昨日，“第二十一屆中國國際軟件博覽會”在北京召開。中國科學(xué)院院士梅宏在主論壇發(fā)言時(shí)表示，我們正在進(jìn)入一個(gè)軟件定義的時(shí)代。

目前我們正在進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代，不同的人對這個(gè)時(shí)代賦予了不同的標(biāo)簽。從基礎(chǔ)設(shè)施角度可以稱之為互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代，從計(jì)算模式的角度可以叫做云計(jì)算時(shí)代，從信息資源的視角則是大數(shù)據(jù)時(shí)代或者人工智能時(shí)代，今天我想從最基本的使能技術(shù)的角度，我們把它稱之為軟件定義的時(shí)代。

什么是軟件定義？我們從軟件的發(fā)展開始談起。過去的軟件發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段，早期我們稱之為軟硬一體化的階段，從程序變成軟件一直是作為硬件的一個(gè)附屬品存在。七十年代中期軟件開始成為獨(dú)立的產(chǎn)品，并且開始逐步創(chuàng)造了一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)，應(yīng)用覆蓋到我們生活的方方面面。九十年代中期隨著互聯(lián)網(wǎng)商用的起步，軟件產(chǎn)品走向服務(wù)化、走向網(wǎng)絡(luò)化，開始滲透到人類社會生活的每一個(gè)角落。無處不在的軟件已經(jīng)滲透到了我們生活的方方面面，舉幾個(gè)例子：

現(xiàn)在的汽車發(fā)展工業(yè)軟件的比重一直在持續(xù)地增加，有的已經(jīng)占到了全車成本的40%以上，比如寶馬7系的軟件總量超過了2億行，特斯拉S總量超過4億行，飛機(jī)空客A380軟件總量超過了10億行，2016年全球軟件的銷售是200億美元，互聯(lián)網(wǎng)延伸給我們催生了軟件新的模式的變化，基于云的新的軟件使用模式就是軟件服務(wù)，按照Gartner的報(bào)告，2016年全球公共云服務(wù)市場規(guī)模是2000億美元，其中SaaS已經(jīng)到了277億美元，年增長率為20%。在移動互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境下，通過軟件定義的每一臺手機(jī)加上后臺的云的服務(wù)，一種新的模式就是我們的APP。兩大陣營APP-Stare和Google Play大概有300億以上的應(yīng)用，累計(jì)下載量是1500億次。2016年全球移動商家的收入達(dá)到了448億美元，年增長率是40%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它的新興產(chǎn)業(yè)。

我們看到過去互聯(lián)網(wǎng)帶來的變化已經(jīng)深刻地改變了我們?nèi)祟惿鐣?，顛覆了很多原有的行業(yè)：我們的唱片、我們的郵政、交通出行、票務(wù)旅游，甚至傳統(tǒng)的電信，同時(shí)互聯(lián)網(wǎng)也創(chuàng)造了新型的應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)模式，電子商務(wù)、政務(wù)和每年出行的導(dǎo)航都在縮小，平臺經(jīng)濟(jì)、共享經(jīng)濟(jì)、API經(jīng)濟(jì)等各種新名詞也是層出不窮。

互聯(lián)網(wǎng)的核心價(jià)值是什么？是連接，從連接終端到連接用戶到實(shí)現(xiàn)我們應(yīng)用的互聯(lián)正在走向萬物互聯(lián)，其網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值是和節(jié)點(diǎn)成正比的，軟件正是實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)核心價(jià)值的重要技術(shù)。無處不在的軟件正在定義整個(gè)世界，我借用兩位名人的話：一位是網(wǎng)景的創(chuàng)始人Edson，他說軟件正在吞噬我們的世界。美國工程院院士C++的發(fā)明人Strom給了一個(gè)說法，人類文明運(yùn)行在軟件之上。

軟件定義的信息是源自于2008年斯坦福大學(xué)的一個(gè)項(xiàng)目，把傳統(tǒng)的交換機(jī)通過軟件的方式按照三層結(jié)構(gòu)開發(fā)出了一個(gè)Open Floor，2013年正式在云中心落腳，廣泛地應(yīng)用于云的網(wǎng)絡(luò)管理，從此被廣泛采用，軟件定義的網(wǎng)絡(luò)在2015年Gartner的報(bào)告當(dāng)中首次出現(xiàn)。某種意義上，不夸張地說，SDN重新定義了傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)甚至通信產(chǎn)業(yè)，ABC的報(bào)告說2016年市場是37億美元。

軟件定義網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)原理是什么？它的本質(zhì)是分成了三層：硬件層、控制層和應(yīng)用層分開，通過一個(gè)應(yīng)用編程結(jié)構(gòu)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行任意的編程，從而可以實(shí)現(xiàn)新型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、新型的投入結(jié)構(gòu)，而不需要改變網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的硬件本身。因此就它的本質(zhì)而言，軟件定義的原理就和我們計(jì)算機(jī)操作的原理是一樣的。

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如果我們從操作系統(tǒng)的視角來看，對任何一個(gè)普通的計(jì)算機(jī)用戶，我們看到的操作系統(tǒng)實(shí)際上給了你一臺軟件定義的計(jì)算機(jī)。從我作為一個(gè)軟件研究者的視角，操作系統(tǒng)的很多原理已經(jīng)體現(xiàn)到了我們軟件定義的集大成。主要的兩大功能是項(xiàng)下通過硬件資源的虛擬化管理各種各樣的資源，向上通過管理功能的可編程提供各種公共的服務(wù)。因此，軟件定義的本質(zhì)就是把一體化硬件基礎(chǔ)設(shè)施變成部件化，通過管控軟件對虛擬的部件實(shí)現(xiàn)的按需管理、按需使用，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)功能的靈活定制和靈活擴(kuò)展。

我們正在從SDN走向一個(gè)軟件定義不斷延伸和泛化的時(shí)代，現(xiàn)在可以看到軟件定義的一系列發(fā)展。首先是橫向的延伸，IT領(lǐng)域出現(xiàn)了軟件定義硬件，比如軟件定義的存儲、軟件定義的計(jì)算、軟件定義的環(huán)境以及軟件定義的數(shù)據(jù)中心，這是我們在計(jì)算機(jī)的硬件領(lǐng)域被軟件定義的，還有很多軟件定義的X。隨著人機(jī)物融合的發(fā)展，軟件定義也開始向物理世界延伸，比如軟件定義的城市，把實(shí)現(xiàn)城市各類的信息設(shè)施、物理基礎(chǔ)設(shè)施的開放共享和智能化的互聯(lián)互通，可以支持動態(tài)高效精細(xì)化的管理。城市操作系統(tǒng)同樣可以分成三個(gè)層次：設(shè)備層、控制層和上面的應(yīng)用層。

軟件定義正像我們傳統(tǒng)的行業(yè)，特別是工業(yè)制造業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)變。我們的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0，包括中國制造2025，所有的這些戰(zhàn)略盯著的目標(biāo)都是新一輪的工業(yè)革命，而我以為在新一輪的工業(yè)革命里面軟件技術(shù)將是非常核心的競爭力。很多傳統(tǒng)的制造業(yè)公司都宣稱向軟件公司轉(zhuǎn)型，洛克西德馬丁的代碼數(shù)量已經(jīng)超過了微軟公司，計(jì)算行業(yè)怎么實(shí)現(xiàn)新一輪的軟件化？就是硬件和各種智能設(shè)備，它的知識和工藝流程要軟件化和虛擬化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)軟件的平臺化，本質(zhì)上這也是軟件定義的思路。

軟件定義的智能制造平臺應(yīng)該是什么？首先是制造全程的數(shù)字化，通過生產(chǎn)制造全生命周期的數(shù)字化實(shí)時(shí)地采集和分析數(shù)據(jù)，支持我們的智能決策。生產(chǎn)知識軟件化，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、產(chǎn)品的仿真、工藝和制造等技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)都不斷地成長，通過軟件固化下來，沉淀到平臺上基于軟件使用實(shí)現(xiàn)我們知識的智能化。制造平臺的電子化是實(shí)現(xiàn)機(jī)器硬件的組合，通過智能通信的互聯(lián)和智能控制，同時(shí)面向每一個(gè)特定領(lǐng)域的需求個(gè)性化地生產(chǎn)，以及任務(wù)驅(qū)動的軟件定義進(jìn)行深入的定制。這是橫向的延伸，我們也可以看到軟件定義正在進(jìn)行縱向泛化，從單一資源的按需管控走向全網(wǎng)資源的互聯(lián)互通，因此軟件也正在不斷定義它的平臺、數(shù)據(jù)甚至應(yīng)用。

這里可以看到一個(gè)例子，我們怎樣用軟件定義的方式來支持?jǐn)?shù)據(jù)的開放共享？《大數(shù)據(jù)行動綱要》是國務(wù)院發(fā)布的，一個(gè)重要的任務(wù)就是進(jìn)行資源的開放共享，也有明確的時(shí)間表在2017年實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)目錄，2018年實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一共享，但是由于各種原因出現(xiàn)了大量的信息孤島，阻礙了數(shù)據(jù)的開放共享。比如部門行業(yè)的利益本位思想導(dǎo)致很多單位不愿意放空，相關(guān)的數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)和系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)使得大家不敢來做，系統(tǒng)的技術(shù)成本也導(dǎo)致了我們不太容易。因此要解決的問題是政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和技術(shù)手段三管齊下。

單就技術(shù)手段而言，現(xiàn)有的技術(shù)方式要實(shí)現(xiàn)全國政務(wù)系統(tǒng)的開放共享和互聯(lián)，初步和保守的估計(jì)也是千億人民幣的投入。我們也嘗試用軟件定義的方式來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的開放和共享，給了一個(gè)軟件定義方案，就是數(shù)據(jù)總件加上系統(tǒng)智能的適配，可以智能學(xué)習(xí)一個(gè)孤島系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)和內(nèi)部行為，重建它的體系結(jié)構(gòu)，構(gòu)建它的數(shù)據(jù)訪問的結(jié)果，不需要開放后臺的數(shù)據(jù)，也不需要延續(xù)最后的原代碼，也不需要原有開發(fā)商的支持，可以實(shí)現(xiàn)盡可能少的協(xié)調(diào)，風(fēng)險(xiǎn)盡可能降低，也省時(shí)省力省錢。軟件定義技術(shù)已經(jīng)在全國進(jìn)行推廣進(jìn)行示范應(yīng)用，春節(jié)以后我們用了一個(gè)月的時(shí)間在貴陽做了一次全貴陽市的數(shù)據(jù)開放共享，沒有原系統(tǒng)開發(fā)商的配合，缺少數(shù)據(jù)試點(diǎn)的情況下完成了全市50多家單位300多個(gè)系統(tǒng)2300多個(gè)功能項(xiàng)目的梳理，形成了1000多項(xiàng)數(shù)據(jù)目錄，也形成了一個(gè)可以訪問的、活化的數(shù)據(jù)資源。

未來我們正在進(jìn)入一個(gè)軟件定義的時(shí)代，其基本的特征表現(xiàn)在萬物皆可互聯(lián)，一切均可編程，在這個(gè)基礎(chǔ)上支撐人工智能應(yīng)用和大數(shù)據(jù)應(yīng)用，這是我們的共享數(shù)據(jù)智能制造。這個(gè)時(shí)代給了我們挑戰(zhàn)，我們怎么應(yīng)對這些挑戰(zhàn)？可以看到未來海量多元的信息資源，我們需要新的軟件定義的方式進(jìn)行管理，我們的云管端物甚至大量的設(shè)備異構(gòu)多樣，怎么實(shí)現(xiàn)它的有效管理？人機(jī)物融合的環(huán)境下涌現(xiàn)了很多新的應(yīng)用，新的應(yīng)用模式也正在不斷地誕生。在這種情況下怎樣支撐那么多各種各樣的應(yīng)用，構(gòu)建一個(gè)相對共性的軟件平臺？

軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施目標(biāo)也在發(fā)生變化，過去我們的方式是基于已有的硬件資源構(gòu)建平臺，上面搭建應(yīng)用，如果硬件發(fā)生變化必須要變化平臺，同時(shí)也要變化上面的部分。能不能更換一種思路？當(dāng)硬件發(fā)生變化的時(shí)候我透過一個(gè)深度軟件定義的平臺可以靈活地定義管理各種資源，也就是說從硬件資源為核心走向軟件平臺為核心，在這個(gè)基礎(chǔ)上力保我們的平臺和上面的應(yīng)用系統(tǒng)不再發(fā)生變化，這是我們軟件定義目標(biāo)的重大挑戰(zhàn)。當(dāng)然還有其它的技術(shù)挑戰(zhàn)，比如體系結(jié)構(gòu)的問題、軟硬到底怎樣劃分？它的界限在哪里？力度是多少？安全性有沒有問題？由于軟件定義使得系統(tǒng)的脆弱性增加，安全的成本也會增加，風(fēng)險(xiǎn)漏洞的可能性也偏大，系統(tǒng)質(zhì)量的問題、軟件帶來的性能的損耗能不能盡可能檢測到最??？還有那么多異構(gòu)設(shè)備。

因此一系列技術(shù)挑戰(zhàn)正在導(dǎo)致整個(gè)軟件體系、方法學(xué)、思維方式的重構(gòu)，這給了我們非常重要的機(jī)遇。這也是技術(shù)和產(chǎn)業(yè)洗牌的機(jī)遇，怎樣抓住這個(gè)機(jī)遇迎接挑戰(zhàn)？黨中央國務(wù)院高度重視信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，十八屆五中全會明確指出實(shí)施網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國戰(zhàn)略、實(shí)施互聯(lián)網(wǎng)+行動計(jì)劃，發(fā)展分享經(jīng)濟(jì)，實(shí)施國家的大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略。如何抓住機(jī)遇發(fā)展我們自己的軟件技術(shù)體系？

我想從這幾個(gè)方面給出建議：堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動的發(fā)展戰(zhàn)略，全面貫徹軟件應(yīng)用到每一個(gè)行業(yè)和工業(yè)體系，構(gòu)建自主可控的軟件體系，助力社會經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型升級，推進(jìn)開源軟件的生態(tài)建設(shè)，構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用的創(chuàng)新體系，營造良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境，大力培養(yǎng)優(yōu)秀的軟件人才。