神经系统仿生型审计云模式初探
李瑞 班俊峰（审计署京津冀办）
摘要：鉴于云计算强大的资源整合能力，云计算在审计中的灵活应用，无疑将为审计系统带来一次更为深刻的信息化变革，那么在审计业务中如何最大限度的发挥云计算的优势，并有效规避云计算的缺陷，是其应用于国家审计的第一步。本文基于云计算和审计业务各自的特点，借鉴了人体神经系统的仿生学原理，提出神经系统仿生型审计云这一崭新的云计算应用模式，并初步探讨了该模式的基本理念和整体架构，进而分析了该种模式的优势与所需要解决的问题。
关键词：云计算 神经系统仿生 审计云
随着网络传输能力的增强以及数据处理能力需求的提升，云计算在近年越来越多的引起各方面的重视，从物联网到云计算再到智慧城市，云计算这种资源整合及共享的基本理念，以各种不同的面目出现并持续占据着信息化的前沿阵地。
目前，对于云计算的认识在不断的发展变化，云计算仍没有普遍一致的定义。中国网格计算、云计算专家刘鹏给出如下定义：“云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务”。狭义的云计算指的是厂商通过分布式计算和虚拟化技术搭建数据中心或超级计算机，以免费或按需租用方式向技术开发者或者企业客户提供数据存储、分析以及科学计算等服务。广义的云计算指厂商通过建立网络服务器集群，向各种不同类型客户提供在线软件服务、硬件租借、数据存储、计算分析等不同类型的服务。
本文基于云计算的技术基础，提出审计系统专用私有云——“审计云”的概念。审计云依照仿生学原理，仿照人体神经系统结构，构成国家治理的神经系统，实现审计系统内部从计算能力、数据、软件服务等方面的高度共享。
一、审计云仿生人体神经系统结构概述
神经系统（nervous system）是机体内起主导作用的系统。分为中枢神经系统和周围神经系统两大部分。中枢部分包括脑和脊髓，分别位于颅腔和椎管内，两者在结构和功能上紧密联系，组成中枢神经系统。外周部分包括12对脑神经和31对脊神经，它们组成外周神经系统。外周神经分布于全身，把脑和脊髓与全身其他器官联系起来，使中枢神经系统既能感受内外环境的变化（通过传入神经传输感觉信息）。又能调节体内各种功能（通过传出神经传达调节指令），以保证人体的完整统一及其对环境的适应。神经系统的基本结构和功能单位是神经元（神经细胞），而神经元的活动和信息在神经系统中的传输则表现为一定的生物电变化及其传播。例如，外周神经中的传入神经纤维把感觉信息传入中枢，传出神经纤维把中枢发出的指令信息传给效应器，都是以神经冲动的形式传送的，而神经冲动就是一种称为动作电位的生物电变化，是神经兴奋的标志。
与人体神经系统相对应，审计云分为中枢审计云系统和周围审计云系统，中枢部分包括脑（设置在审计署计算机中心的大型云计算中心）和脊髓（设置在18个特派办与25派出局的云计算分中心），组成审计云的中枢神经系统。外围部分包括各省、自治区、直辖市和计划单列市、新疆生产建设兵团审计厅（局）所设置的云计算分中心，这些分中心，每一个均可作为本省级单位的审计云中枢神经系统，同时集体构成全国审计云的外围部分。在省级单位下层，仿照审计云的整体组织架构向下部署云计算中心或者终端站点，从而将审计云在全国铺开。
二、各层次云计算中心内部组成
麻雀虽小五脏俱全，各层次云计算中心的内部组成结构相仿，自上而下在功能上不减少，依据在审计云中的地位重要性配备不同性能以及规模的设备。
所有云计算中心中的设备需遵守以下三个基本原则：
一是即插即用原则。在审计云设计层面，确定审计云中添加新的设备时，可依据既定原则，在安装并连接入审计云之后，可自动为审计云提供其计算能力及存储能力，并按照用户安全机制享有审计云提供的服务与资源。
二是即拔即废原则。同样在审计云设计层面，确定审计云某个设备与审计云失去连接时，能够自动由其他服务器接收该设备所提供的资源，从安全机制上确保任意设备由于自然灾害或人为原因脱离审计云不对总体产生影响。
三是对用户透明原则。审计云作为国家审计系统的私有云，遵循云计算的基本原则，当用户按照安全机制在自己的权限内访问审计云提供的数据、计算能力以及使用某种服务时，并不知道这些云提供的内容具体是由哪些服务器提供的。
各层次云计算中心，主要组成包括以下四部分：
服务器集群：连接审计云并提供相应的存储能力与计算能力，成为审计云的组成部分，并对本地提供云的使用接口，使本地用户可以按照既定访问权限使用审计云提供的服务与资源。
数据存储中心：在数据进入审计云之前，在本地进行数据的整理与上传。
数据分析中心：对本地存储中心和从审计云中获取的数据，进行分析，并可将分析结果上传到服务器集群，进而进入审计云。
若干终端：本地用户，可以通过终端，按照既定用户安全机制访问审计云。
三、审计云关键技术
云计算平台的实施基础是更高层次的虚拟化技术，它完成了系统架构从组件走向层级然后走向资源池的过程。它将IT系统的不同层面——硬件、软件、数据、网络、存储等一一隔开，打破物理设备障碍，达到集中管理、动态调配和按需使用的目的，从而提高了系统整体的弹性和灵活性，降低了管理成本和风险，改进了应用服务的可用性和可靠性。
审计云的实现过程包括关键技术如下：
一是跨平台的互操作性。云计算平台的跨平台互操作技术将帮助用户和应用通过一个共同的虚拟逻辑层接入系统，发现、使用并管理所有的系统虚拟和物理计算资源，减少因支持多种类型软硬件平台而导致的系统管理复杂度和不稳定性。
二是高效、可靠的数据传输交换。一个结合多种传输协议优势的高效、可靠的数据传输交换系统可以有效地控制分布在网络上的众多组件之间的数据流向，在网络不稳定的情况下保证数据通道的畅通性、信息交换的可靠性和安全性，从而成为维持云计算平台稳定正常运行的关键。
三是高效的分布式事件和事务处理。高效的分布式事件和事务处理机制可以在异构多环境的网络世界中保证单个节点的不同进程间及不同节点间的协同工作，从而把各地分散的计算资源用结构化的方式整合在一起，从一个无序体系中构建出高可靠、高性能的具有强大处理能力的云计算平台。
四是动态负载均衡和群组管理调配。整合了动态负载均衡和群组管理调配机制的云计算平台能够实时地监测全系统各个节点的运行状态，收集包括故障、失效、加入、过载等重要信息，并基于这些信息，结合相应的既定策略动态地调整和均衡全系统范围内不同资源的负荷，从而很好地解决大规模系统的合理使用和有效管理问题。
五是智能化的服务总线。智能化的服务总线可以在云计算平台中通过定义良好的接口和契约将系统的应用和资源联系起来，然后根据需求进行分布式部署、组合和使用，使得这些应用和资源转变为可共享的标准服务，并实现服务的“即插即用”。
六是工作流引擎。云计算平台的工作流引擎让使用者只需通过简单强大的编程框架提交需要完成的计算任务以及相关的数据，系统就可以自动安排和处理包括数据的分割、中间数据的传输分布、多机环境下的程序执行和调度以及输出数据的聚合等其他复杂工作，让用户像使用单机一样使用计算机集群来解决复杂的IT问题，轻松高效地完成工作。
四、审计云应用的效果分析
审计云使用了现有计算机前沿技术——云计算，并依照仿生学原理，借鉴了人体神经系统的工作机制，建成之后将大幅度的提高审计系统的工作能力与工作效率，并能大幅削减审计署的出差量，从而大幅减少审计工作的差旅费用。
首先，审计云的建成能在现有计算机技术的基础上，最大限度的在全国范围内共享数据，现场获取数据的人员，可以将取得的数据到就近的审计云计算中心，将数据上传到审计云，从而各级审计单位，可以集中优秀的分析人员进行从全国各地获取到的数据。这样既可以减少审计工作出差的人数与时间，同时能够集中更多优秀的审计人员共同分析审计数据，从而大幅度的提高审计的工作效率。
其次，审计云使得各个审计机关可以共享历年来的审计数据，对于某些热点的审计问题，不同的审计机关可以共享审计数据与审计成果，从而提高审计工作效率，并能够从各个方面把握被审计机关的财务状况以及经济行为，进而提高审计工作的深度。同样由于大规模的审计信息共享，审计署可以借助审计云提供的强大的计算能力，对于某个行业的全部数据，使用计算机进行全面的分析，从而更容易得出宏观层面的审计结果。进而可以借助于审计云的计算能力以及超大规模的存储数据，对全国的经济形势进行多维、有效的分析，从而把握全国宏观经济走向并预测经济形势。
最后，审计云在全国各个行业的覆盖，将使经济数据能够在最快的时间内被整理分析，从而提供更加及时的信息，真正起到审计云作为国家治理的神经系统的及时性作用。
五、审计云实现面临的主要问题
作为一种政府私有云，审计云有着所有云计算平台共同具备的缺点，同时由于审计系统的特点，也有着独特的问题，审计云实际面临的主要问题如下：
一是数据隐私问题。如何保证存放在云服务提供商的数据隐私，不被非法利用，不仅需要技术的改进，也需要法律的进一步完善。
二是数据安全性。有些数据涉及国家秘密或者商业秘密，数据的安全性关系到企业的生存、发展甚至国家安全。审计云数据的安全性问题解决不了会直接影响审计云的应用。
三是用户使用习惯。如何改变用户的使用习惯，使用户适应网络化的软硬件应用是长期而艰巨的挑战。
四是网络传输问题。云计算服务依赖网络，目前网速低且不稳定，使云应用的性能不高。云计算的普及依赖网络技术的发展。审计云依照当前的审计系统信息化的实际情况，应该在专网内完成审计云的构建，但审计专网的网络传输与负载能力仍不能达到实现云计算的要求，因而实现审计云必然对审计专网进行升级。
六、结论
本文提出了神经系统仿生型审计云的概念，并从技术层面以及实际操作层面论证了审计云的可实现性和对于国家综合治理的重要作用，作为国家治理的重要组成部分，审计系统借助与前沿的计算机技术不仅是需要的更是必要的，审计系统能力的增强必将进一步推进国家治理的前进。无论是从审计云堪比国家治理的神经系统的重要性还是计算机进步推动的必然性层面，审计云的时代必将在不久的将来到来。（李瑞 班俊峰）
参考文献
1.马化腾-中国的云计算发展面临三大挑战，腾讯首席执行官马化腾在第四届中美互联网论坛的发言，2010年11月8日
2.云计算白皮书，中国电子学会 云计算专家委员会，2010年4月21日
3.互联网云计算与P2P技术研究报告，中国通信标准化协会，2009年 9 月
4.云计算安全研究，软件学报，冯登国、张敏、张妍、徐震，2010年11月
5.云计算及其关键技术，高性能计算发展与应用，邓倩妮、陈全，2009年第一期
关键词：云计算 神经系统仿生 审计云
随着网络传输能力的增强以及数据处理能力需求的提升，云计算在近年越来越多的引起各方面的重视，从物联网到云计算再到智慧城市，云计算这种资源整合及共享的基本理念，以各种不同的面目出现并持续占据着信息化的前沿阵地。
目前，对于云计算的认识在不断的发展变化，云计算仍没有普遍一致的定义。中国网格计算、云计算专家刘鹏给出如下定义：“云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务”。狭义的云计算指的是厂商通过分布式计算和虚拟化技术搭建数据中心或超级计算机，以免费或按需租用方式向技术开发者或者企业客户提供数据存储、分析以及科学计算等服务。广义的云计算指厂商通过建立网络服务器集群，向各种不同类型客户提供在线软件服务、硬件租借、数据存储、计算分析等不同类型的服务。
本文基于云计算的技术基础，提出审计系统专用私有云——“审计云”的概念。审计云依照仿生学原理，仿照人体神经系统结构，构成国家治理的神经系统，实现审计系统内部从计算能力、数据、软件服务等方面的高度共享。
一、审计云仿生人体神经系统结构概述
神经系统（nervous system）是机体内起主导作用的系统。分为中枢神经系统和周围神经系统两大部分。中枢部分包括脑和脊髓，分别位于颅腔和椎管内，两者在结构和功能上紧密联系，组成中枢神经系统。外周部分包括12对脑神经和31对脊神经，它们组成外周神经系统。外周神经分布于全身，把脑和脊髓与全身其他器官联系起来，使中枢神经系统既能感受内外环境的变化（通过传入神经传输感觉信息）。又能调节体内各种功能（通过传出神经传达调节指令），以保证人体的完整统一及其对环境的适应。神经系统的基本结构和功能单位是神经元（神经细胞），而神经元的活动和信息在神经系统中的传输则表现为一定的生物电变化及其传播。例如，外周神经中的传入神经纤维把感觉信息传入中枢，传出神经纤维把中枢发出的指令信息传给效应器，都是以神经冲动的形式传送的，而神经冲动就是一种称为动作电位的生物电变化，是神经兴奋的标志。
与人体神经系统相对应，审计云分为中枢审计云系统和周围审计云系统，中枢部分包括脑（设置在审计署计算机中心的大型云计算中心）和脊髓（设置在18个特派办与25派出局的云计算分中心），组成审计云的中枢神经系统。外围部分包括各省、自治区、直辖市和计划单列市、新疆生产建设兵团审计厅（局）所设置的云计算分中心，这些分中心，每一个均可作为本省级单位的审计云中枢神经系统，同时集体构成全国审计云的外围部分。在省级单位下层，仿照审计云的整体组织架构向下部署云计算中心或者终端站点，从而将审计云在全国铺开。
二、各层次云计算中心内部组成
麻雀虽小五脏俱全，各层次云计算中心的内部组成结构相仿，自上而下在功能上不减少，依据在审计云中的地位重要性配备不同性能以及规模的设备。
所有云计算中心中的设备需遵守以下三个基本原则：
一是即插即用原则。在审计云设计层面，确定审计云中添加新的设备时，可依据既定原则，在安装并连接入审计云之后，可自动为审计云提供其计算能力及存储能力，并按照用户安全机制享有审计云提供的服务与资源。
二是即拔即废原则。同样在审计云设计层面，确定审计云某个设备与审计云失去连接时，能够自动由其他服务器接收该设备所提供的资源，从安全机制上确保任意设备由于自然灾害或人为原因脱离审计云不对总体产生影响。
三是对用户透明原则。审计云作为国家审计系统的私有云，遵循云计算的基本原则，当用户按照安全机制在自己的权限内访问审计云提供的数据、计算能力以及使用某种服务时，并不知道这些云提供的内容具体是由哪些服务器提供的。
各层次云计算中心，主要组成包括以下四部分：
服务器集群：连接审计云并提供相应的存储能力与计算能力，成为审计云的组成部分，并对本地提供云的使用接口，使本地用户可以按照既定访问权限使用审计云提供的服务与资源。
数据存储中心：在数据进入审计云之前，在本地进行数据的整理与上传。
数据分析中心：对本地存储中心和从审计云中获取的数据，进行分析，并可将分析结果上传到服务器集群，进而进入审计云。
若干终端：本地用户，可以通过终端，按照既定用户安全机制访问审计云。
三、审计云关键技术
云计算平台的实施基础是更高层次的虚拟化技术，它完成了系统架构从组件走向层级然后走向资源池的过程。它将IT系统的不同层面——硬件、软件、数据、网络、存储等一一隔开，打破物理设备障碍，达到集中管理、动态调配和按需使用的目的，从而提高了系统整体的弹性和灵活性，降低了管理成本和风险，改进了应用服务的可用性和可靠性。
审计云的实现过程包括关键技术如下：
一是跨平台的互操作性。云计算平台的跨平台互操作技术将帮助用户和应用通过一个共同的虚拟逻辑层接入系统，发现、使用并管理所有的系统虚拟和物理计算资源，减少因支持多种类型软硬件平台而导致的系统管理复杂度和不稳定性。
二是高效、可靠的数据传输交换。一个结合多种传输协议优势的高效、可靠的数据传输交换系统可以有效地控制分布在网络上的众多组件之间的数据流向，在网络不稳定的情况下保证数据通道的畅通性、信息交换的可靠性和安全性，从而成为维持云计算平台稳定正常运行的关键。
三是高效的分布式事件和事务处理。高效的分布式事件和事务处理机制可以在异构多环境的网络世界中保证单个节点的不同进程间及不同节点间的协同工作，从而把各地分散的计算资源用结构化的方式整合在一起，从一个无序体系中构建出高可靠、高性能的具有强大处理能力的云计算平台。
四是动态负载均衡和群组管理调配。整合了动态负载均衡和群组管理调配机制的云计算平台能够实时地监测全系统各个节点的运行状态，收集包括故障、失效、加入、过载等重要信息，并基于这些信息，结合相应的既定策略动态地调整和均衡全系统范围内不同资源的负荷，从而很好地解决大规模系统的合理使用和有效管理问题。
五是智能化的服务总线。智能化的服务总线可以在云计算平台中通过定义良好的接口和契约将系统的应用和资源联系起来，然后根据需求进行分布式部署、组合和使用，使得这些应用和资源转变为可共享的标准服务，并实现服务的“即插即用”。
六是工作流引擎。云计算平台的工作流引擎让使用者只需通过简单强大的编程框架提交需要完成的计算任务以及相关的数据，系统就可以自动安排和处理包括数据的分割、中间数据的传输分布、多机环境下的程序执行和调度以及输出数据的聚合等其他复杂工作，让用户像使用单机一样使用计算机集群来解决复杂的IT问题，轻松高效地完成工作。
四、审计云应用的效果分析
审计云使用了现有计算机前沿技术——云计算，并依照仿生学原理，借鉴了人体神经系统的工作机制，建成之后将大幅度的提高审计系统的工作能力与工作效率，并能大幅削减审计署的出差量，从而大幅减少审计工作的差旅费用。
首先，审计云的建成能在现有计算机技术的基础上，最大限度的在全国范围内共享数据，现场获取数据的人员，可以将取得的数据到就近的审计云计算中心，将数据上传到审计云，从而各级审计单位，可以集中优秀的分析人员进行从全国各地获取到的数据。这样既可以减少审计工作出差的人数与时间，同时能够集中更多优秀的审计人员共同分析审计数据，从而大幅度的提高审计的工作效率。
其次，审计云使得各个审计机关可以共享历年来的审计数据，对于某些热点的审计问题，不同的审计机关可以共享审计数据与审计成果，从而提高审计工作效率，并能够从各个方面把握被审计机关的财务状况以及经济行为，进而提高审计工作的深度。同样由于大规模的审计信息共享，审计署可以借助审计云提供的强大的计算能力，对于某个行业的全部数据，使用计算机进行全面的分析，从而更容易得出宏观层面的审计结果。进而可以借助于审计云的计算能力以及超大规模的存储数据，对全国的经济形势进行多维、有效的分析，从而把握全国宏观经济走向并预测经济形势。
最后，审计云在全国各个行业的覆盖，将使经济数据能够在最快的时间内被整理分析，从而提供更加及时的信息，真正起到审计云作为国家治理的神经系统的及时性作用。
五、审计云实现面临的主要问题
作为一种政府私有云，审计云有着所有云计算平台共同具备的缺点，同时由于审计系统的特点，也有着独特的问题，审计云实际面临的主要问题如下：
一是数据隐私问题。如何保证存放在云服务提供商的数据隐私，不被非法利用，不仅需要技术的改进，也需要法律的进一步完善。
二是数据安全性。有些数据涉及国家秘密或者商业秘密，数据的安全性关系到企业的生存、发展甚至国家安全。审计云数据的安全性问题解决不了会直接影响审计云的应用。
三是用户使用习惯。如何改变用户的使用习惯，使用户适应网络化的软硬件应用是长期而艰巨的挑战。
四是网络传输问题。云计算服务依赖网络，目前网速低且不稳定，使云应用的性能不高。云计算的普及依赖网络技术的发展。审计云依照当前的审计系统信息化的实际情况，应该在专网内完成审计云的构建，但审计专网的网络传输与负载能力仍不能达到实现云计算的要求，因而实现审计云必然对审计专网进行升级。
六、结论
本文提出了神经系统仿生型审计云的概念，并从技术层面以及实际操作层面论证了审计云的可实现性和对于国家综合治理的重要作用，作为国家治理的重要组成部分，审计系统借助与前沿的计算机技术不仅是需要的更是必要的，审计系统能力的增强必将进一步推进国家治理的前进。无论是从审计云堪比国家治理的神经系统的重要性还是计算机进步推动的必然性层面，审计云的时代必将在不久的将来到来。（李瑞 班俊峰）
参考文献
1.马化腾-中国的云计算发展面临三大挑战，腾讯首席执行官马化腾在第四届中美互联网论坛的发言，2010年11月8日
2.云计算白皮书，中国电子学会 云计算专家委员会，2010年4月21日
3.互联网云计算与P2P技术研究报告，中国通信标准化协会，2009年 9 月
4.云计算安全研究，软件学报，冯登国、张敏、张妍、徐震，2010年11月
5.云计算及其关键技术，高性能计算发展与应用，邓倩妮、陈全，2009年第一期
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