大数据驱动与互联网思维

邬贺铨  中国工程院院士

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今天，要讲到三个方面的问题，一是信息化进入“大智移云”新时代；二是大数据营造智慧城市新理念；三是互联网激发创新发展新思维。

一、信息化进入“大智移云”新时代

2013年3月4日，习近平总书记出席全国政协十二届一次会议的科协、科技界委员联组会，并发表重要讲话。他强调，移动互联网、智能终端、大数据、云计算、高端芯片等新一代信息技术发展将带动众多产业变革和创新。

77年前有了电视机、70年前有了计算机、57年前有了集成电路、50年前有了光纤、47年前有了互联网、42年前有了PC机、37年前有了手机，27年前有了WWW、17年前有了3G，而现在则有了4G，这些都是半个多世纪以来信息技术的发展历程。我们走过了以计算机为中心的PC时代，来到了一个以软件为中心的网络时代、以服务为中心的云计算时代、以应用为中心的物联网时代，现在又轮到了以用户价值为中心的大数据时代。互联网的发展趋势也从网络共享到信息共享、资源共享、感知共享再到知识共享。信息技术经历了几十年的巨大发展，现在又面临新一轮的换代。早在几年前，电视机时代就已变成了数字化、平板化电视时代，现在我们进入了移动互联网时代、后PC时代和后WEB时代，不出几年我们还会进入云计算时代、后摩尔时代、物联网时代和大数据应用时代。

集成电路发展十年百倍

信息技术发展的基础是集成电路。每台计算机、手机上都有CPU，而每一个CPU芯片上又有很多的晶体管。自1959年集成电路发明以来，一个集成电路单位面积上的晶体管数量，基本上每隔18-24个月便会增加一倍。从早期的8086、286、386、486，发展到后来的奔腾、酷睿系列，截至2015年，一个CPU芯片已拥有80亿个晶体管。在过去的30年，CPU运行速度提高了100万倍，而内存价格下降了45000倍，硬盘价格下降了360万倍。如果汽车价格以与硬盘同等的速率下降，那么今天我们买一辆新车只需要0.01美元。如果汽油性能以同样的速度发展，那么现在1升汽油能够使飞行器环绕地球飞行573圈。到目前为止，没有任何一种技术能像信息技术这样高速发展。

2015年，英特尔、台积电和三星的CPU芯片产品已做到14纳米，未来还会进一步做细。而我国中芯国际目前的产品水平为28纳米，与国外相比落后了两代。现在，集成电路发展面临代工线成本高昂、芯片发热严重等严峻挑战，所以，未来亟待新一轮的材料和工艺技术革命----后摩尔时代！

软件定义一切

软件从互联网环境发展到普适计算环境，用户数量和复杂度剧增，软件的应用无所不至。一般来讲，软件是用其程序的代码行数来表现其复杂性的。1972年阿波罗登月飞行器软件仅有4000行代码，如今华为传感器有10000行代码，日本高铁的列控软件有数百万行代码，雪佛兰、奔驰等汽车的内置软件规模有1000万到1亿行代码，空客飞机软件有10亿行代码，PC的 Windows7操作系统有3000万行代码、Windows10操作系统有5000万行代码，苹果手机和安卓手机的操作系统也有上百万行代码。现在，智能手机操作系统的复杂度是当年阿波罗登月飞行器软件的好几百倍。软件从面向模块到面向数据、面向事件、面向用户、面向对象、面向认证的设计，向着构件化、语义化、智能化、服务化方向发展。

软件编程的难度较大。现在美国已经做到，你只要提出任务目标和需求，Dropsource自动代码编写平台就可以自动编写APP程序。

计算无所不在

计算能力的演进经历了从20世纪50年代的大型计算机到60年代的小型计算机、80年代的个人计算机、90年代的笔记本电脑，再到现在的移动智能终端（手机、平板电脑）。世界上第一台电子数字计算机发明于1946年，占地170平方米，性能不及现在的计算器。1975年美国航空航天局用500万美元购买了一台超级计算机Cray-1，其性能不如IPhone4。1985年美国国防部买来一台当时最好的超级计算机Cray-2，现在来看其性能不及iPad 2。1980年1GB闪存卡的价格100万美元，1997年将近8000美元，而现在只需25美分，这就说明信息技术的进步，带来功能的提升和成本的下降。

超级计算机能力十年千倍

从全球TOP500超级计算机能力看，超级计算机的能力是每10年提高1000倍，PC机的能力是每20年提高1000倍，而计算成本和存储器成本分别是每10年下降10000倍和20000倍。我国天河二号超级计算机连续三年六次排名第一。但是，它所用的1.6万个芯片，主要来自美国英特尔公司。2015年，美国商务部禁止英特尔公司向天河二号供应芯片。当然，我国早已开始研发自己的芯片，并用于神威·太湖之光超级计算机。2016年6月，神威·太湖之光在德国通过测试，在世界超级计算机500强中排名第一。更为重要的是神威·太湖之光有4.1万个芯片，每个含260个核，全部为自主研发。那么，美国在干什么？美国计划在2020年开发出计算能力是天河二号100倍，而功耗和天河二号一样的超级计算机。就在美国宣布这个计划之后，2016年7月中国也启动百亿亿次超级计算机的研制工作。

云计算

现在，大部分企业用的不是超级计算机，而是云计算。从80年代的数据库、90年代的互联网数据中心（IDC），发展到现在的云计算、云服务。随着信息化的发展，每个单位自建信息化系统是不经济的，不如把自己的数据放在第三方云计算公司的服务器、存储器上。第三方云计算公司把它的基础设施当成服务来出租，这也可简单地理解成数字房地产，无非就是租用一些空间。云计算公司不会停留在这一步，还可提供一些软件工具、中间件、数据库供租用单位开发自己所需的软件。对于大多数中小企业来讲，有了工具也未必具备软件开发能力，不如直接租用云计算公司的软件，这就是软件即服务。云计算公司还可以提供各种各样的数据以及数据挖掘工具以供租用。

云计算的出现跟当年爱迪生发明电的时候相类似。爱迪生发明了电以后，每个工厂都自建发电机，每个政府部门都自己安装发电机，现在还有吗？都是用第三方发电公司的发电机。随着信息化的发展，对信息化的集约式利用越来越普遍，云计算也发展成为集约式的信息化服务。比如，阿里巴巴、亚马逊等电商，现在也已变成云计算服务公司。中国电信联合华为推出天翼云3.0，他们以国有企业的身份来提供云计算服务，在信息安全上更有可信性。

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