(jié)的研究致力于解決(云計(jì)算)眾多挑戰(zhàn)的核心(問題)，其目標(biāo)涵蓋了從基本概念到特定技術(shù)與應(yīng)用的全面的最新研究成果的概覽。我相信，這本書一定會(huì)對(duì)(云計(jì)算)這個(gè)重要而且持續(xù)發(fā)展的領(lǐng)域中的學(xué)生、研究者和實(shí)踐者產(chǎn)生巨大的影響。”

隨著時(shí)間的推移，王力哲博士共指導(dǎo)過約20名研究生進(jìn)行關(guān)于數(shù)據(jù)密集型計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、云計(jì)算的相關(guān)研究。共出版著作7部，編輯論文集2本，發(fā)表論文約80篇，SCI已檢索40多篇。其出色的工作表現(xiàn)也為他贏得了業(yè)界的一致肯定和尊重，多年來，他先后受邀擔(dān)任過超過10個(gè)國際會(huì)議的大會(huì)主席、程序委員會(huì)主席、指導(dǎo)委員會(huì)主席，超過50個(gè)國際會(huì)議的程序委員，多個(gè)國際期刊編委和客座主編，20個(gè)國際期刊審稿人。還曾擔(dān)任澳大利亞墨爾本大學(xué)和Swinburne University of Technology大學(xué)的博士論文海外審稿人，英國The Leverhulme Trust基金申請(qǐng)書審稿人，Wiley專著項(xiàng)目申請(qǐng)審稿人，Springer期刊項(xiàng)目申請(qǐng)審稿人。

“年輕的心，因?yàn)橛袎粲谐岚颍拍茱w得更高。”站在在計(jì)算機(jī)發(fā)展的“云端”，王力哲的又將迎來怎樣的風(fēng)景？