周悦芝——清华大学计算机科学与技术系副研究员

专家信息：

周悦芝，男，工学博士，清华大学计算机科学与技术系人机交互与媒体集成研究所副研究员。

教育及工作经历：

1994.09-1998.07 北方工业大学 工学学士学位。

1998.09-2000.07 清华大学计算机科学与技术系 工学硕士学位。

2000.09-2004.01 清华大学计算机科学与技术系 工学博士学位。

2004.03-2007.12 清华大学计算机科学与技术系 助理研究员

2005.01-2005.07 美国卡内基梅隆大学 访问科学家。

2008.01-至今 清华大学计算机科学与技术系 副研究员。 

学术兼职及社会任职：

中国计算机学会: 普适计算专委会委员 (2009-)

Recruiting： 

We are looking for exceptional students interested in systems, networking, embeded, mobile, wireless, and security for their Master or Internship Program. Also, peoples have strong first-hand system building experience (such as OS, distributed, mobile, or embedded software) are wolcome to join our research program as reseacher or technial staff.

You need to be creative, self-motivated, and good team worker and better to have one or more of these experiences:

· C/GCC/C++/C#

· TCP/IP and protocol stack

· File system and distributed file system

· Kernel programming (Linux or Windows), device driver development

· Good in Algorithms design or Mathematics

· FPGA.

· Please feel freely to contact with me if you have any further questions. 

研究方向：

1. 分布式系统/操作系统；

2. 计算机网络/网络计算；

3. 普适计算；

4. 透明计算。

承担科研项目情况：

现主持1项国家自然科学基金和1项国家863项目的研究，作为第二负责人或主要技术骨干参与完成了10余项国家863、973和国内外横向合作等课题的基础研究和应用成果推广工作。

1. Research and Development of networking operating system for supporting public and enterprise services, National 863 program, Grant No.: 2011AA01A203, 2011-2013

2. Transparent computing system for enterprise-scaled applications, National 863 program, Grant No.: 2009AA01Z151, 2009-2010

科研成果：

近年来，一直从事计算机的应用基础研究和成果推广工作，在分布式系统、网络计算（特别是基于普适计算的透明计算系统和终端）方面进行了创新性研究和实现，取得了多项创新性成果。在透明计算方面，进行了长期深入的研究和实现工作，并在透明计算系统的科研成果推广方面取得了显著的社会和经济效益。曾获国家技术发明二等奖1项、省部级奖励4项，在国内外学术期刊和国际会议上发表论文40余篇，出版英文学术专著1部，2007年获得IEEE 先进信息网络与应用（AINA）国际会议最佳论文奖。我作为主要发明人获得国家发明专利6项，美国发明专利1项。

在中国工程院张尧学院士提出的透明计算思想和概念的基础上，为了解决传统计算模式不断升级换代、管理维护操作复杂、成本高、安全性低等问题，我参与了透明计算理论和系统软件的基础研究工作，在支持多操作系统的远程启动方法、系统软件多机共享和隔离机制、多层次多级别用户身份识别及权限控制等方面提出了一系列机制和方法。同时，组织实施了透明计算系统软件的研发，实现了基于透明计算理论的Meta OS平台。还组织研究和实现了基于上述平台、适合我国信息化需求的低成本、高效益、高可管理性和高安全性的透明计算机及系统，并成功实现了产业化。在近十年的透明计算研究和实现的基础上，与张尧学院士一起撰写了透明计算方面的英文学术专著《Transparent Computing: Concepts, Architecture, and Implementation》。该专著全面总结和展示了作者们多年来在透明计算方面的研究成果，2009 年由Cengage Learning出版发行。

透明计算及系统的创新点得到了国内外同行和专家的高度评价，美国卡内基梅隆大学的同行认为它是一个“很有趣的创新，可能对今后分布式系统设计产生重大影响”。基于透明计算的产品和技术曾被成功转让给联想（北京）有限公司等多家国内知名厂商进行产业化生产和销售，在军事、教育、政务、企业等领域的信息化过程中获得大量应用，取得了显著的经济和社会效益。

1. 2009年，茅以升科学技术奖—北京青年科技奖。

2. 2007年，IEEE 先进信息网络与应用（AINA）国际会议最佳论文奖 (第二获奖人)。

3. 2006年，中国专利优秀奖 (第二获奖人) 。

4. 2006年，清华大学科研成果推广应用效益奖一等奖 (第二获奖人)。

5. 2005年， 湖南省科技进步三等奖 (第二获奖人)。

6. 2005年，一种本地无操作系统的网络计算机，第九届中国专利优秀奖。

7. 2004年， 基于索普卡（SOPCA）网络结构的索普卡电脑，国家技术发明奖二等奖 (第二获奖人)

发明专利：

1 利用蜂窝网络中的尾巴时间进行数据传输的方法 张尧学;张迪;周悦芝;刘浩 【中国专利】 2013/5/5 2013/8/28

2 用于云存储网关的数据切分编码和恢复方法 张尧学;胡宏扬;周悦芝;张迪;刘浩 【中国专利】 2013/6/18 2013/9/4

3 基于透明计算的计算设备和方法 张尧学;徐广斌;周悦芝;郭关飞;匡文渊;韦理;杨华杰 【中国专利】 2005/4/6 2005/9/21

4 一种构件的封装和一致性访问的方法 张尧学;方存好;刘博;周悦芝;郭关飞;韦理;徐鹏志 【中国专利】 2004/4/2 2005/1/12

5 基于虚拟网络接口和反向地址转换的网络数据传输方法 张尧学;周悦芝 【中国专利】 2010/11/5 2011/3/16

6 一种操作系统网络安装的方法 张尧学;郑纬民;薛瑞尼;韩文弢;周悦芝;陈文光 【中国专利】 2010/6/21 2010/10/20

7 一种用于网络计算机配置参数的自动分配与获取方法 张尧学;周悦芝;韦理;徐广斌 【中国专利】 2004/11/29 2005/5/11

8 透明计算系统中端设备间数据的传送方法 张尧学;徐广斌;匡文渊;周悦芝 【中国专利】 2006/5/18 2007/2/7

9 一种网络环境下的计算机远程启动方法 张尧学;周悦芝;王勇;彭玉坤;王晓辉 【中国专利】 2001/9/7 2002/2/6

10 一种共享资源访问的调度控制方法及装置 张尧学;彭玉坤;周悦芝;郭关飞 【中国专利】 2004/7/9 2005/4/13

11 一种本地无操作系统的网络计算机 张尧学;周悦芝;彭玉坤 【中国专利】 2003/4/22 2003/10/8  Selected Patents

Selected Patents： 

1. Method and computing system for transparence computing on the computer network, United States Patent No.: US 7,467,293 B2. 

2. Computing Devices and Methods Based on Transparent Computing, Chinese Patent No. ZL200510063064.7 

3. An Auto-Assigning and Fetching Method for Configuration Attributes of Network Computers (Chinese Patent), Patent No.: ZL200410096074.6 

4. Network Computers without Local Operating System, Chinese Patent No. ZL03122022.3  

5. A Remote-Booting Method for Computers in Networking Environment, Chinese Patent No. ZL01142033.2 

在国内外学术期刊和国际会议上发表论文40余篇，出版英文学术专著1部，中文专著1部，译著一部。

出版专著：

1.编著 《Transparent Computing: Concepts, Architecture, and Implementation》Cengage Learning

2. 编著《微型计算机接口技术实验教程》 清华大学出版社 2011

3. 译著《Oracle J2EE应用开发》清华大学出版社 2005

代表性英文论文：

1. Di Zhang, Yaoxue Zhang, Yuezhi Zhou, and Hao Liu. Leveraging the Tail Time for Saving Energy in Cellular Networks, IEEE Transactions on Mobile Computing, 13(7): 1536-1549, July 2014.

2. Hao Liu, Yaoxue Zhang, Yuezhi Zhou, Di Zhang, Xiaoming Fu, K. K. Ramakrishnan. Mining Checkins From Location-sharing Services for Client-independent IP Geolocation. Proc. of the 33rd Annual IEEE International Conference on Computer Communications (INFOCOM’14), Main conference, pp. 619-627, Toronto, Canada, April 27-May 2, 2014.

3. Yuezhi Zhou, Yaoxue Zhang, Hao Liu, Naixue Xiong, Athanasios V. Vasilakos. A Bare-Metal and Asymmetric Partitioning Approach to Client Virtualization, IEEE Transactions on Services Computing, 7(1): 40-53, Jan.-Mar. 2014.

4. Yujian Fang, Yuezhi Zhou, Xiaohong Jiang and Yaoxue Zhang. On Delivery Delay-Constrained Throughput and End-to-end Delay in MANETs, in Proc. of the 16th IEEE International Conference on High Performance Computing and Communications (HPCC 2014), pp. 465-463, Paris, France, Aug. 20-22, 2014. (Best Paper Awards)

5. Hao Liu, Yaoxue Zhang, Yuezhi Zhou, Xiaoming Fu, Laurence T. Yang. Receiving Buffer Adaptation for High-speed Data Transfer, IEEE Transactions on Computers, 62(11): 2278-2291, Nov. 2013.

6. Linkai Weng, Zhiwei Li, Rui Cai, Yaoxue Zhang, Yuezhi Zhou, Laurence T. Yang, Lei Zhang. Query by document via a decomposition-based two-level retrieval approach, in Proceedings of the 34th international ACM SIGIR conference on Research and development in Information (SIGIR'11), pp. 505-514, Beijing, China. July 24-28, 2011.

7.  Yuezhi Zhou and Yaoxue Zhang. Transparent Computing: Concepts, Architecture, and Implementation (first edition). Cengage Learning Asia Ltd., Singapore, 2009.

8. Yaoxue Zhang and Yuezhi Zhou. 4VP+: A Novel Meta OS Approach for Streaming Programs in Ubiquitous Computing, in Proc. of the IEEE 21st International Conference on Advanced Information Networking and Applications (AINA-07), Niagara Falls, Canada, 2007, pp. 394-403, May 21-23. (IEEE Best Paper Awards) 

9. Yuezhi Zhou, Yaoxue Zhang, and Yinglian Xie. Virtual Disk based Centralized Management for Enterprise Networks, in Proc. of the ACM SIGCOMM 2006 Workshop on Internet Network Management, Pisa, Italy, pp. 23-28, September 10-16, 2006.

10. Yaoxue Zhang and Yuezhi Zhou. Transparent Computing: A New Paradigm for Pervasive Computing, in Proc. of the 3rd International Conference on Ubiquitous Intelligence and Computing (UIC-06), Wuhan and Three Gorges, China, LNCS 4159, pp.1-11, September 3-6, 2006.

11. Yuezhi Zhou, Yaoxue Zhang, Jianhua Lu. CDS: A Code Distribution Scheme for Active Network. Computer Communications, 27(3): 315-321, February 2004.

12. Zhou Yuezhi, Zhang Yaoxue, Wang Yong. NCBP: A Customizable Boot Protocol for Network Computing. Journal of Software, 14(3): 538-546, 2003. (In Chinese)

代表性中文论文：

1 信息中心网络发展研究综述 优先出版 吴超; 张尧学; 周悦芝; 傅晓明 计算机学报 2014-07-17 19:00

2 基于社会化标注的用户兴趣挖掘 扈维; 张尧学; 周悦芝 清华大学学报(自然科学版) 2014-04-15

3 TVSDM:一种支持透明计算的虚拟存储设备驱动模型 高原; 张尧学; 周悦芝 清华大学学报(自然科学版) 2013-07-15

4 基于FPGA的计算机系统接口实验平台的设计与研制 周悦芝; 董代洁 实验技术与管理 2013-05-20

5 一种用于透明计算的多媒体I/O访问控制方法 高原; 张尧学; 周悦芝 湖南大学学报(自然科学版) 2013-03-25

6 基于进程代数的服务形式化描述方法 白宇; 张尧学; 周悦芝 清华大学学报(自然科学版) 2012-12-15

7 基于双线性对的无证书两方认证密钥协商协议 杨浩民; 张尧学; 周悦芝 清华大学学报(自然科学版) 2012-09-15

8 基于服务质量信息的服务组装算法 白宇; 张尧学; 周悦芝 计算机工程 2012-08-20

9 云计算环境中P2P计算的优化组织模型 吕骥; 张尧学; 周悦芝 清华大学学报(自然科学版) 2011-11-15

10 一种云计算操作系统TransOS:基于透明计算的设计与实现 张尧学; 周悦芝 电子学报 2011-05-15

11 一种基于用户需求协作修正的构件检索方法 钟鸣; 张尧学; 周悦芝; 田鹏伟; 翁林开 中南大学学报(自然科学版) 2011-02-26

12 基于轻量级虚拟机的透明计算系统 陈成才; 张尧学; 周悦芝; 高原 计算机工程 2010-06-05

13 用于主动服务的服务演化方法及系统实现 田鹏伟; 张尧学; 周悦芝; 钟鸣; 翁林开 清华大学学报(自然科学版) 2010-04-15

14 透明计算系统中缓存性能的仿真分析与验证 韦理; 张尧学; 周悦芝 清华大学学报(自然科学版)网络.预览 2009-10-15

15 一种用于透明计算的数据一致性方法 郭关飞; 周悦芝 清华大学学报(自然科学版)网络.预览 2009-10-15

16 用于透明计算的基于块粒度数据一致性方法 郭关飞; 周悦芝 清华大学学报(自然科学版) 2009-10-15

17 透明计算系统中缓存性能的仿真分析与验证 韦理; 张尧学; 周悦芝 清华大学学报(自然科学版) 2009-10-15

18 从资源共享到服务共享:透明计算的机遇与挑战 张尧学; 周悦芝 中国工程科学 2009-08-15

19 NSAP——支持透明计算的网络存储访问协议 匡文渊; 张尧学; 周悦芝; 徐广斌; 韦理; 高原 清华大学学报(自然科学版) 2009-01-15

20 基于虚拟机的透明计算系统设计及实现 徐广斌; 张尧学; 周悦芝; 韦理; 陈成才 清华大学学报(自然科学版) 2008-10-15

21 NSAP——支持透明计算的网络存储访问协议 匡文渊; 张尧学; 周悦芝; 徐广斌; 韦理; 高原 清华大学学报(自然科学版)网络.预览 2008-10-10

22 透明计算系统端计算机间的数据传送方法 徐广斌; 匡文渊; 周悦芝 计算机工程 2008-09-05

23 基于虚拟机的透明计算设备子系统设计及实现 徐广斌; 韦理; 周悦芝; 陶然 计算机应用研究 2008-08-15

24 基于虚拟机的透明计算系统设计及实现 徐广斌; 张尧学; 周悦芝; 韦理; 陈成才 清华大学学报(自然科学版)网络.预览 2008-07-15

25 用于网络存储系统的存储空间动态分配方法 韦理; 周悦芝; 夏楠 计算机工程 2008-03-05

26 一种基于完整性校验的透明计算启动安全增强方法RBIS 匡文渊; 张尧学; 周悦芝; 杨华杰 小型微型计算机系统 2007-02-28

27 一种基于透明计算的动态负载平衡算法 杨华杰; 张尧学; 周悦芝; 郭关飞 计算机工程 2006-07-05

28 基于Agent实现Web服务的按需计算 杨华杰; 张尧学; 周悦芝; 方存好 计算机工程与应用 2005-07-01

29 可管理多媒体网络计算机(MMNC) 张尧学; 彭玉坤; 周悦芝; 方存好 电子学报 2003-12-30

30 一种用于网络计算的可定制启动协议 周悦芝; 张尧学; 王勇 软件学报 2003-03-23

31 一种基于XML的主动应用程序描述符AADX 周悦芝; 张尧学; 王勇 电子学报 2002-12-30

32 基于Web的分布式信息系统体系结构模型 宋佳兴; 周悦芝; 刘卫东 计算机工程与应用 2001-02-01

33 应用OAS4建立基于WEB的信息发布与查询系统 周悦芝; 王诚; 刘卫东 计算机工程与应用 2000-12-09

Selected Academic Activites： 

Program Committee Member

The 7th ACIS International Conference on Software Engineering Research, Management and Applications (SERA2009)

ChinaCom2009-Frontiers on Communications and Networking Symposium (ChinaCom2009-FCN )

The 4th International Conference on Grid and Pervasive Computing (GPC 09) 

Journal Paper Referee

IEEE Transactions on Wireless Communications

荣誉奖励：

1. 2009年，茅以升科学技术奖—北京青年科技奖。

2. 2007年，IEEE 先进信息网络与应用（AINA）国际会议最佳论文奖 (第二获奖人)。 

3. 2006年，中国专利优秀奖 (第二获奖人) 。 

4. 2006年，清华大学科研成果推广应用效益奖一等奖 (第二获奖人)。 

5. 2005年， 湖南省科技进步三等奖 (第二获奖人)。 

6. 2005年，一种本地无操作系统的网络计算机，第九届中国专利优秀奖。 

7. 2004年， 基于索普卡（SOPCA）网络结构的索普卡电脑，国家技术发明奖二等奖 (第二获奖人) 

Selected Awards：

1. National Award for Natural Science (1st class), 2014

2. Natural Science Award of the Ministry of Education (1st class), 2013

3. Mao Yi-sheng Science and Technology Awards: Beijing Youth Science and Technology Award, 2009

4. IEEE AINA-07 Best Paper Award, 2007

5. National Award for Technological Invention (2nd class), 2004

6. Top Patent Award of China, 2006

7. Outreach Award on Research Applications and Achievements of Tsinghua University (1st class), 2006

8. Hunan Provincial Scientific and Technological Advancement Award (3rd class), 2005

9. Natioal Commercial Scientific and Technological Progress Award (2nd class), 2003

10. Scientific and Technological Progress Award of the Ministry of Education (1st class), 2002

清华荣获国家自然科学奖一等奖 

1月9日上午，2014年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂隆重举行。党和国家领导人习近平、李克强、刘云山、张高丽、刘延东等出席大会并为获奖代表颁奖。国务院总理李克强代表党中央、国务院在大会上讲话。国务院副总理张高丽主持大会。国务院副总理刘延东在会上宣读《国务院关于2014年度国家科学技术奖励的决定》。

清华大学16项优秀科技成果获得2014年度国家科学技术奖励。其中，国家自然科学奖5项，国家技术发明奖3项，国家科学技术进步奖8项。清华作为第一单位或第一完成人所在单位获奖7项。

 

清华大学计算机系张尧学院士带领完成的“网络计算的模式及基础理论研究”项目在国际上率先提出透明计算的新概念，透明计算将与大数据、移动互联网相结合，对国家社会经济发展和网络信息安全提供支撑，推动相关产业升级换代，形成新的学科领域和研究方向。

由清华大学计算机系张尧学院士带领，清华大学计算机系教师周悦芝、林闯、任丰原和中南大学教师王国军共同完成的“网络计算的模式及基础理论研究”项目获得2014年度国家自然科学奖一等奖，是该年度授予的唯一一项国家自然科学奖一等奖项目。这是清华大学时隔27年再次摘得国家自然科学奖一等奖桂冠。

此外，热能系姜培学教授等完成的“多孔介质与微/纳结构中热传递机理研究”项目、物理系段文晖教授等完成的“低维材料中新奇量子现象及其调控的机理研究”项目，以及北京协和医学院—清华大学医学部张学教授等完成的“遗传病致病基因和致病基因组重排的新发现”项目获国家自然科学奖二等奖。电子系罗毅教授等完成的“调控光线行为的三维自由光学曲面构建及其在半导体照明中的应用”项目获国家技术发明奖二等奖。软件学院王建民教授等完成的“复杂装备跨生命周期数据管理平台关键技术”项目和汽车系季学武副教授等完成的“基于路感跟踪的高性能电动助力转向系统关键技术及应用”项目获国家科技进步奖二等奖。

在国家科学技术奖励大会召开前，习近平等党和国家领导人接见了2014年度国家科学技术奖励获奖代表。清华张尧学、姜培学、段文晖、罗毅、王建民、季学武等教师代表清华大学获奖者出席大会，受到党和国家领导人的亲切接见并合影。

截至2014年度，我校累计获国家科学技术奖励487项，其中国家最高科技奖获奖者1人，国家自然科学奖62项，国家技术发明奖139项，国家科学技术进步奖285项。 

来源：清华大学新闻网2015-01-09 

周悦芝：与计算机同行 

云计算是互联网时代信息基础设施的重要形态和信息技术发展的重要模式。在大数据时代，云计算已经渗透到每一个行业，不仅国内外各个IT大佬巨头在部署云计算，很多传统企业也纷纷转型云计算。然而，日前发布的我国首部网络空间安全蓝皮书《中国网络空间安全发展报告(2015)》指出，目前我国云计算和物联网产业还基本处在“讲得多、落实少”的初级阶段。

“现在云计算领域的研究基本都是在做上层应用方面，真正涉及数据中心和计算机底层架构的研究还是非常少。”清华大学计算机科学与技术系副研究员周悦芝介绍。此次他与深圳市腾讯计算机系统有限公司携手合作的项目“云计算关键技术与系统”，便是主要研制以支撑公众与企业服务为主的网络操作系统，为我国公众和企业提供高质量、高可靠、高安全和自主可控的云计算服务。

从“不会开机”起步 

看到如今在计算机领域卓有成就的周悦芝，很难想象他大学初次“触电”计算机时甚至连开机也不会。“很多同学以前在学校就学过或者自己接触过（计算机），而我最开始的时候连开机也不会，当时还是挺郁闷的。”周悦芝淡淡笑着回忆。但在真正接触之后他才发现，学习计算机跟会不会开机并没有多大关系，学习的内容基本都是计算机结构原理之类，编程也没有周悦芝想象中困难。

因为喜欢做新奇的事，不喜欢做重复性的工作，大学填志愿时周悦芝没有听从老师的建议，而是选择了“计算机”这个自己从来没有听说过的专业。事实证明，计算机领域的日新月异、飞速发展并没有让周悦芝失望，反而令他对计算机的兴趣越来越浓。

2000年取得清华大学计算机科学与技术工学硕士后，摆在周悦芝面前的有三条路：出国、工作或读博。因为家庭经济原因，出国不能成行。然而，就这样直接毕业去工作的话，周悦芝又有些许不甘心甚至遗憾。“因为学了这么多年计算机，总感觉对真正的计算机是怎么回事其实还不是很了解，就这样直接工作总感觉有些遗憾，所以我就想继续深造。”

就是因为这份不甘心，最终，周悦芝选择了留在了清华继续读博。2004年，周悦芝取得了清华大学计算机科学与技术工学博士学位。2005年1—7月他又受邀在美国卡内基•梅隆大学任访问科学家。

在周悦芝的眼中，计算机有两个层面：一个是大众眼中作为工具的计算机，一个就是对于他们研究员而言作为研究对象的计算机。而对于计算机的研究，周悦芝又将之分为两种：一种是基于计算机本身，在了解计算机的构造、基本原理等之后，再根据计算机面临的性能需求不断提升计算机的性能；另外一个就是社会上的用户需求，基于大众对计算机应用方面的需求再来对计算机进行研究。

这两种不同的基础或应用研究又带来了成果推广的不同结果。“以应用需求为导向的研究，是比较容易转化成实际应用成果的。”周悦芝介绍，“在计算机领域，从技术研究到成果推广有很大的跳跃性，技术好的不一定能生存下来。还有一方面，产品必须要面对市场，而中国企业的研发能力和市场能力都相对较弱，导致我们的科研成果推广难度更大。”

这些年，周悦芝已主持完成国家自然科学基金项目1项，国家“十五”科技攻关项目1项，国家“863”项目2项，作为主要技术骨干参与完成了多项国家“863”“973”项目以及国内外横向合作项目的研究，取得了多项创新性成果。“这么多年来我也有一个感觉，如果现在我们的研究成果要想推广，就必须做一个完善的产品，可以让企业直接拿来使用或者直接可以卖才行。”周悦芝介绍。

纵观计算机的发展，大概经历了三个阶段。第一个就是大型主机阶段，而第二个就是上世纪80年代以来从大型主机到个人计算机和个人计算机联网的大转变。“现在是第三代计算模式，也有两种看法。一个是计算更加分散，从终端来看，计算机的智能不再局限于传统的计算机本身，它会进行延伸，延伸到各种各样的设备里面。”周悦芝介绍，“还有一种发展趋势就是回归到集中式的计算，典型的就是大家说的云计算。相当于说我们国家或者我们一个城市有一个或者有几个这样的数据中心就够了，大家都用这几个数据中心里所提供的计算资源和存储资源就行了。”

“但是现在数据中心还缺乏一个总体的架构。”周悦芝说，如果把数据中心看成一台计算机的话，那么目前这台计算机的硬件和软件都是基于已有的东西组织而成。从理论上看，这种计算是某种形式上的集群计算，小规模的时候还可以承担，但是随着规模增长，管理和程序编写的复杂程度都会相应提高。如此就会遇到两个层面的问题：一个是对于数据中心的硬件而言，是否一定要按照过去的硬件架构；另外一个就是针对硬件之上的探索——这样的操作系统应该如何来架构，而这也是目前周悦芝正在研究的内容。 

云端之上 

云计算是继大型主机到个人计算机或客户端—服务器转变之后互联网的又一巨大变革。随着其技术的发展及其应用的推广，云计算系统的影响更趋国际化，使得国家信息边界逐渐消失，并正在形成以平台、服务和数据为垄断对象的信息技术产业新格局。

然而，目前无论Google、Amazon公司还是国内有关机构提出的专利都是各家自有的不同技术专利，因此在云计算领域，尤其是在面向云计算的网络操作系统领域，还未形成垄断的云操作系统，业界也没有形成成熟、通用的专利技术或者标准化方案。

关于这点，周悦芝的观点是，要研制一体化的网络操作系统体系结构。该体系结构要按照层栈式结构，划分网络操作系统的不同功能层次，层次清晰，可扩展性强，能够适应未来层出不穷的技术所带来的变化，并具有满足我国用户和数据规模以及应用需求的功能和性能。

在云端时代，还有一个避不过去的敏感课题就是安全。随着对计算机研究的深入，从来没有做过安全方面研究的周悦芝，目前对这一领域的某些问题有了自己独特的看法和做法。“我发现目前的系统安全防护方法，比如恶意软件或者代码检测，都是基于特征码或者行为来识别恶意的软件或者行为，这与人体免疫系统识别和排除异己病毒和细菌等的原理是非常类似的。”周悦芝接着说，“但这是一条没有止境的对抗之路，就像病毒和细菌都会变异一样，计算机的病毒和恶意软件也会不断变化花样。”因此，周悦芝在反思一种新的系统安全路子，不走对抗的老路，不识别和排除“异己”，而只识别和保护“自己”。

当然，说起来容易做起来难。为了识别“自己”，就需要对操作系统的当前运行以及应用的当前运行状况了解得非常清楚。“你要明白在某个时刻，计算机上究竟在跑些什么代码，这些代码是我自己的操作系统代码或者应用程序代码吗，还是我不想跑的非法代码。要做到这一点非常不容易。”据周悦芝介绍，目前的恶意软件能够做到获取系统权限，由于计算机的结构使然，恶意软件本身能够修改其所依赖的操作系统和自己本身的代码或者数据，从而达到规避检测的目的，这使得用常规方法很难发现它们。

经过研究，周悦芝和他的团队发现了一种识别系统运行进程和代码的新方法，这种方法可以有效找出具有隐身功能的进程和代码。“我们目前的方法既不用任何特征码进行识别，也不需要操作系统的任何配合，我们的识别发生在操作系统的运行之外，这样我们跳出了原来的老路子。”目前，他们已经做出了原型系统。“当然，我们还需要做很多工作，才能把这一原理和方法进行完善和实际应用。”周悦芝补充道。

面对飞速发展的计算机技术，周悦芝始终保持着强烈的工作热情以及积极的心态。“如果认为工作枯燥的话你一定工作不好。工作的时候我可以通宵达旦，但是娱乐的话我就做不到。”在方兴未艾的网络计算时代，属于周悦芝的未来也许还有无限可能。

 来源：中国科技奖励 2015年第7期

——记清华大学周悦芝博士

“云计算也好，透明计算也罢，叫什么名字对用户来说并不重要。重要的是，我们一定做出具体的、非常简单的应用，让更多用户可以不必掌握太多专业计算机知识就能轻松、方便地享受到其带来的种种好处。如何尽快让这些新技术落地，给用户带来方便和实惠才更有意义。而技术产业化不可能一蹴而就，需要研究机构、政府和企业等各方力量进行长期摸索。”

——清华大学周悦芝博士

当云计算概念在计算机等应用领域盛行的时候，“透明计算”这一不为人所熟知的概念已经悄然走进我们的生活。为此，笔者走访了清华大学“透明计算”研究领域青年专家周悦芝，从他洋溢着强烈青春自强气息的探求历程里，可以一窥计算机发展的未来。

从农村娃到电脑专家

周悦芝，1975年生于湖南一个小山村，虽出身贫寒，但天资聪颖、喜欢思考的他成绩一直拔尖，由此种下上清华的梦想。不曾想，高考失利，落选清华，阴差阳错进入北方工业大学计算机系，从此踏上了计算机的求索之旅。

山里娃娃上大学不容易，对周悦芝来说，生活上的困难并不可怕，最让他着急的是学习。进入大学以前，他连电脑长什么样都不知道！第一次上机操作，他连怎么开机都不会。周悦芝暗下决心，一定要改变！于是，他开始了常人难以想象的刻苦钻研。那时的电脑还未普及，周悦芝抽出一部分奖学金和同学合买了一台电脑。每到自己的使用时间，周悦芝总是争分夺秒，写作业、编程序、熟悉操作等，从来不做学习以外的事情。所以，他的成绩总是最优秀的。随着学习的日渐深入，周悦芝强烈的求知欲望被进一步激发出来：是什么系统在背后支持着计算机的前台工作？计算机内部的工作模式又是怎样的呢？诸如此类的问题一直在周悦芝脑海中萦绕。要解开这些谜底，唯有继续深造。清华之梦再一次在他胸中燃起。在班主任的支持下，他顶住家庭经济困难的压力，认真复习，终于梦圆清华，师从我国著名的计算机专家、中国工程院张尧学院士。此后从学生到留校成为清华大学计算机科学与技术系副研究员、硕士生导师，在分布式系统、网络计算，尤其是基于普适计算的系统和终端等高端领域的创新征程上，他乐此不疲。

有了清华大学这一平台，在计算机应用研究的海洋里，周悦芝得以尽情发挥所长，收获了累累硕果：多年来，主持、参与完成了多项国家级、国内外合作项目，多项成果得到实际应用，经济社会效益显著；以第二完成人获2004年国家技术发明奖二等奖、第九届中国专利优秀奖等；获得2009年度茅以升科学技术奖—北京青年科技奖。

透明计算产业的发展与未来

说到他所研究的透明计算机及系统，及其发展与未来，周悦芝的眼里总是闪烁着光芒。

据周悦芝介绍，透明计算是指用户在使用计算机系统时，不必感知操作系统、中间件、应用程序等的具体所在，只要根据自己的应用需求，就可以通过网络从所使用的各种终端设备中选择并使用相关计算服务（如计算、看电视、上网和娱乐等）的一种计算模式。

早在2000年，周悦芝所在的团队就提出了透明计算的思想。相关理论得到确立和不断完善后，最先在云计算所描述的范畴里面展开工作。从现在的观点来看，透明计算的思想与云计算的思想不谋而合，在研究与系统架构上最早展现了云计算平台的精髓。

周悦芝从2000年开始跟随张尧学攻读博士。针对传统计算机不断升级换代、管理维护越来越复杂、安全性低、成本高等问题，他们展开了攻坚之战。由于Windows操作系统不开源，因此很难了解其工作原理和机制，为了攻克这一技术难关，周悦芝经过1年多的努力，终于实现了多个操作系统的远程加载，成功研制了索普卡小宝-I计算机和系统。

接下来是漫长的产业路。索普卡电脑第一次转让给有关公司生产后，在小批量实际应用中发现它不稳定，因此当时联想（北京）有限公司对合作和产业化抱迟疑态度。恰逢此时，非典暴发，周悦芝为攻克这一难关仍坚持每天去实验室工作。经过多达50余次的实验，非典结束时，系统也被改进得基本稳定，索普卡电脑得以顺利进入产业化。周悦芝也因此以第二完成人的身份获得了2004年国家技术发明奖二等奖。

目前，周悦芝又在研发一种新型的操作系统——透明计算操作系统，并致力于将这一模式推广应用到台式、平板、手机、数字电视等数字化产品中。

“未来，新型的透明计算操作系统，将以网络为开发平台，前端功能会比较少，可以更好地管理系统中的资源。”周悦芝表示，技术进步促使未来的趋势是应用的简化。

爱因斯坦曾经说过：“如果一个人学会了独立地思考和工作，他必定会找到他自己的道路。”周悦芝就一直在为自己的研究规划作着思考：“譬如，我很想做一件事：当今数字时代，人的一生可能就是伴随数据产生的一生，每天手机短信，上网评论、撰写微博等，在信息空间里面留下印迹。我常常在想，如果我们能够打通电脑、手机、相机等各个设备之间的壁垒，将这些数据都串联、存储起来，在未来的任意时刻，我们可以通过访问去回顾某个时期自己的状态和生存印记，这将是一件多么有趣而美好的事情啊！”

这就是周悦芝，一个为计算机未来应用而时刻思考的青年科研工作者。

来源：科学时报 2011-3-9 A7 人物