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個人電腦， 網電腦與私雲電腦

--資訊科技進化加值應用--

楊秉禾(丁元)

2013

在中國科技大學

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過去30年 資訊科技與產業的重心 --個人電腦系統--

• 從 IBM Personal Computer 演化而來 –1981年。

– 革命性產品: • 標準的微處理器為CPU。

• 第三方的操作系統。

• 開放的介面: Bus ，BIOS。

• 台灣推出相容個人電腦產品 –1983 年。 – 化整為零的產業結構。

– 由Microsoft與Intel兩大公司主導產品演化 – “Wintel”

– 30年的發展，台灣成為全球個人電腦，筆電， 週邊設備，區域網路產品的生產基地。

• 目前，面臨後PC時代來臨的挑戰。

– PC 必須繼續進化適應大環境的變化， 但是能否有自主的進化方向?

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綜論產業科技的兩大發展方向

微細化

複雜化

系統晶片

System-on-Chip

Nano Technology

High Energy Particle

Genetic Technology

Aero-space

Software-based System-of-System

都市規劃設計

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(複雜)系統基本方法

How to Handle Complexity

• 結構(Architecture)設計與演化。

– 例如: 模組如何連接，系統資源如何流通。

• 經濟活動: 人流，物流，金流， 能源流，資訊流。

• 資訊科技: Bus, Network 。城市規劃: 交通系統。

– 例如模組可以個別演化。

• 模組化可重覆使用的模組可以同時進行開發。

• 抽象化模式化可模擬。

• 分類，命名與編號 搜尋。

• 中央控制的體系與生命週期管理(演化週期)。

• 等等…

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自主性高的個人電腦進化方向

• 利用寬頻網路發展的大趨勢。

• 利用個人裝置普及的大趨勢。

• 利用台灣在網路末端的產業優勢。

• 把網路末端設備用區域網路連接起來

• 進一步，能夠從區域網路延伸到寬頻網際網路。

• 所需的科技是什麼?

---以軟體為重心的網路應用(加值)系統科技---

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後PC時代

• 寬頻網路促使雲端服務的興起。

– Yahoo, MSN, SKYPE, Google, FaceBook, etc.

• 個人手持移動通訊，智慧裝置普及化。

– iPod, iPhone, iPad, Android Phone, etc.

– Smart Phone, Tablet Computer.

• 移動數據寬頻網路，成為上網的主要方法。

– 3G, 4G 網路。

– App 市集。

• 資訊科技與產品進入了消費與個人市場。

– 品牌，行銷，價格，產量，成為重要因素。

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IP 網路的影響與趨勢

• IP = Internet Protocol = TCP/IP, etc.

• 包括:

– 有線與無線的區域網路 (局網， 私網， 內網)

– 網際網路 (互聯網， 公網， 外網)

– 無線移動數據網路 (3G, 4G)

• 影響電腦系統架構的趨勢:

– 寬頻化， 軟體與內容，可以經由網路容易“流動” 。

– 寬頻化， 可支應影音串流， 完整的訊息形式，整合匯流 。

– 無線通訊網路的普及化，無遠弗屆，無所不在，服務就在手邊。

– 設備性價比，持續提升，網路服務價格持續滑落。

– 加值應用(軟體與系統整合）比重增加。

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IP 網路的機會

• 進化論：

– 適者生存，而非最強者生存。

– 進化的路徑，常常是最循著最容易的路徑—順勢的路徑。

– 寬頻網路上的應用是資訊科技產業進畫最可能的途徑。

• 用網路整合不同的個人裝置。

• 用網路整合不同的現場設備– 網路末端設備。

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現場網路末端設備

• 訊息的來源: 感測器

– 擷取，數位化，處理，

系統介面

• 訊息的使用: 驅動器

– 接收， 轉化，輸出

• 訊息的形式分類:

– 影音串流

– 檔案

– 事件訊息。

• 來自末端設備訊息的特性:

– 及時與連續的， 一直成為可儲存的檔案為止。

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越來越多設備 (Device)接上網路

• 用戶端設備

• 現場網路末端設備

• 儲存設備

• 其他應用系統 (視同設備)

• 課題:

– 用戶端設備種類增加， 互不相容。

– 現場設備數目與種類增加， 介面各有所異。

– 設備訊息是即時與連續的。

– 更有大量的影音串流。

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個人電腦的進化-->網電腦

• 個人電腦:

– 有限的用戶設備與現場設備接口，如 USB，VGA，LAN Port 尤其是筆電產品。

– 現場設備與電腦的距離有線。

• 網電腦的進化:

– 使用區域網路，為設備連接的主要方法。

– 在現有個人電腦系統上，加上設備聯網平台軟體。

– 設備數目可以很多， 包括用戶的數目。

– 設備安裝的距離可以很遠。

– 可以經由無線連接， 設備位置可能更符合現場需求。

– 保有現有個人電腦的優點。

– 充分應用用戶端設備的優勢。

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網路末端

設備

用戶端

設備

用戶端

設備

網路末端設備: 1. 輸入：對現場環境 設備與活動 進行即時的信息擷取 2.輸入：輸出驅動的信息，以改變

現場的環境與設備狀態

網電腦主機

1. 網路末端設備整合處理

2. 對擷取的信息進行處理，記錄 回放

與分發，必要時 進行分析與判斷。

3. 事件判斷與 啟動與處理應變動作。

4. 事件的通報

5. 管理與資料庫

用戶端

設備

管理用戶 非管理用戶

IP Networks

管理用戶端

應用軟體

用戶端

應用軟體

用戶端

應用軟體

外掛應用

軟體模組

Client – Server – Device 的網電腦 系統架構

網路末端

設備

網路末端

設備

其他網段

設備聯網

平台

(個人)電腦系統

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設備聯網平台

• 系統管理平台。

– 用戶與設備的增加與移除。

– 設備的狀態。

– 用戶的使用權限管理。

• 設備整合平台。

– 不同種類設備的介紹整合。

• 訊息交換平台。

– 即時多工多緒處理。

• 集中訊息儲存與回取。

• 兩大基本功能:

1. 系統的7*24運行。

• System Operation

• 對現場環境， 活動，其他設備的掌握與訊息儲存。

2. 對用戶的隨機服務。

– Client Service

• 應用的領域

– 視末端設備組合而定。

– 視用戶端應用軟體而定。

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Data Flow Model

Data

Source Data Use Data

Store

Data

Return

• Real Time

• Non Real Time (File)

Data :

• A/V Stream

• File

• Event Message

Data &

System

Monitoring

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Data Flow Model

Data

Source Data Use Data

Store

Data

Return

• Real Time

• Non Real Time (File)

Data :

• A/V Stream

• File

• Event Message

Data

Source Data Use Data

Source Data

Source Data

Source Data

Source

Data Use Data Use Data Use

NoD Platform

Data &

System

Monitoring

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網電腦的應用圖示

有線與無線的區域網路

網電腦 • 系統管理平台。 •設備整合平台。 •訊息交換平台。 •集中訊息儲存與回取。

用戶端設備

網路末端設備 網路末端設備

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網電腦的演進方向-->私雲電腦

• 網電腦的應用， 大幅增加收集來自於現場的訊息量。

• 課題:

– 網電腦的應用，仍然局限在現場內。

– 無法從公網進入內網，分享訊息， 掌握網內的狀況。

– 有安全，有系統設計與應用困難的諸多障礙。

• 解決方案之實現:

– 統一的設備的設備登錄與註冊 。

– 設備的升級， 內嵌雲端聯接的軟體。

– 雲端的聯接服務。

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私網與公網的障礙

• 容易出，不容易進。

• 浮動的IP Address。

• 防火牆與安全性。

• 使用的方便性。

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經由雲端的跨網聯接

• 跨越私網與公網的障礙。把各現場之間， 建立安全的聯接網路。

• 把區域網路， 經由網際網路延伸到 “遠端” 。

• 用戶端與用戶端的跨網聯接。

• 用戶端與末端設備的跨網聯接。

• 用戶端與私雲電腦的跨網聯接。

• 末端設備與私雲電腦主機的跨網聯接與互動。

• 未來: 私雲電腦與私雲電腦的跨網聯接與互動。

經由無遠弗屆的網路， 延伸親友之間的關懷與分享

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私雲電腦的應用圖示

有線與無線的區域網路

私雲電腦

有線與無線的區域網路

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繼續的進化：Cloud of Device的概念

• 設備的雲：所有的設備都經過寬頻網路聯接起來。

• 設備的“社交”網路與活動：

– 我的私雲電腦會和你的私雲電腦安排檔案的同步。

– 我的私雲電腦和你的私雲電腦好像再討論一些事情?

• 當硬體越來越進步：100核的CPU。

• 當網路越來越寬：100Gbps

• 當無數的電腦一起工作。

• 人工智慧自己進化。

• Skynet in “Terminator”?

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結論:自主性高的個人電腦進化方向

• 利用寬頻網路發展的大趨勢。

• 利用個人裝置普及的大趨勢。

• 利用台灣在網路末端的產業優勢。

• 把網路末端設備用區域網路連接起來 網電腦

• 進一步，能夠從區域網路延伸到寬頻網際網路 私雲電腦。

----以軟體為重心的網路應用系統科技----

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持續用過去的思維， 就無法解決過去思維所帶來的問題。

(A. Einstein)

系統性的思考方式

頭髮底下的東西比較重要 (from a poster)