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《对话万物互联操作系统平台》(二)中国自主研发的操作系统的研究——华罗庚直接法、逻辑解释器、网络理论及成果

2022/7/19 20:20:52 人评论 次浏览 分类:周立群

一、 中国的计算机操作系统的起点
中国自主创新计算机操作系统的研究始于上世纪50年代末至80年代。
华罗庚《直接法》将高等数学初等化、把复杂的问题简单化的算法,指导了计算机操作系统核心技术《逻辑解释器》的研发。《整数和矩阵》的算法网络理论指导了互联网核心技术SOA的研发。
计算机互联网操作系统是国之重器。华罗庚上世纪50年代末至80年代研究成果,1985年6月准备新闻发布推出。中国操作系统的研究和WINDOWS开始开发的年代非常接近。网络技术SOA的研究,则比互联网技术在世界兴起还早些。
1、华罗庚奋斗目标。
华罗庚一直是我国计算机领域自主创新开发的领军人物。
1952年。华罗庚成立计算机研究所,开始计算机计算技术的研究。
1956年。周恩来总理主持制定《十二年科学发展发展规划》,规划了计算技术、半导体、电子学及自动化四个研究方向。1956年8月25日,我国第一个计算技术研究机构──中国科学院计算技术研究中心成立,华罗庚任主任。这就是我国自主研发计算技术的摇篮。
上世纪60年代之后的25年,华罗庚一直致力于普及数学,服务国民经济发展,服务工农兵。提出了数学研究的三项原则:1)“为谁?”或“目的是什么”?2)是“什么技术”?3) “如何推广?”成了华罗庚人生最后25年的奋斗目标。
2、指导万物互联操作系统平台研究的思想方法《华罗庚直接法》。
华先生一直偏爱 “初等数学 ”。这绝不是说他的数学根基浅薄或者说他不懂现代和高等数学,而是他最喜欢把极其深奥的问题用最为浅显和初等的方法单刀直入地给予解决。
《直接法》是凭借华罗庚特有的超强的数学直觉,抓住计算机计算原理的本质,从他天才头脑建立的基础工具库、基本概念库中手到擒来攫取包括了统筹法、优选法、线性规划、数据结构、矩阵计算、Farey中项法、A星算法、束搜索、分支定界、密钥协商、动态规划、堆、离散与连续把计算机的原理从不同的时间、空间或效率中选择最直接、最简单、最有效率的方法解决计算机使用者需要的功能。
 《直接法》是华罗庚先生 “数学的联络全图 ”灵活运用的结果


华罗庚的超人直觉绝非偶然,而是建立他天才地积累,在他的头脑结构建了四个库:基础工具库 、基本概念库 、各种方法库和不同路径库 。直至现在,他对我们分析问题解决问题仍然有巨大的指导作用。 

3、解决复杂的万物互联操作系统优化的思想方法,把复杂的问题简单化。
精炼问题的本质,从一个最简单最基本问题出发,可得到一系列最现代最前沿思想和成果。
我们深切地体会到,两点之间直线距离为最短,是世纪桥《逻辑解释器》解释复杂问题的核心思想,把所有复杂的问题按照逻辑梳理成两点之间的直线,寻求最简单直接的解决方案。
世界上有两类人:一类是把简单问题复杂化,长篇大论的大忽悠。而另一类人则是把复杂问题简单化,直觉指出问题关键。华罗庚恰恰是后一种人,他简化问题的能力形成了他直接法的特色,从简化中得到最短途径。 “任何科学问题,你能不能简化到最极致的地步,是检验你是否真正懂得这个问题的最重要的试金石”


1)华罗庚先生给普通人讲解数学归纳法,用了非常简单的例子。三个学生五顶帽子,三白两黑,老师藏起两顶,学生能看见另两个人戴的帽子,华罗庚用数学归纳法分析猜测自己头上戴的帽子的颜色的过程。
2)给普通人所举的数学问题简化例子,看起来简单,实际上对他自己高深的科研,华先生也是这么做的。 例如,华罗庚在解决狄厄多内 (J.Dieudonne)典型群遗留问题时,他从尽可能低的维数n出发,用数学归纳法得出一般结果,过程中只用到了矩阵matrix运算。 又如,他与王元齐名的华-王高维数值积分方法,华罗庚一眼就看穿了本质,他说: “Mont-Carlo法实质上就是数论中的一致分布论的应用,这就好像隔着一层纸,戳穿了就那么 一点点东西。 ”华罗庚请王元先从n=2维情况入手,并采用连分数方法。 华罗庚猜出用Fibonacci级数可求出最佳求积公式。 然后再进一步推广到n=高维的情况, 结果华 —王方法的计算量只是


的最佳逼近式,大大简化计算量。
3)离散和连续——测量数据的选取和二次样条函数探索、《正交实验设计》、应能广泛运用于业务逻辑梳理。
4)《矩阵和数》用于网络理论研究。
大家知道,矩阵(matrix)理论比较复杂,应用也很广,但是华罗庚在美国演讲一次《矩阵几何》,著名数学家韦依说: “华罗庚玩弄矩阵就像玩弄整数一样。 ”华认为这一评价说到了“点子”上。韦依是了解他的知音 。 确实华罗庚先生的 “厚薄转换 ”理论:读书,加上自己的注解、理解,联想就“由薄到厚 ”了;但是 ‘ 学 ’‘ 懂 ’并到透。咀嚼、消化,融会贯通,提炼出关键的问题来,书就 ‘由厚到薄 ’了。 “而华罗庚对于事物的观察到达了 “庖丁解牛 ” 的 阶段,达到了 “炉火纯青”直指本质的地步。


联系到网络理论,那么多口网络实际上是双口网络的一个推广。由此还导出《矩阵型信号流图》。根据这个思想,矩阵在网络研究应用中就大有文章可做。
指导思想在解决具体问题时起到的重要作用——直接指导了网络核心结束SOA程序的开发。


把 “ 天 ” 和 “ 地 ”联系起来,把计算机互联网系统高深的数学理论与的万物互联的应用中最为实际的计算机硬件、软件、软件系统连接、控制、管理;以及计算机各行各业应用实际问题:计算机辅助制造、工艺设计、制造业企业的生产技术、生产管理问题、物联网;企业的产供销服联系起来。华罗庚先生的直接法可贵之处在于:他还真把 “天”和“地”有逻辑关系联系了起来。
华罗庚先生从一个最简单最基本问题出发,去得到一系列最现代最前沿的新思想、新成果,精炼面对问题的本质。

二、壮志未酬,成果几近湮灭。
1985年基于华罗庚《直接法》的《世纪桥逻辑解释器》本应问世,准备召开新闻发布会,走向应用,走向市场。华罗庚1985年6月赴日本讲学。在讲学期间,还还曾打电话回国,与助手商讨新闻发布会事宜。
华罗庚演讲很少写提纲。他一辈子力主 “好汉不提当年勇 ”。但在1985年最后一次访日在东京大学演讲时,他却写了发言提纲,深情地回顾自己过去的工作。


下午 5时许,华罗庚先生讲完最后的内容,突然从椅子上滑下来。晚上8时许与世长辞。一代英才最后在工作岗位上倒下,它留给我们无穷的思考。
华罗庚一生为我们架设了几座 “桥梁 ”数学问题和结果之间的桥梁——直接法; 数学理论和应用之间的桥梁——0.618法和 统筹方法; 数学年青人才和老一辈专家之间的桥梁 ——华罗庚数学团队。
华罗庚东京大学演讲提纲的最后一句“定理及其应用另见”,很让人玩味。
“另见”的应该就是华罗庚新闻发布会要发表的内容,“重新写出,花相当长的时间才证明的我60年代所发现的定理。”应该是50年代至1985年华罗庚担任计算机技术研究所期间所做的研究工作,本来它是1956年周恩来总理主持制定科技发展12年规划,华罗庚任中科院计算技术研究所所长至1966年的研究成果,于文化大革命所有的手稿被抄家“不知所踪”,而80年代尽力恢复起来的。但至今查不到它们的去处。又一个“不知所踪”。
幸好,华罗庚的研究成果并没有被完全湮没, 1978年研发成功《高级科技文献排版系统4S》,1995获得了美国专利和中国专利《面向书报刊的计算机辅助设计与网上出版系统和出版方法》,2005年《基于事务逻辑的(世纪桥)管理信息系统设计平台及其解释器》的科技成果的鉴定书中,无不透露出华罗庚世纪桥《逻辑解释器》的底蕴。我们从华罗庚软件基地CTO樊学军那里找到了答案。
樊学军保留的国家科学技术委员会鉴字【2005】第5002号原件,以中国科学院北京科技大学高庆狮院士、中国科学院软件研究所仲萃豪博导研究员、北京大学计算机科学技术研究所教授博导周秉峰、中科院华罗庚应用数学数学与信息科学技术研究中心教授博导杨德庄、信息产业部中国软件评测中心黄民德研究员、中科院科技政策与管理科学研究所徐伟宣博士博导、华南理工大学软件学院奚建清教授博导、中国科学技术部副局级调研员曹恒中博士研究员、中国科学院软件研究所杨文增高工、武汉达梦公司冯玉才教授、首都信息发展股份有限公司高家卿博士等鉴定专家组的一致肯定。
一、该平台面向管理信息系统领域,按照用户熟悉的事物流程,采用事务逻辑设计方法定义组织结构、业务流程结构和数据流程结构等,生成管理信息系统,通过“事务逻辑解释器”解释执行。
二、该平台是独立提出的一种面向服务的体系结构SOA,支持B/S和C/S结构,通过“事务逻辑解释器”、“界面解释器”,实现网上运行。
三、该平台在管理信息领域的软件系统设计思想上具有创新性,为管理信息系统领域的用户提供了一种自助设计和优化软件系统的工具和即时服务,提高了软件生产的效率和质量。
四、该平台在利用桌面排版领域多年技术积累的基础上,在线条电子表单和统计图表、业务操作界面、业务结构逻辑描述等方面的界面简洁易懂、直观、准确、美观,具有特色。
五、该平台能够动态的进行语法和语义(U/C)自动分析检查和文档自动生成,简化了操作,提高了系统设计效率。
鉴定委员会一致认为:基于事务逻辑的是管理信息系统设计平台是我国软件技术领域取得的一项具有自主知识产权的重要成果。该项成果在管理信息系统的设计思想有突破性的创新,居于国际领先地位,具有很好的市场前景很高的推广价值,鉴定委员会同意通过鉴定。
建议进一步结合具体行业和领域需求,开发行业、领域专用平台软件产品,并增加与通用技术文件的兼容能力,尽快成为成熟的商品化软件。


三、在华罗庚《直接法》指导下开拓进取、砥砺前行
华罗庚把《直接法》指导下自主研发《逻辑解释器》称之为世纪桥,实在是名至实归。在今天,操作系统仍被Windows占领世界大半江山,SOA在仍在中国互联网领域被称为卡脖子的核心技术,可是华罗庚的《直接法》以及《逻辑解释器》、《算法解释器》、《界面解释器》、《业务逻辑解释器》不仅给我们提供了去SOA的途径和工具,也使我们对万物互联操作系统的自主研发可以不从零开始。
《智慧桥企业数字化自我实现平台》、《智慧桥DataPower万物互联平台》是以华罗庚《直接法》为指导,《逻辑解释器》为核心技术,自2005年以来针对制造业、汽车行业坚持开发15年的成果。
不断进入自主研发领域,连接自主研发的新技术软硬件5G条件下的华为移动互联设备、银河麒麟操作系统、鸿蒙操作系统、达梦、Oceanbase数据库,保持和世界上所有重要的SQL、ORACLE 等数据库、操作系统的兼容。
在实践中我们认识到,坚持奋发图强、自主创新是完全正确的。一步一个脚印的前行一定能够建立起中国自主创新的计算机、互联网标准,一定能够打破美国Windows、SQL、德国SAP、Linux、美国Accenture的一统天下。并且在万物互联的基础上兼容,兼容世界所有重要操作系统和软件,走向世界。
一个人的力量很小。万众一心力量就大了。
(未完待续)

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