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汪成为院士的十二个问题编者按：在日前举行的中国计算机学会第七届理事会上，中 国工程院院士汪成为作了一场特殊的学术报告，他报告的题目是 ：“请教关于我国计算机发展的 12 个问题”汪院士认为，计算 机之所以能迅猛发展，原因就是存在许多可改进之处，因此，他 把自己在研究中发现的一些尚未有定论的问题提出来，向各位专 家求教本版今天特刊发汪院士的 12 个问题，供计算机界人士 参 考欢迎大家见仁见智，就此发表自己的看法一、有人认为：从图灵机的可计算理论可以得出“可计算” 的三个前提：必须把问题形式化；必须有一个算法；必须有合理 的复杂度请问：我们是否应尝试突破、并有可能（或部分地）突破这 些前提？还是只能在这个前提下进行创新？二、有人认为：人思考和处理问题的认知过程是并行的、开 放的、多维的、归纳演示的；而计算机求解问题的处理过程是对 有限种符号的有限长序列、按照事先编定的程序、对这一序列作 有穷的变换，从而得到一组新的符号请问：这两个过程的不一致是形成人与计算机间存在隔阂的 主要原因吗？尽量使两者一致是否是未来计算机技术及人工智 能技术的主要努力方向？三、有人认为：软件的作用就是把人的认知过程翻译成某种 特定的计算机所能接受的处理过程。

随着计算机技术的发展，软 件的关键技术已从 60 年代的编码、70年代的设计、80 年代的需 求规约，发展为 90 年代的“需求工程”时代面向对象、软构件、 分布处理、网络计算、可视化计算、并发工程等都是“需求工程 ”时代的产物请问：“需求工程”的最终目的是否是为用户提供“一揽子 的解决方案”？如何判断下世纪软件技术和软件产品的发展趋势 ？四、有人认为：数字计算机的发明是 20 世纪最大的科技成果，对人类产生深远的影响数字化生存(BeingDigital)是21世纪的发展趋势，将全面和深刻地提高人类的生活质量请问：即插即用、最优化、自适应、沉浸化、人机和谐等都 曾是模拟计算的优点怎样判断在更高层次上的数模混合？是否 在将来某时会提出BeingAnalog?我们为此应做哪些准备？五、 有人认为：以往的通信都是面向连接的，而Internet的 最大优势是面向非连接的；电信网、电视网、计算机网的三网融 合是 21 世纪初的发展趋势；实现全光通信后传输速度将大幅提 高请问：未来的网络发展方向是什么？除了把面向连接和面向 非连接的特性进行全面融合外，还有哪些主攻方向？它们将需要 什么支撑技术？产生多大影响？引发何种应用？带动哪些产 业？六、 有人认为：为了能够独立自主地发展我国的信息业，我 国必须具有研制高性能芯片的实力，但从高性能、通用的 CPU 入手并非最佳途径，而应扬长补短，从 System on Chip 入手。

请问：如正确，我国应优选什么 System 入手？应优先加强 哪 些设施和支撑技术？如何确保科研、应用和产业的良性循环？七、有人认为：计算机体系结构应面向网络计算的需求目 前，应研制“简约的Client”和“功能强大的Server”Client 应逐步实现Smart，而Server应遵循SUMA准则(即Scalability、 Usability、Manageability 和 Availability 可扩展、好用、可管理、可用)未来，Client将是P3C或算通机(Compunicato r)，而 Server 将最终发展成 Virtual Server Environment请问：这样一个预测准确吗？如果基本准确，这种Client和Server 将采用那种体系结构和基础软件？衡量它们性能优劣的 指标又将是什么？八、有人认为：我们必须研制面向中国人的计算机系统，它 应包括“中国人好用”的主机、软件、输入／输出、网络系统以 及开发工具和环境请问：怎样才是“面向中国人”的计算机？与一般的计算机 的本质区别在哪里？为研制这种计算机，应该优先突破哪些基础 理论和关键技术？九、有人认为：阻碍我国信息技术发展和信息建设增值效益 （社会效益和经济效益）的瓶颈是对信息资源建设的轻视，这是 “重硬轻软”最严重的反映。

请问：轻视信息资源建设的症结在哪里？是认识问题，管理 问题，还是技术问题？在信息资源建议中，人们期盼的是由知识 所增值的效益，为此应攻克哪些关键技术？如何由此分析未来信 息产业的利润来源？十、有人认为：信息安全是最迫切的问题，有巨大的产业前 景为此，应研制自己的CPU、操作系统、数据库、专用网络、 网 络软件，严格推行登录制度、身份认证、密码„„请问：在充分发挥信息的共享优势的前提下，什么是信息安全的关键环节？什么是应优先突破的信息安全技术？一、有人认为：目前计算机技术发展迅猛，新概念、新技 术、新产品日新月异为了使学生毕业后能较快适应工作，大学 里忙于向学生讲授新技术于是教材成了“产品手册”，授者是 “现学现卖”，学者是“忙于磨刀、很少宰鸡”请问：应当如何改进当前的计算机科学的教学状况？十二、有人认为：对以上问题进行求解时，应考虑如下前提 ：必须能够继承以往积累的应用软件的成果；必须遵循国际上已 经制定或流行的标准；预期能在一定时期内产生经济或社会效益 请问：这些前提条件是限制了创新，还是“继承发展”必须 遵循的客观规律？我们应如何处理这个矛盾？摘自 2000 年 4月30 日《生活时报》，作者：汪成为）答汪成为院士的十二个问题 2001 年 08 月 30 日 10:50 新浪科技王迪兴/文在今年 5月举行的中国计算机学会第七届理事会上，中国工 程院院士汪成为作了一场特殊的学术报告，他报告的题目是：“请 教关于我国计算机发展的 12 个问题”。

汪院士认为，计算机之所 以能迅猛发展，原因就是存在许多可改进之处，因此，他把自己 在研究中发现的一些尚未有定论的问题提出来，向其他专家求教我在这一领域从事研究多年，有一些自己的研究成果，在此 作答，如有不妥之处，请各位专家指正首先，我认为这些问题具有一定的内在联系，仅就某一个别 问题泛泛谈论，并不能从根本上解决问题，更不能企求在现有计 算理论基础上解决这些问题，而是应予整体考虑，必须提出新的 理论与技术，给出一揽子解决方案现就十二个问题，分别回答如下：一、有人认为：从图灵机的可计算理论可以得出“可计算” 的三个前提：必须把问题形式化；必须有一个算法；必须有合理 的复杂度请问：我们是否应尝试突破、并有可能（或部分地）突破这些 前提？还是只能在这个前提下进行创新？答：可计算问题从根本上讲是计算理论问题，在特定的理论 框架中有特定的形式与内容众所周知，图灵计算理论存在很多 难以解决的难题，如形式化悖论、二值逻辑悖论、确定性悖论、 总线瓶颈、与背景及环境信息分离、计算复杂性问题等等这些 问题在图灵计算理论框架中，可以说很难得以解决我们认为，计算理论必须解决三大问题：一、状态转换及其 效率问题二、状态之间具有内在联系——既状态的自组织问题。

三、状态转换的自适应控制问题很显然，图灵计算理论没有解 决第二及第三个问题，相应的状态转换形式与内容难免具有局限 性假设在状态自组织的前提下解决状态转换的效率及状态转换 的自适应控制问题，才有可能从根本上解决上述问题——具体理 论及技术问题的解决见笔者《自组织计算原理及技术》一书显 然，这些问题已经不是尝试突破的问题，而是必须突破的问题， 想在现有的计算理论框架内修修补补，肯定无济于事！二、有人认为：人思考和处理问题的认知过程是并行的、开 放的、多维的、归纳演示的；而计算机求解问题的处理过程是对 有限种符号的有限长序列、按照事先编定的程序、对这一序列作 有穷的变换，从而得到一组新的符号请问：这两个过程的不一致是形成人与计算机间存在隔阂的 主要原因吗？尽量使两者一致是否是未来计算机技术及人工智 能技术的主要努力方向？答：使两者一致肯定是未来计算机技术及人工智能的主要努 力方向人与计算机处理信息的主要区别，是人在处理信息时能 始终以背景及环境信息为基础，并能双向实时交互作用，不同层 次的信息处理或状态转换能够形成反馈环路而计算机在处理信 息时则始终与背景及环境信息隔离，不同层次的信息处理或状态 转换亦互相隔离。

要害在于未能解决上述计算理论中的第二及第 三个问题——即状态之间没有内在联系、状态之间不能实现自适 应控制解决这一问题，其实质问题是解决计算机与人脑神经网 络的同构同功问题，只有给出复杂系统的共性描述模型——准全 息元数学模型，在此基础上解决状态转换及状态转换的控制问题 才有可能从根本上解决问题所谓的准全息元数学模型，是一种组合数学模型，或准全息 空间状态表示模型体现了整数之间的加减、有理数之间的乘除、 实数之间的乘方开方、对数反对数运算关系是系统论、控制论 与信息论的统一定量形式化描述模型；是元逻辑、元算法与元数 据结构的有机统一描述模型；同时是自组织或涌现原理的描述模 型三、有人认为：软件的作用就是把人的认知过程翻译成某种 特定的计算机所能接受的处理过程随着计算机技术的发展，软 件的关键技术已从 60 年代的编码、70年代的设计、80 年代的需 求规约，发展为 90 年代的“需求工程”时代面向对象、软构 件、分布处理、网络计算、可视化计算、并发工程等都是“需求 工程”时代的产物请问：“需求工程”的最终目的是否是为用户提供“一揽子 的解决方案”？如何判断下世纪软件技术和软件产品的发展趋 势？答：在计算机科学中，软硬件功能互为标本，既软件功能是 标，硬件功能才是本，本的功能强大，相应的标的功能就会弱化， 本的功能低下，就不得不用标的功能弥补本的功能不足。

认为软 件的作用是把人的认知过程翻译成某种特定的计算机所能接受 的处理过程，并非本该如此，而是计算机硬件功能与人脑功能的 差别所致假设计算机硬件功能与人脑功能具有同构性，就不存 在用软件翻译或解释的问题，解决这一问题，绝不能就事论事 硬件的基础计算性能低下问题不解决，单凭软件是不能从根本上 解决问题的仅以上述状态的自组织问题为例，如果靠软件解决， 肯定面临组合爆炸问题因而只有在元逻辑、元算法、及元数据 结构统一的基础上，给出非图灵计算模型才是解决问题的根本出 路而“准全息元数学模型”则是目前唯一有效、且能工程实现 的非图灵计算模型只有在此模型的基础上，才能从根本上解决 分段编码及处理，及硬件本身的计算性能低下的问题我们认为：人脑处理信息与接受及表达信息意义分属两个功 能层次，一是状态的组合与分解层——包括子系统功能的整合功 能；二是与环境的交互作用层——包括内外状态的编译码转换功 能在两个功能层次中，信息的传递与转换都是实时性的表达 具体的符号意义，要靠子系统功能，如子系统功能不存在，光用 符号表现不出具体的行为及具体行为意义尤其是一个复杂的行 为序列，还不能用单一的子系统功能体现，而是必须要有多种子 系统功能通过功能互补作用体现，如各种感官通过互补定义感知 同一个对象，各种效应器官通过互补定义表达同一个问题。

一个 复杂的概念亦需多种定义方式的互补作用，才能有效地表达及交 流如一个感知对象最起码要有图像、语言及文字三种定义，且 定义之间一定要有一种内在的元逻辑关系，且以交互作用、互相 触发的动力学元结构为基础互相检索这种元结构集运算、存储、 交换与控制功能于一体，在感知信息的同时能够记忆、传递、处 理及表达，在表达的同时亦能记忆、传递、处理及感知，且各种 感知与效应器官之间能够并行交互作用符号虽能记忆、传递、 处理，并代表特定的意义，但特定的意义只能通过具体子系统功 能来体现及定义，通过不同的编译码方式相互区分而在图灵计 算模式中，处理与感知及表达过程是分离的，处理过程的本质又 是串。