2016-10

        为什么是数字有机体？

         云计算服务、云计算平台是当今非常时髦、时尚的词汇了。前几年有句流行的话：你不做手机，都不好意思说自己是互联网公司，现在这句话改成了：没有云平台，你就别混了，没有大数据，你就别活了。
         说起云计算平台，熟悉这领域的，会想起亚马逊的EC2/AWS，微软的Azure，谷歌的GAE/GCE,IBM的 Blue Cloud等，这些重量级的云服务平台无疑是国际市场上的旗舰。这很容易让人感觉似乎不用这些产品或技术架构，就与主流世界脱节了。很少有人会了解到在中国也有很厉害的云平台，并且跟这些旗舰产品比，毫不逊色。
         有人会说，中国有不少云平台啊，像百度云、阿里云、华为云、新浪云什么的。没错，这些是中国的云服务平台，但你仔细研究这些云，会发现他们似乎都有相似的祖先——Hadoop。没错，就是那个可爱的小象。你或许知道的是Hadoop最早的东家是雅虎，后来成了一个Apache（不是直升机）组织的项目。而且，事实上Hadoop采用的是谷歌的架构。也就是说，前面罗列的云平台，其实并没有自己的核心技术，真要出现了要命的问题，你只能求助于国外的组织或者某个蓝眼睛的牛人。如果东方世界跟西方的关系像现在这样和谐还好，要是持续紧张呢？这真不能想。
         难道中国就像传说中的那样只有模仿，没原创？！是的，你没猜错，数字有机体就是原创，真正的中国创造。东方儒家文化创造出来的成果一定跟西方文化的产品有本质的区别。无论从设计理念、工作原理，还是系统架构上，都与之前提到的那些大名鼎鼎的产品截然不同。而且，更重要的是，它是中华民族的智慧结晶。是的，这是重点。

        数字有机体是什么？

         很显然，数字有机体是一个云计算平台，但这个不是重点，因为地球上已经有很多的云平台。前面提到的EC2，Azure,GAE 无论从公司的能量等级，还是产品的应用范围来讲，那都是响当当的角色。而这要强调的是，之所以叫数字有机体，那才是重点。
         “数字有机体”，就是说，本系统期望像生物一样，以万变应万变。而非之前所谓的人工智能，机器照着人类预定的规则跟套路，亦步亦趋。好处似乎是你完全可以掌控机器，知道机器在做什么，以及如何做。100年以前，50年以前，乃至20年以前，这么做没有什么不对的地方。不过，90年代的互联网出现之后，一切都改变了。没有谁可以预知未来的变化，更没有谁可以设定世界的变化。人为设定机器的运作流程，在大数据、大时代到来后就成为一条走不通的路。
         未来的路在何方呢？看来不再是像石头一样以不变应万变的物质。我们将目光投向了生命体：大到老虎、狮子，小到蚂蚁、蜜蜂，能做到的都比我们曾经制造的大型计算机还要多，还要强。这还不算更聪明的类人猿跟像外星人一样的乌鸦。机器是否可以像生命体一样，自动的感知世界，适应世界，甚至能够自我复制、自我进化呢？是不是科幻了一点？！嗯，没错，这应该是未来的方向，也是数字有机体从诞生到发展的使命。
         我们从生物体对自然界的适应及进化中成功学会了如何去创造一个类似的人工系统。古老的东方文明一直注重人与自然的和谐。与自然和谐共处，这是中华民族的传统。你一旦想到这点，就会知道，数字有机体能够创造出来，这是偶然中的必然。
         说了这么多关于数字有机体的背景，那数字有机体到底如何呢？这里罗列一下相关的特性：
         1, 具有生物特别是人类个体和群体之结构、机理和特性，例如自搜索、自学习、自适应、自传播、自复制、自重构、免疫性、进化性、修复性、群体协作性等；
         2, 在系统范围内I/O（大规模分布式并行输入输出）；
         3, OS、DB、和applications的有机结合（没有中间件）；
         4, DB和 File system的有机结合——数据存储系统；
         5, 高伸缩、高灵活、高智能、高安全、高性价比；
         6, 全方位抗毁容灾：数据抗毁容灾，业务抗毁容灾，系统抗毁容灾，异地抗毁容灾，多地抗毁容灾，智能抗毁容灾；
         7, 大规模存储并实现（统一）存储管理和存储配额管理；
         8, 体系结构的高度提升，含盖了Cluster、CDN、 Grid、 Cloud 、Network Computing 、P2P 等;
         9, 物理分散逻辑集中；
         10, 在线增减设备；
         11, 大小新旧机器混合使用等；
         12,具有对资源的动态管理与合理配置能力；
         13,具有对系统状态和环境的认知能力，对其变化的感知和学习能力，决策响应和适应能力；
         14,具有对内外威胁和攻击的承受能力和应急反应能力；
         15,具有质量动态管理和自我评估能力；
         这样的类似生物特别是人类个体和群体之结构、机理和特性的系统即为数字有机体系统。这是一种新的系统模式，已经超越了分布式计算机系统的范畴，甚至已经超越了计算机系统的范畴。而且它把所有连入系统的设备统一组织起来，形成一个新的有机整体，为人类服务。
变化是必然，不变是偶然，以万变应万变才是王道。是的，这是重点。

        数字有机体怎么样？

         这种系统集操作系统（OS)和数据库系统（DBS）直至应用为一体，集OS、DBS、网络和通信为一体，集大规模存储、抗毁容灾、高伸缩、高智能、高灵活、大小新旧机器混合使用等特性为一体，是一个整体解决方案的系统模式，是面向各种应用的统一的（应用）系统平台。
         这种系统天然的具有大规模抗毁容灾功能，大规模存储功能，大规模伸缩功能和大规模的分布式并行输入输出功能；当这种操作系统和数据库系统合为一体使用（可分开分别使用）时，数据库和文件系统将形成一个新的整体——数字有机体数据存储系统；在计算机数量、区域大小、大小新旧机器混合使用和系统规模大小上，其结构都高度灵活；此外，信价比还比较高。
         这种系统的拓扑结构是动态可变的，对物理设备可以集中部署，亦可分散部署；在分散部署时，可以分散管理，亦可在逻辑上统一为一体，以便于集中管理、控制和操作。
         内容是不是有点多？ 简单的说，就是前面提到的，像生命体一样，以万变应万变，简单高效解决问题。对的，这是重点。

        数字有机体为什么？

         如果读了这些，你觉得还不太明白，那我们再拿其它的云平台系统跟数字有机体进行类比。某种意义上，就好比苏联跟美国的政治经济结构对比。
         从国体上来说，苏联跟美国都是奉行联邦制的国家。但其实内部的管理大不相同。苏联从创建开始，就是高度集中的行政体质。从部长会议到下面的市、县行政管理，都奉行高度集中的管理模式。打二战的时候倒是体现了制度的优越性（这好比现在的并行系统集中力量办大事的高效率），但在和平时期，没多少大事，更多的是老百姓的生活、发展问题。这样的体制就显得难以适应社会的发展变化。类似谷歌、亚马逊、IBM的系统架构，就有点类似这样的结构，需要有控制节点/主节点，这些节点管理数据节点/从节点，很多这些的节点构成一个完整的系统。先不说能组成多大的系统，单就某个局部环境出现停电、自然灾害等的影响，就会给大家的网游冲浪跟数据安全带来很大的麻烦。
         美国的联邦政府主要抓外交、国防，对内主要是维持系统稳定。具体的社会服务、经济发展都是由各州自主进行。就是说各州享有充分的自主权。各州也把权限充分下放到郡县。你在那要建设个什么设施，办个什么事情，除非真是个很大的事情，真不需要请示联邦政府，照法律规定办理就是了，简便快捷。前一阵美国政府还真的关闭了，也没怎么影响普通人的生活。所以就算加州州政府真像《2012》那样出现大地震了，大家还是该干啥干啥。数字有机体就是类似的去中心化结构，局部的故障不会影响外部的系统服务，也不会影响数据的安全。
         大家都知道，苏联实行的是计划经济体制，而美国是奉行市场经济的代表国家。这里我们不去深究市场经济的学派，单就计划与市场而言进行个简单的类比。类似谷歌、亚马逊、微软等的云系统，因为系统架构的原因，云系统在响应外部服务的时候，都是依靠前面提到的控制节点/主节点来接收、分析响应需求，再分析检查从节点/数据节点的状态，然后分配作业任务。这就好比苏联的各级计划委员会的工作。真正的社会服务机构，一定要等待各级计委的安排才能做事，不能单独行动。这样客户或者公民等待服务响应的时间就会很长。而且计委如果周末休息的话，那大家还得继续等待。
         而数字有机体系统，同样因为系统结构的原因，云系统在收到外部服务请求的时候，不需要等待什么统管指令，就能立即响应请求，根据时间优先、路径优先等的算法选择，快速有效的响应服务。这就好比美国那种市场体制：客户订单来了，大家（指服务器）就跟着报价，最终价低者胜，服务满意度上去了，费用却降低了。就这么的，简单高效。

        为什么我们可以做到

         说了这些让我们心潮澎湃的东西之后，我们一定要隆重介绍我们的核心科学家刘心松教授。
         刘心松于1963年7月毕业于成都电讯工程学院计算机专业, 留校任教。1988年晋升教授，1991年被授予机电部有突出贡献专家，1992年享受国务院政府特殊津贴。60年代，在我国将电传打字机配备到计算机作打印设备。70年代，在我国成功研发了零散元件和小规模集成电路混合的工业过程控制计算机JKX-351，成功研发了基于JKX-351的光学玻璃精密炉温控制系统，实现了我国自产合格军用光学玻璃零的突破。
         自80年代允许个人发表论文以来,已单独或合作发表科技论文200余篇，著书一本；曾获省部级科技成果或科技进步一、二、三等奖，科学大会奖和国家科技攻关表彰奖，已获国家发明专利一项和国家软件著作权三十余项；已指导硕士、博士、博士后和高级访问学者160多名。
         刘心松于1981年6月到美国休斯顿大学计算机科学系作访问研究，1983年8月回国。在美期间对分布式计算和并行处理作了较为全面的探讨。回国后带领团队继续对分布式计算机、并行处理和分布并行系统的学术和技术问题在理论和实践上进行研究，直至1990年为止。到1991年，刘心松认为对分布式计算机、并行处理和分布并行系统的学术和技术研究已经成熟，应当走向实际应用。因此从1991年至1997年为止，刘心松率领的队伍均在从事分布式并行系统的应用实践探索。到1998年，刘心松认为分布式计算机、并行处理和分布并行系统均应有质的提高，方向应该是朝着生物群体，特别是人类群体的结构机理前进；而且应该立足于研制新的操作系统和数据库系统，不应该在应用层面上去作；应该立足于通用，不应该立足于专用。于是提出了数字有机体操作系统和数字有机体数据库系统等，在新的操作系统和数据库系统平台上研发新的应用系统，如数字有机体流媒体系统等，取消中间件。这是一个跨越。在1998年至1999年期间，刘心松进行了数字有机体系统的结构和机理研究，到了2000年8月，刘心松认为新的思路基本成熟，于是在2000年9月他带领团队启动了数字有机体操作系统、数字有机体数据库系统和数字有机体流媒体系统的研发工作。