[发明专利]基于神经网络的云端服务器结构

说明书

技术领域

本发明涉及云储存和云计算，特别是一种基于神经网络的云端服务器结构。

当前各类通用和专用网站大都以数据库为基础，技术大同小异，应用开发流于快餐模式。云计算带来了IT基础创新的机会，建立新的理论体系。根据本发明，云计算创新的突破口在于“解构传统数据库”，取而代之的是跨平台数据结构，按内容分类的信息库、文件库和媒体库。本发明建立信息中枢，同时覆盖当前数据库、数据仓库和数据挖掘的全部内容。事实上，就是创立云储存体系。

另一方面，神经网络信息中枢彻底打破传统套路，废弃了业界推崇的多核CPU和服务器，操作系统，集群软件和虚拟软件，各类中间件和数据库软件，实际上，从总体上废弃了当前的个人电脑模式。取而代之的是多项基础理论和技术创新，包括：本能神经网络、信息压缩和代码字典、神经元传导协议、本质安全体系、极多线程状态机、信息处理流水线和异构算法引擎等。事实上，就是落实到“创立非诺计算体系”。

背景技术

事实上，计算机发展初期，储存器和中央处理器(CPU)曾经是一体，其中，储存内容分为计算程序和用户数据。当时，运算力是瓶颈，储存器是CPU的外围设备。后来，由于多媒体内容快速发展，相比之下，计算程序增加缓慢，用户数据趋向于独立的储存器。今天，储存器速度和容量已经成为计算机体系的发展瓶颈，因此，运算围绕着储存而设计。储存领域的研究显示，未来储存载体的发展趋势是：磁性硬盘扩容、电子硬盘降价、光学硬盘成熟。在可预见的将来(10年以上)，大规模网络储存的载体还是以传统磁盘为主。

针对本发明的两大议题：云储存和云计算，分别基于以下背景：

面对云计算时代的巨大储存需求，30年前定下僵化的基础储存架构，包括当前流行的SAN和NAS系统，已经不堪今天多媒体内容的重任。因此，有必要重建新一代的跨越软硬件平台和不同储存介质的数据结构，以及基于软件硬化的高性能磁盘阵列操作系统，解除储存器对计算机的依赖。全面覆盖云计算中级和高级阶段的储存需求，奠定坚实的云计算储存基础。

另外，面对云时代的新需求，如果沿着诺依曼的计算机体系，同时迫使计算机适应人的沟通习惯，必然导致越来越复杂的硬件和软件。其中，复杂硬件主要表现为超级数据中心，其实只是同类服务器简单堆积。然而，数据中心占地面积从足球场扩大到飞机场还有很大的上升空间。但是，复杂软件必然引发软件危机，良好编程和严格管理能够改善，不过上升空间极为狭窄。为什么？软件是人脑的产品，软件危机的本质是挑战人类思维极限，实际上是挑战自然规律。问题是，我们的目标不是设计最复杂的软件，陷入毫无意义的竞技游戏。我们的使命是面向无限扩展的应用领域，探索算法，解决实际问题。

关于云计算、数据中心和神经网络技术，广泛地见诸于各类文献。其中，针对3个专题，分别有3本代表性的著作：

刘鹏主编《云计算》，电子工业出版社，2010年。书中详细描述了当前3家大公司和开源的云计算技术。

陈文伟《数据仓库与数据挖掘教程》，清华大学出版社，2006年。这是一本高等院校信息管理研究生教材，介绍传统数据库之后的技术发展方向。

叶世伟和史忠植译《神经网络原理》，机械工业出版社，2004年。这是关于神经网络的经典著作。

从上述3本著作的参考资料列表中，还可以找到更多相关内容。

但是，本发明不同于上述3本著作所论述的理论和技术。本发明所依据的基础理论，来自于本发明人的另一项专利：

高汉中，中国专利《基于神经网络的云端智能机系统》，申请号：201110403992.9，申请日：2011-12-07。该项发明旨在解决新一代云端计算的理论基础和技术路线，预期的主要性能千倍于现有的高等级服务器和数据库软件。本发明就是在该项发明基础上的进一步提出更详尽的技术方案。

发明内容

本发明创立了计算机领域关于云端储存和云端计算两个独立体系。

1、创建云端储存体系：数据结构和硬盘操作

基于神经网络的云端储存体系主要包含两项重大创新。

云储存创新之一：解构传统数据库

针对储存内容特征，解构传统数据库，量身定制基于信息库、文件库和媒体库的3种硬盘操作模式，并且，统一到跨平台的数据结构：

所述的信息库：主要面向精简信息(或称裸信息)处理和系统管理内容，包括简单CPU紧密结合SSD(固态硬盘)的结构。在超级大系统中，信息库兼作全系统的中央处理机(极多线程状态机)，统一指挥系统流程和其他神经元。