前言

本書涵蓋了云端計算和存儲、互聯網和移動通信領域的許多熱點話題。但是，請您不要以為本書是一本博采眾家的大雜燴。可以保證，盡管本書所涵蓋的范圍極寬，但是書中每一個觀點幾乎都與您在網上或圖書館找到的答案截然不同。

其實，IT行業的有識之士早已看到了互聯網、無線通信，以及計算機技術面臨的困境。但是，解決問題的出路在哪里？

多年來，由于傳統束縛、慣性思維、既得利益、資源壟斷、“近親繁殖”等各種原因，IT產業過多地專注于微觀層面競爭和快餐式應用，鮮有人敢于直面宏觀問題的根源。經過長期研究，本書同時論述信息領域三大主題，即計算機、互聯網和移動通信的發展瓶頸和致命缺陷，提出顛覆性理論和發展觀。

縱觀歷史，計算機和網絡發展過程中有許多關鍵的選擇點，串起這些節點可以清晰看到信息技術的進化軌跡。我們認為：在當年相對匱乏的資源環境下，這些選擇是合理正確的；但今天的資源環境已經發生翻天覆地的變化，在新環境下，如果我們退回到某些關鍵節點，重新審視當初的決定，調整方向，作出更佳選擇，將會取得創造性的跨越式發展機遇。實際上，正是我們在資源貧乏時代作出的某些短視選擇，造成了長期發展的瓶頸，后來我們采取的一系列膚淺的、治標不治本的補救措施，終至如今難以自拔的境地。預見未來后而敢于后退，從而開創出全新的未來發展空間，這正是顛覆性歷史創新的思想綱領，跨越性發展思路的哲學本源！

具體的，本書認為，只要轉換到資源充分富裕的思維模式，采用“退回去重新選擇”的方法，解決當前計算機和網絡難題的途徑不可思議地簡單，“大道至簡”，遵循本書的理論、技術和推廣路線圖，能夠對未來網絡經濟帶來不可估量的進步作用。想要知道其中的秘密，以及獲得相匹配的商業機會，您需要付出的代價無非是仔細閱讀本書內容。如果您急于知道這個秘密，那么，可以概括為一句話：舍得揚棄過去30年積累的傳統理論和技術思路。

1.在計算機領域

我們看到一個事實：過去50年，可追溯到個人電腦之前，例如今天中國鐵路售票系統與45年前美國航空訂票系統相比，計算機的運算能力累計增加數億倍，但是，服務能力僅累計增加數百倍，足以說明當前計算機效率不可思議地低下。

本書揭示另一個事實：100年前，制造業的生產流水線已經獲得巨大成就，但是，今天在高科技的計算機領域，居然還在延續原始的行為模式，具體表現為串行操作的CPU硬件和洋蔥式的層疊軟件，系統能力受限于手藝精湛的老師傅，即單一的應用軟件。

本書還揭示第三個事實：70多年前，自從圖靈發明有限狀態自動機以后，計算機發展出了兩個主要流派，以諾依曼為代表的獨立硬件和軟件體系取得了巨大的商業成功，另一派神經網絡由于理論缺陷而誤入歧途。

進入云時代，我們將看到，云端運算力主要消耗在實時多媒體內容的深度加工，以及各類人工智能的應用。傳統諾依曼計算體系遭遇難以逾越的瓶頸，云計算提供了技術和應用之間的天然隔離，所有事實表明：突破諾依曼計算體系的時機到了。

本書提出云端信息中樞概念，一方面，通過剝離多媒體內容，將人性化環境建設指派到用戶終端，擰干傳統個人電腦模式的低效率水分；另一方面，通過基于神經網絡的非諾計算機結構，拓寬傳統神經網絡的局限，無限擴展系統功能和規模。本書的貢獻包括創新思維模式、計算理論和技術，充分展示了云端計算體系的完整性、新穎性和實用性。很明顯，這是從第一臺計算機問世以來最大的結構性變革，作為開創云時代的奠基。

2.在互聯網領域

云時代的特征是娛樂和體驗，但是，當前的互聯網表現出致命的缺陷：

（1）網絡傳輸品質不能滿足觀賞過程的體驗；

（2）網絡下載方式不能滿足同步交流的體驗；

（3）網絡安全和管理不能滿足視訊內容消費產業的商業環境和計費模式。

更有甚者，在可預見的將來，上述問題在IP網絡中解決無望。基本常識告訴我們，云時代的應用王國不能建立在沙灘上，千萬不要忘記尋找一片堅實的土地。毫無疑問，如果造物主設計網絡，絕對不會容忍如此弊端。

在人類沒有掌握光纖通信技術的時代，我們看到的網絡世界，包括傳統的電信、有線電視、互聯網和移動通信，統稱為“窄帶世界”。

今天，我們看上去學會了光纖技術，但是，業界并沒有真正理解光纖的靈魂。

什么是光纖的靈魂？就是富裕帶寬資源的終極目標是滿足人類感官體驗的極限。

本書認為，當前通信網絡工業思維模式還停留在窄帶世界。只有充分掌握光纖資源的靈魂，聚焦終極目標，整個網絡才能進入一個完全不同的新世界，傳統無線技術才能獲得新生，大規模視頻通信服務將成為可能。那時，才能稱其為“寬帶世界”。

進入云時代，我們將看到，大一統網絡融合傳統信息服務、媒體、通信和娛樂平臺為一體，其中，還包括無線通信服務達到有線同質化水平。在堅實的大一統基礎上，通信網絡的主要任務從傳遞消息過渡到傳遞感官體驗。（注：傳遞消息占用的總資源微不足道。）

本書明確告訴讀者，今天網絡世界中大部分熱門技術，不論多好，在新世界終將成為多余。今天網絡世界中無法解決的難題（品質保證、實時性和網絡安全），不論多難，在新世界中將不復存在。本書并不提倡用“聰明”的方法試圖解決當前網絡的安全和品質難題，而是用“智慧”謀求本質上不存在安全和品質弊端的網絡架構。本書揭示了一個具有戰略價值的事實，未來網絡是一片未開墾的處女地。

3.在移動（無線）通信領域

移動通信和無線終端為消費者帶來極大的便利，把網絡服務推進到“泛在”的境地，必然成為IT產業兵家必爭之地。但是，當前的移動業務主要局限在填充消費者的“碎片化”時間。本書首次提出無線通信的終極目標，這就是提供有線固網同等水平的服務。一旦移動通信充分通暢，手機終端智能自然移向云端，終端進一步空洞化，導致云時代應用突飛猛進。

實現這一目標的焦點是大幅提升無線系統帶寬。但是，香農信道極限理論^［4］告訴我們，當前移動通信行業所推崇的長期演進計劃不能提供足夠的帶寬，不能滿足本書所述的終極目標，即無線多媒體業務的需求。

本書認為，解決無線通信帶寬不足的根本出路在于網絡架構創新，或者說，微基站網絡。實際上，微基站概念是相對于當前蜂窩網宏基站而言，大幅度縮小基站覆蓋半徑，意味著減少單個基站服務的用戶數，等效于大幅度增加每個用戶的可用帶寬。因此，只要不斷縮小基站覆蓋半徑，就能充分滿足未來無線通信的帶寬需求。

但是，這個看似簡單的微基站網絡包含許多復雜問題。本書詳細探討了邊界自適應微基站無線通信網絡的原理，指明了破解難題的基本思路和訣竅，其中包括解決微基站間的信號干擾和快速無損切換難題。根據本書理論，無線基站就像電燈一樣，天黑了，我們只需照亮個人的周邊活動環境，在照明度不夠的地方隨意添幾盞路燈，而不是復制一個人造太陽。

在此基礎上，本書還附帶提出“兼職無線運營商”的推廣模式，和平災兼容的解決方案。

4.為什么本書觀點與眾不同？

難道說，傳統技術都錯了嗎？當然不是，傳統技術在資源貧乏的前提下都是合理的。

但是，時代變了，資源和需求的關系發生了根本性顛倒，我們進入了資源豐盛的新時代。本書與眾不同之處在于用新思維模式看世界，通過終極目標導向，假設已經到了未來世界，回頭再看IT產業的發展軌跡，云時代的信息技術自然變得清晰可見。

我們知道，信息產業的基礎資源（芯片、存儲、帶寬）代表了日新月異的科技成果，是一個不斷增長的“激變量”；人類接受外界信息的能力決定于百萬年漫長進化的人體生理結構，是一個基本恒定的“緩變量”。今天我們看到的各種高科技應用，無非是多了一個電子化和遠程連接，其實早就出現在古代的童話和神鬼故事中，今天的科幻電影無非是把老故事講得更加生動和逼真。站在歷史大跨度，從三星堆出土的“千里眼順風耳”大面具，到好萊塢大片“阿凡達”，人類遠程通信的基本需求五千年未變，可以推測，未來幾百年也基本不會變。從古到今，這些豐富的想象力代表了人類信息需求和文明的極限。

顯然，“信息資源”和“信息需求”是兩個獨立物理量，不可能同步進化，因此，兩者軌跡必然存在交叉點。

在交叉點之前，信息資源低于需求極限，信息產業發展遵循窄帶理論，每次資源的增加都能帶來應用需求同步增長。因此，人們習慣于漸進式思維模式，或稱為“資源貧乏時代”。

一旦越過交叉點，獨立的信息資源增長超過需求極限，很快出現永久性過剩，信息資源像空氣一樣豐富。此時，必然導致思維模式的轉變，出現顛覆性的理論和技術。消除了信息資源限制以后，信息化從知性到感性的大轉折成為必然。從此，人類信息化將進入一個完全不同的新世界，或稱為“資源豐盛時代”。

在資源貧乏時代，為了節約資源，不同需求按品質劃分，占用不同程度的資源。因此，資源決定了需求，我們必然看到無數種不同的需求。

在資源豐盛時代，當我們把品質推向極致，原來無數種不同的品質反而簡化成單一需求，這就是滿足人體的感官極限。也就是說，人體感官的極限決定需求。當然，原先資源貧乏世界的全部服務需求都會繼續保留，但是，在數據量上將淪為微不足道的附庸。

在當今信息產業普遍產能過剩，云計算和互聯網走向迷茫，全球經濟低迷的形勢下，跳出舊世界的思想桎梏，站在新世界觀察問題，結果當然大不相同。好比您向古代人介紹今天的交通工具，一些理所當然的基本常識，例如汽車和飛機，但是，古代人會覺得不可思議。

5.本書理論和技術的價值和定位

在資源豐盛時代的新思維指引下，推動信息產業跨上新臺階，帶領世界經濟走出困境。

本書論述云端計算、互聯網、移動通信的理論基礎。事實已經證明，過去許多年，三大產業獨立發展，前景迷茫難有進步。本書通過突破傳統的思維模式，通盤考慮多個跨領域難題，互為依托效果倍增，同時顛覆三大領域的理論架構，自然形成本質可信賴的安全體系。

實際上，顛覆性的替代技術我們見得不少，信手拈來：個人電腦替代王安的文字處理機，互聯網替代傳統電信，DVD替代錄像帶，USB存儲替代電腦軟盤，手機替代傳呼機，MP3替代隨身聽，數碼相機替代膠片相機。值得注意，上述被替代的技術都能滿足當時的用戶需求，表面看很強大，具備長期發展的能力和穩固的市場地位。但是，實際上很脆弱，鼎盛時期毫無先兆地被新技術徹底顛覆，整個過程不過短短幾年時間。因此，千萬不要迷信當前的權威理論和其不可一世的市場地位。

本書重點論述在資源充分豐盛條件下，IT產業基礎的顛覆性替代技術，及其必然性。

讀者能從本書得到多少資訊，理解到什么程度取決于自身的知識和經驗。本書提出的各種創新設計思路，基本上都經過了實踐驗證。顯然，限于篇幅本書不是一本設計手冊，更不是一本科普讀物。

本書未觸及用戶終端設計，云計算的初級應用已經導致PC終端功能弱化。可以推測，隨著通信網絡的實時性和透明度不斷提升，終端硬件和軟件功能移到幾百公里外的城市云中心，理論上，無非是增加幾毫秒延遲。相對人類生理反應時間，這點延遲可以忽略不計。然而，智能功能移到云端必然帶來無法抗拒的優勢。實際上，復雜智能手機就是把賭注押在網絡品質永不通暢的假設上，顯然，這個假設遲早不成立。本書認為，隨著終端進一步空洞化，終端操作系統的技術屏障弱化，最終下降為簡單接口。當前的趨勢顯示，甚至通用的瀏覽器可能被撕裂成為多種用戶端軟插件，成為終端界面上的眾多圖標之一。也就是說，操作系統和瀏覽器的重要性固然存在，但是經濟價值逐漸喪失。

本書未觸及人工智能和視頻壓縮等算法，在云端計算平臺上，系統的聰明程度取決于算法，而實現算法的手段不限于軟件。

本書也未觸及具體應用技術，當然，在體系創新之下，云時代應用將迎來新一輪的蓬勃發展。為我們每個人帶來新的應用服務、新的商業模式以及新的生活方式。

本書最大的期望是為云時代計算機和互聯網整合最有力的資源，推動全球IT經濟。并且，說服計算機、電信、有線電視、互聯網和移動通信行業的決策者和專家們，站在終極目標的高度，不難發現過去許多年視為至寶的技術，其實是云時代IT經濟發展的絆腳石。積極推進信息中樞和大一統互聯網，不僅能從根本上解決當前的難題，同時也可以以不可思議的簡單和低成本，大幅度超越傳統和遠景規劃中的全部服務能力。

對于有志在云時代計算機和互聯網平臺開展各類應用的工程師們，通過閱讀本書，了解未來平臺的架構和原理，有助于激發創新靈感。

本書向IT業內人士提供一個了解行業發展的新視角，對于打破僵化思維，呼吸新鮮空氣大有好處。我們應當學會不盲從眾人的觀點，學會質疑流行的看法和權威人士的意見，以事實為依據，以歷史為鑒，嚴謹邏輯推理，形成自己的結論。

當然，本書也適合大專院校教科書或課外閱讀，對于培養學生多視角觀察和獨立思考的能力均有利。

讀者若有建議和見解，不吝賜教，歡迎來函：infoage@163.com。