元宇宙产业委常务副主任委员甘华鸣:狭义元宇宙9大技术:一种基于狭义元宇宙体系结构的观点


元宇宙产业委常务副主任委员甘华鸣:狭义元宇宙9大技术:一种基于狭义元宇宙体系结构的观点


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元宇宙产业委常务副主任委员甘华鸣:狭义元宇宙9大技术:一种基于狭义元宇宙体系结构的观点


1缘起
狭义元宇宙技术有哪些?(或者 , 一些人所说的“元宇宙技术”有哪些?)坊间众说纷纭 , 但几乎都不能令人信服 。
笔者认为 , 狭义元宇宙技术是一个系统 , 任何有意义的对狭义元宇宙技术构成的分析都必须基本经得住下列质疑或考问:
把狭义元宇宙切分为n大技术 , 有根据吗?根据是什么?
为什么是n个 , 而不是n+1个、n-1个或者其他个数?
为什么是这几个 , 而不是别的几个?
切分有遗漏吗?有交叉吗?
切分的层次适当吗?颗粒度适当吗?
归根结底 , 切分具备科学的、逻辑的系统性吗?
为了基本经得住上列质疑或考问 , 本文在全面而扼要地分析狭义元宇宙体系结构的基础上 , 提出狭义元宇宙9大技术 。
2狭义元宇宙体系结构
2.1狭义元宇宙体系结构模型
狭义元宇宙就是互联网(参见本文附录) 。 注意 , 一些人所说的“元宇宙”实际上就是狭义元宇宙(参见本文“4术语说明”) 。
笔者尝试地提出狭义元宇宙体系结构甘氏模型 , 该模型既刻画了狭义元宇宙系统层面的互联网的体系结构 , 又刻画了组分层面的作为互联网端系统的计算机的结构 , 可用图1表示 。



图1狭义元宇宙体系结构甘氏模型图
2.2互联网(因特网)
互联网(Internet , 因特网)是全世界亿万台自治的计算机组成的通信、资源共享、合作系统 , 这些计算机用传输介质和交换设备连接起来、由包括TCP/IP协议族在内的网络软件管理和协调 。
互联网的结构见图1上半部 。 互联网的结构通常叫做互联网体系结构(Internet Architecture) 。
互联网由通信网络和端系统/资源系统这两大部分构成 。 通信网络是为端系统/资源系统提供服务的 。
2.2.1通信网络
通信网络(communication network)是用来把全世界亿万台自治的计算机连接起来的传输介质和交换设备的整体 。
通信网络具有一个分为3层的层次结构 。
通信网络的顶部是数量很少的第一层ISP(tier-1 ISP) , 这些ISP是国际化的广域网(wide area network , WAN) 。
第一层ISP之下是数量较多的第二层ISP(tier-2 ISP) , 这些ISP往往是区域性的广域网或者城域网(metropolitan area network , MAN) 。
通信网络的底部是数量极多的第三层ISP(tier-3 ISP , 也称为互联网接入服务提供者(access ISP)) , 这些ISP是局域网(local area network , LAN , 也称为内联网(Intranet)) 。
2.2.2端系统/资源系统
一个端系统(end system , 也叫做主机(host))就是一台接入通信网络的计算机 。 作为端系统的计算机可以是个人计算机、智能手机 , 也可以是超级计算机、服务器、工作站、工业控制计算机、网络计算机 , 还可以是嵌入式计算机 。 (嵌入式计算机嵌入在亿万个各种各样的物理物中 , 例如医疗设备、工业设备、恒温调节器、安全摄像头、智能路灯、GPS 导航系统、车载电子设备、数码相机、电子书阅读器、游戏机、家用电器等 。 )
一台作为端系统的计算机在功能上就是一个可以被其他端系统共享本地资源的资源系统(resources system) 。 计算机的各个组分 , 硬件、软件和数据 , 都是资源 , 都可以被其他端系统共享 。 由此就产生了全网资源系统集合的资源配置问题 。
2.3计算机
计算机(computer , 这里指电子数字计算机(electronic digital computer))是自动执行程序来接收输入数据、处理和存储数据、产生输出数据的电子机器 。 程序是算法的表示 , 数据是信息的表示 , 计算机内部的数据是二进制数据 。
计算机由计算机硬件、计算机软件和计算机数据等三大部分组成 , 是硬件、软件和数据的综合体 。 顺便指出 , 过去的观点是计算机由硬件和软件这两大部分组成 。
软件存储在硬件中(具体地说 , 存储在存储器中) 。 计算机运行时 , 软件指示硬件的每一步动作 。
数据存储在硬件中(具体地说 , 存储在存储器中)中 。 计算机运行时 , 数据在计算机中处理和存储;计算机通信时 , 数据在互联网中传输 。
下面对硬件、软件和数据的介绍 , 是把硬件、软件和数据作为组成一台计算机的组分 , 并且把一台计算机的硬件、软件和数据分别作为系统来讨论的 , 而不是脱离计算机结构来言说的 。

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