編者按：3月4日，中央政治局常務委員會會議指出，加快5G網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)中心等新型基礎設施建設進度。為響應中央決策部署，推進我國新型數(shù)字基礎設施建設，中國電子報特推出“推進數(shù)字基建·釋放經(jīng)濟新動能”專欄，圍繞5G、數(shù)據(jù)中心、軟件定義基礎設施、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領域，邀請業(yè)內專家學者、企業(yè)家撰寫文章，從不同視角認識數(shù)字基礎設施的內涵和意義，準確把握我國數(shù)字基礎設施發(fā)展現(xiàn)狀、建設重點和推進路徑，并提出相關舉措建議。本期為中國工程院院士廖湘科的署名文章。
當前，我們正在進入數(shù)字經(jīng)濟時代，這個時代的主要特征之一就是“軟件定義一切”。軟件已經(jīng)成為知識、技術訣竅(Know-How)和商業(yè)模式的重要載體，是數(shù)字基礎設施建設的重要組成部分。以操作系統(tǒng)為核心的基礎軟件平臺，承擔著高效管理計算機系統(tǒng)的軟硬件資源、為應用軟件提供共性的基礎服務、為用戶提供友好易用的人機交互手段三大功能，既是軟件技術的核心基礎，也是掌控軟件產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈的關鍵抓手。基礎軟件平臺的建設，已成為國家戰(zhàn)略競爭的制高點。
操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程
不同于硬件的替代性發(fā)展，基礎軟件平臺發(fā)展的主要驅動力來源于硬件平臺的升級、應用場景的演化和人機界面的革新。例如，操作系統(tǒng)以內涵擴展式發(fā)展為主軸，上層應用軟件的共性功能不斷沉淀融入到操作系統(tǒng)之中。操作系統(tǒng)的功能越來越豐富，整體越來越龐大，逐步從“單個產(chǎn)品”的操作系統(tǒng)發(fā)展成為“信息系統(tǒng)體系基石”的基礎軟件平臺，呈現(xiàn)出明顯的平臺化演進特征。
與此同時，軟件的產(chǎn)品形態(tài)和商業(yè)模式也在不斷演進，先后經(jīng)歷了大小型機時代的硬件附屬階段、PC時代的獨立軟件產(chǎn)品階段、“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的“軟件即服務”階段，以及數(shù)字經(jīng)濟時代的“軟件定義”階段。
“硬件附屬”階段。在大小型機時代，硬件占據(jù)絕對主體的地位，軟件僅僅作為計算機硬件的附屬物而存在，沒有獨立的商業(yè)形態(tài)，軟件的代碼通常是向使用者開放的，便于用戶自己進行修改與優(yōu)化。
“獨立軟件產(chǎn)品”階段。進入到PC時代，出現(xiàn)了軟件許可證(License)的概念，賣軟件的許可證成為一種新型的商業(yè)模式，軟件作為一個獨立的產(chǎn)品銷售，軟件代碼成為核心競爭力而不再對使用者開放，標志性的成功案例就是微軟的Windows操作系統(tǒng)。
“軟件即服務”階段。為了反對源代碼不開放的閉源文化和許可證銷售模式的Copyright保護，開源軟件蓬勃興起，誕生了以Linux操作系統(tǒng)和GNU GCC編譯器為代表的一批優(yōu)秀的開源軟件，以及以GPL為代表的Copyleft許可證規(guī)則，形成了一整套可以與商業(yè)軟件競爭的開源軟件體系?；谶@種開放的、免費的開源軟件體系，一大批信息服務企業(yè)得以起步與發(fā)展，促使軟件進入到“軟件即服務”階段，誕生了谷歌、臉書等國外巨頭，也促成了國內BAT巨頭的成功。軟件即經(jīng)營，運營服務而不是代碼成為軟件產(chǎn)業(yè)的核心競爭力，營造巨大通用市場、經(jīng)營掌控生態(tài)鏈、跨界競爭成為軟件商業(yè)模式的三大精髓，借助開源軟件平臺占有數(shù)據(jù)、掌控標準，成為經(jīng)營生態(tài)鏈的重要抓手。
“軟件定義”階段。隨著數(shù)字經(jīng)濟時代的到來，互聯(lián)網(wǎng)成為信息化社會的基礎設施，傳統(tǒng)行業(yè)和服務行業(yè)都因“上網(wǎng)”而發(fā)生改變，新賽道、新物種、生態(tài)化等概念層出不窮。IT從業(yè)者全力推動移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、AI等與實體經(jīng)濟、現(xiàn)代金融的結合，進行顛覆性跨界擴張，特別是IT和制造業(yè)加速深度融合，對工業(yè)企業(yè)形成了較大的跨界競爭壓力。工業(yè)企業(yè)單純購買軟件產(chǎn)品解決問題的時代已經(jīng)過去，國際領先工業(yè)企業(yè)紛紛建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準、基于互聯(lián)網(wǎng)建設全球數(shù)據(jù)中心，對全生態(tài)鏈業(yè)務、管理與服務進行重構，構建基于軟件平臺的服務體系。隨著工業(yè)企業(yè)軟件化趨勢日益凸顯，高端制造+基于軟件平臺的服務體系成為領先工業(yè)企業(yè)的兩大核心競爭力，軟件成為定義一切系統(tǒng)功能的基礎設施，成為數(shù)字經(jīng)濟時代技術與商業(yè)模式等核心競爭力沉淀的載體。信息化發(fā)展到“軟件定義”階段，基礎軟件平臺成為信息化的重要基礎和關鍵抓手。
數(shù)字基建的基礎軟件平臺
回顧軟件技術與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，可以發(fā)現(xiàn)，今天面臨的問題與挑戰(zhàn)，與40年前的電腦行業(yè)“如出一轍”。40年前的電腦行業(yè)，硬件標準化工作剛剛開始，軟件缺乏通用的操作系統(tǒng)平臺。獨立于硬件的操作系統(tǒng)產(chǎn)品的出現(xiàn)，提供了一個通用的基礎軟件平臺，促進了計算機硬件的標準化，也實現(xiàn)了計算機軟件的重用，從而促進了計算機產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展。今天的工業(yè)行業(yè)高度分散，信息化建設缺乏統(tǒng)一的標準和平臺，軟硬件技術難以實現(xiàn)共享，造成了整個行業(yè)“煙囪林立”，智能化進程緩慢，業(yè)界迫切需要通過打造統(tǒng)一的基礎軟件平臺，促進各個領域的標準化、模塊化與平臺化，實現(xiàn)基礎軟件技術的共享。只有通過這種統(tǒng)一的基礎軟件平臺，才能形成一個巨大的通用性市場，避免碎片化的“昆蟲綱悖論”，實現(xiàn)數(shù)字經(jīng)濟的“指數(shù)進步”“組合進步”。
(一)數(shù)字基建的基礎軟件平臺，將引入新的軟件形態(tài)。計算機領域成果的軟件形態(tài)將與工業(yè)領域成果的軟件形態(tài)深度融合。計算機領域的軟件形態(tài)將是一種新的操作系統(tǒng)，本質是一個軟件框架，類比于瀏覽器，它解決軟件的架構設計、可信確保、互連通信、實時、大數(shù)據(jù)處理、智能處理等共性支撐問題;而工業(yè)領域成果的軟件形態(tài)將是軟件框架中的插件，類比瀏覽器插件，承載的是各行各業(yè)的知識和技術訣竅?？蚣?插件形態(tài)的基礎軟件平臺，可以平衡好計算機領域處理“通”與各行各業(yè)處理“專”的關系，實現(xiàn)軟件定義的設備、軟件定義的控制與生產(chǎn)以及軟件定義的供應鏈。
(二)數(shù)字基建的基礎軟件平臺，將催生新的軟件架構。橫向是分布式結構，涵蓋“云-邊-端”。“云”提供海量資源、承載重載計算，是軟件定義時代的大腦?！斑叀碧峁┚徒赵L問、按需計算卸載，是軟件定義時代的中樞神經(jīng)?！岸恕敝С忠苿颖銛y交互、離線自主協(xié)同，是軟件定義時代的感知末梢。縱向是層次式架構，在傳統(tǒng)的資源管理層上引入行為管理層。資源管理層管理物理域、信息域、認知域和社會域的資源，行為管理層提供觀察、判斷、決策、行動控制行為的共性支撐。
(三)數(shù)字基建的基礎軟件平臺，需采用新的執(zhí)行模型。支持“觀察(Observe)-判斷(Orient)-決策(Decide)-行動控制(Act)”(OODA模型)閉環(huán)行為鏈。觀察管理傳感器數(shù)據(jù)，進行信息過濾、壓縮、融合;判斷對態(tài)勢進行聯(lián)合分析、理解、判斷;決策進行群體行動規(guī)劃和決定、博弈;行動按規(guī)劃和反饋實施靈活機動的群體行動控制。OODA模型能很好地反映引入智能與控制閉環(huán)后一切軟件的執(zhí)行流。
(四)數(shù)字基建的基礎軟件平臺，將需要新的交互方式。傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的交互方式，輸入是命令和數(shù)據(jù)，輸出是結果數(shù)據(jù)。在新的交互方式下，輸入是任務和環(huán)境，輸出是行動，這就要求未來的交互方式將是“新三互”：以無線通信為基礎的“互操作”;機-機、人-機間的“互理解”;遵守物理定律等物理規(guī)則、遵守信息域協(xié)議等信息規(guī)則、遵守道德法律等社會規(guī)則的“互遵守”。
基礎軟件平臺的構建途徑
打造數(shù)字基建的基礎軟件平臺，必須堅持走融合發(fā)展之路，確立協(xié)同發(fā)展的思路，同時要補齊國產(chǎn)工業(yè)軟件的短板。
一是堅持走融合發(fā)展之路。要吸收“經(jīng)營生態(tài)鏈，掌控巨大市場”的“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展模式的優(yōu)點，把傳統(tǒng)工業(yè)的“重資產(chǎn)”發(fā)展模式，向掌控產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈的“輕資產(chǎn)”模式轉變，要關注高端制造，關注產(chǎn)業(yè)標準、數(shù)字標準的建立，關注軟件、大數(shù)據(jù)與業(yè)務流程的深度融合，構建以高端制造、數(shù)據(jù)與軟件為核心的產(chǎn)業(yè)技術體系，掌控基于全球、全國優(yōu)勢資源配置的產(chǎn)業(yè)供應鏈、服務鏈，實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)的“+互聯(lián)網(wǎng)”和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展模式的融合。
二是確立協(xié)同發(fā)展思路。要將IT領域互聯(lián)網(wǎng)思維與工業(yè)領域的工匠精神想結合，既要學習IT領域的“硬件追求速度、軟件追求規(guī)模、產(chǎn)品追求用戶體驗”的技術發(fā)展模式，以及“掌控生態(tài)、跨界顛覆”的產(chǎn)業(yè)模式，也要學習工業(yè)領域“積累、積累、再積累，求精、求精、再求精”的工匠精神，加快工業(yè)技術軟件化，力爭將“速度、規(guī)模、成本為王”的中國制造，轉變?yōu)椤熬媲缶钡闹袊窃?。在此過程中，需要把軟件平臺打造成計算技術、軟件技術、管理科學、工業(yè)知識等多領域知識交叉融合的重要載體。
三是補齊國產(chǎn)工業(yè)軟件短板。沒有經(jīng)歷完整的工業(yè)化進程，就沒有工業(yè)技術的深厚積累;沒有工業(yè)技術的深厚積累和大手筆的研發(fā)投入，就難以開發(fā)出優(yōu)秀的工業(yè)軟件;沒有優(yōu)秀的工業(yè)軟件，就無法開發(fā)出優(yōu)秀的工業(yè)品。德法的工匠精神，使得歐洲擁有一批優(yōu)秀的工業(yè)軟件小微企業(yè)，他們在細分領域把工業(yè)軟件做到了極致。我們要充分利用國際合作，提升我們工作的起點。補齊國產(chǎn)工業(yè)軟件的短板，是一項急不得、急不來的工作，只有擼起袖子加油干、耐著性子堅持干，才能實現(xiàn)彎道超車、后來居上，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展。
文章轉自中國電子報
