本文从计算机本质特征出发，试图采用问答方式，将有关网格技术、虚拟化技术、低成本计算的五个问题明晰化，并指出低成本计算提供了丰富的创新机会。

　　问题1：计算机学科的本质特征是什么?

　　计算机学科整体上讲是一门工程学科，具有工程学科的共性本质：在限制条件下求最优解(国际上的表述有三个关键词：“problem solving”“constraints”、“optimal”)。因此，计算机科学技术这门学科的本质特征可表述为：在限制条件下设计优化的计算机系统和应用。

　　在计算机体系结构领域，这种特征尤其明显。比如，归纳并选择正确的限制一直是计算机体系结构研究的重点内容。有些学者甚至说，一类体系结构就是一组精确定义的限制。

　　这是计算机学科的主线，也是我们培养创新人才的重点。比如，要培养研究生同学的创新能力，重点应该是：1. 归纳和抽象限制条件的能力，2. 解决问题的能力，3. 优化解题方法的能力。目前一些同学的学位论文初稿中，比较普遍地存在这三个方面的问题。文稿往往写得像一篇工作报告，花了大量篇幅讲自己的工作过程，反而没有清楚地陈述论文解决了什么样的科学问题和技术问题，结果如何，评价效果如何。对限制条件往往缺乏明晰的界定，从而模糊了研究问题以及论文结论的适用范围。另一个弱点是解题方法缺乏优化的“道道”、“诀窍”，比较随意(ad hoc)，难以突出论文的创新点。

　　问题2：低成本计算是不是低科技?

　　在设计计算机系统和应用的限制条件中，一般而言，成本都是一个重要的限制。近年来，在探索中国特色信息化的过程中，中科院计算所和国内同行提出了低成本计算(或低成本信息化)的思路。科技部863计划在2006年已经立项支持低成本计算机系统研制工作。计算所提出的“八亿龙网”设想，其目标是在2020年以前，让八亿用户能够直接使用计算机系统和应用，使信息技术惠及社会大众。

　　但是，一些同行和专家提出了一些疑问：低成本是否没有多大科学技术挑战?是否应该由企业去做?摩尔定律是否会自动地降低成本?

　　事实上，降低成本一直是计算机创新的一条主要思路。计算机体系结构领域中，引发产业换代的几个重要创新，如IBM 360、个人计算机(PC)、RISC技术、RAID技术，降低成本是重要的目标和限制条件。

　　今天，盘阵的全球市场已达百亿美元。盘阵的创新技术是RAID，即“低成本磁盘冗余阵列”，其核心思想就是扬弃昂贵的单一大硬盘技术。

　　计算机成本高的一个重要原因是复杂性高。降低CPU的复杂性，尤其是指令系统的庞杂性，就是RISC体系结构的基本思想。这一波的创新归纳了几个重要的体系结构设计的限制，如单拍运算指令、存取指令结构、哈佛结构等，从而用简约化的指令集和指令流水线就能使CPI逼近1，即最优的性能。

　　封闭式结构、紧耦合加上短期市场利益驱动的增量式创新，往往导致人为的异构性，这使得计算机系统不能重用部件和应用，不能方便地利用技术进步和应用进步，是复杂性的一个主要原因。60年代的IBM 360/370系统，采用了“计算机家族”、“计算机体系结构”、“动态寻址”、“虚拟化”几大发明，大大降低了低水平重复的工作量，从而降低了大型机的开发成本与使用成本。这项工作是计算机系统创新史上的一个里程碑。

　　历史上低成本计算的最明显的里程碑大概是个人计算机(PC，也称为微机)的发明。我们今天使用的微机中的核心技术，如交互式计算、图形界面、以太网、鼠标、面向对象程序设计(Smalltalk)等，在1972年的Alto微机中就已经出现了。可惜的是，由于种种原因，Alto微机技术未能立即流行，微机发展的轨迹反而是牛郎星、苹果机和IBM PC。这当中的历史经验教训值得我们仔细分析。

　　今天，我们正在创造面向2006-2020年市场的低成本计算系统。我们的思想不应局限于尼葛莱庞帝的“100美元计算机”概念及其组合低成本部件的思路，我们尤其需要直面技术挑战，探索RISC、RAID、IBM 360、PC这样的颠覆性发明，用创新技术降低成本。

　　未来的低成本系统并不必然是现有系统的一个简化版、廉价版。它们在一些方面(如支持新型使用模式)，甚至会优于今天的“高成本”系统。比如，Alto微机在支持交互式计算、图形界面方面就要远远优于当时的大型机。