CN1302403A - 全球网络计算机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计算机网络,它具有例如个人计算机(1)的计算机和带有由传输装置(4,14)连接(5)的微处理器的网络服务器(2),及其有硬件和其它装置以便产生涉及网络中至少两台计算机的至少一个并行处理操作。本发明也涉及由较小网络组成的大网络,例如因特网(3),其中同时发生涉及多组计算机的多个单独的并行处理操作,及其中可在连至网络的单独的计算机的微处理器之间建立正进行中的处理连接。本发明还涉及商务安排,使网络微处理器用于并行和其它处理等共享之用,其中个人计算机拥有者向网络提供微处理器处理能力以换取对其它计算机的连接,包括对其它微处理器的连接;在拥有者和提供者之间交换的基础是双方同意的任何准则。

Description

全球网络计算机

本发明一般涉及一个或多个计算机网络，该网络具有例如个人计算机那样的计算机或例如优选地由宽带传输装置连接的带微处理器的服务器那样的网络计算机，及具有硬件、软件、固件和其它装置因而发生至少两个并行处理操作，这涉及网络或连在一起的网络之中至少两组计算机，一种超计算形式。本发明更具体地涉及一个或多个包括较小网络和大量相连计算机的大网络，例如因特网，其中同时进行着不止一个单独并行的或大规模并行的涉及不止一种不同组计算机的处理操作。再更具体地说，本发明涉及一个或多个这样的网络，不止一个(或大量的)并行的或大规模并行微处理器处理操作或是单独进行或是相互有关地进行；及其中实际上在连至网络的个别计算机的任何微处理器之间建立正在进行的网络处理连结。

更进一步具体地说，本发明一般涉及一种网络结构或体系结构，它允许共享地使用网络微处理器，供包括大规模并行处理在内的并行处理用，及允许其它共享处理，例如多任务处理，其中个人计算机所有者向一个网络提供微处理器处理能力以优选地用于并行或大规模并行处理或多任务处理，用以换取连至由例如因特网服务提供者(ISP)那样的网络提供者所提供的其它个人和其它计算机的网络连接，包括连至其它微处理器的连接以供并行的或其它处理例如多任务处理之用。在拥有者和提供者之间共享使用的财务基础是各方同意的遵照管理法规、规章或规则的所有项目，包括根据处理能力的净使用或净提供的周期性测量由一方向另一方付费(象一个无管制的电力网)，或最好不要付费而由网络系统(软件，硬件等)提供事实上由用户和提供者两方等同地使用计算资源(由于由任何一方实体操作的任何网络计算机可以潜在地和交替地成为计算资源的用户和提供者(或者在多任务环境下甚至是同时地))，用户潜在地具有改写选择(例如在用户分布或用户信用线的基础上或通过相对的即时支付来执行)。

最后，此发明涉及一个包括硬件和软件的网络系统体系结构，它无偿地向个人计算机或大多数其它计算机的大多数用户提供因特网或其将来的等效或后继网(及大多数其它网)的使用，还向这些用户(及所有其它用户，包括超计算机的用户)提供计算机处理性能，这些性能通过超计算装置每18个月至少增长一倍。由新的超因特网(或简称超网)提供的此超计算性能增长是在例如由摩尔定律所预料的那种增长的所有其它性能增长之外的。

作为背景，过去30年内摩尔定律一直统治着计算机工业，该定律认为计算机芯片电路实际上每年都在缩小，每18个月产生一代新芯片，其晶体管数量加一倍，因此每隔一年半微处理器计算能力就有效地加一倍。

计算机芯片微型化的长期趋向注定会在以后几十年内不衰退地持续下去。例如，十年以前一般使用16千位DRAM内存芯片(存放16,000个数据位)；而1993年出现了1996年的标准16兆位芯片(16,000,000数据位)及工业计划是2008年向市场介绍16千兆位内存芯片(16,000,000,000数据位)及2011年为64千兆位芯片，而在2020年代的中期至末期可望有16兆兆位芯片(16,000,000,000,000数据位)。这是有规律地每十五年增长千倍。硬盘驱动器的速度和容量也以惊人速率在增长，甚至这几年中其速率比半导体微芯片的速率更高。

类似地在微处理器计算速度方面预料不断有大量有规则的改进，或以简单的时钟速度或MIPS(每秒百万条指令)测量，或以每片芯片的晶体管数测量。例如，自从Intel推出它的在现今占主导地位的“Wintel”标准个人计算机中使用的X86微处理器家族后，其性能每隔三年改善四或五倍。1995年推出的最初Intel Pentium Pro微处理器比1979年推出的第一台IBM标准PC微处理器Intel 8088快一千倍。1996年微处理器中的最快者例如Digital Equipment Corp.的Alpha芯片比原始Cray Y-MP超计算机中的处理器还要快，在Nintendo 64视频游戏系统中也如此。

微处理器和软件两者(及固件和其它部件)都自8位和16位系统进展成为32位系统，这在今日已成为标准，有些64位系统例如DECAlpha早已推出并且有更多系统会出现，例如Intel公司要在2000年推出的Merced微处理器，很可能将来要增加至128位。

过去十年内第二个主要发展趋向曾是并行处理的兴起，一个计算机体系结构使用多个CPU微处理器(更经常为大规模并行处理，使用甚至数千台相对简单的微处理器)，它们连接起来成为单个计算机，其新操作系统具有为实现这一方案而作出的改动。超计算领域已由此方案占领，包括使用许多相同的标准个人计算机微处理器的设计方案。

与单个处理器计算所用硬件、固件、软件和其它部件相比较，专用于并行处理的这些部件尚处于相对早期的开发阶段，因此期待在将来的很多进一步的设计和开发，从而通过并行处理更好地最大限度地发挥计算能力。预期在系统硬件、软件和并行处理体系结构中的延续进展是减少多个微处理器对共享公用中央存储器的依赖，因而允许微处理器每台都用它们自己的离散存储器进行独立的操作，犹如现有个人计算机，工作站和大多数其它计算机系统体系结构；对于非约束操作，每个单独微处理器必须能快速地访问足够大的存储器。

现在可买到数个具有多个微处理器的个人计算机型号。看来不可避免地在广泛地定义以包括当今尚未使用的版本的未来个人计算机中也将采用使用多个微处理器的并行计算或者具有非常大量微处理器的大规模并行计算。例如Intel的Merced芯片的未来设计预计将在单片微处理器芯片上实现可观数量的并行处理器。

在微处理器设计本身内还采用一种称为超标量处理的并行处理。例如Intel Pentium的当今这代微处理器在微处理器内部具有多条可处理数据的数据通路，目前典型地为二至三条通路而到1998年在IBM的Power3微处理芯片中会有8条。

第三个主要发展趋向是不断增长的带宽，它是由网络连接的计算机之间通信能力或传输速度(每秒的数据单元数)的一个测量尺度。在此之前，通常用于将包括个人计算机在内的计算机连接起来的局域网和电话线的运行速度远低于个人计算机的处理速度。例如，1997年通常IntelPentium以100MIPS(每秒百万指令数)运行，而目前最常用的连接PC的以太网大约慢100倍，是每秒10兆位(Mbps)，尽管现在某些以太网连接为100Mbps，电话线又慢得多，其最高典型速度在1998年约为56千位(但仅在下载期间)达到。

然而现在可预料情况将急剧变化，由于使用同轴电缆，无线装置和尤其是光纤，以代替老的电话双绞线，可预料带宽或传输速度的扩展将是微处理器速度的增长的5至100倍。电信提供者现正提供带宽为40千兆位和更高的光纤连结。

期望近期内的技术改善能在700条波长流的每条上载运2千兆赫(每秒千兆周波)，加起来在单个纤维丝上超过1400千兆赫。专家们目前估计与同轴电缆或双扭铜线的带宽比较，光纤的带宽只利用了一百万分之一。十年之内可望在一根纤维上载运10,000条波长流，而现在市场上已有一根纤维20-80条波长。并且采用所谓的全向导管的薄反射空心线或管会提供明显的多的更多提高。

其它网络连接发展例如是异步传输模式(ATM)和数字信号处理器，它们的性能/价格比每两年翻十倍，它们也支持带宽的飞速增长。带宽的增长减少了对切换的需求，而当不远的将来出现实用的光学开关时切换速度将大为增加，因而潜在地实质上减小费用。

这种带宽的巨大增长非常突出：技术上已可能把任何计算机事实上接至网络，其带宽等于或超过计算机本身的内部系统总线速度，即使在总线速度本身也显著地增长的情况下也是如此。主要的限制是仍需要建立基本上用光纤或其它宽带宽连接对个人计算机的“最后一英里”的连接的基础设施。计算机系统总线是其内部用于连接其许多或大部分内部部件的内部网络，这些部件例如微处理器，随机存取存储器(RAM)，硬盘驱动器，调制解调器，软盘驱动器和CD-ROM；以前的个人计算机只有约每秒40兆位，但在1995年Intel的Pentium PCI总线上已达到每秒133兆位。IBM1998年的Power3微处理器已具有每秒1.6千兆位的系统总线并且Intel的Pentium PCI总线上现已达每秒千兆位。

尽管在未来能预料到这些巨大的改善，但当前不幸的现实是：通常的个人计算机是如此快速以致当PC在实际中使用时它的微处理器事实上大部分时间内是闲置的，及以致它本身的运行时间只是一小部分，而其余时间PC什么也不做。现实情况是差不多所有PC在它们的绝大部分有用生命周期内事实上闲置不用。现实的估计是其微处理器在99.9％的时间内处于闲置状态(不考虑当前不必要的微处理器忙碌事务，例如执行节省屏幕程序，它已由于在PC工业中成为标准的CRT省电监控技术的出现而过时)。

已知的事实是PC的可靠性现在特别高，所有部件的平均故障时间通常为数十万小时或更长，PC的大量闲置时间代表一个总损失；在已知PC的高投资和运行费用的情况下，经济损失很大。PC的闲置时间并不能将PC保存起来以供未来使用，因为限制当前PC继续使用的主要因素是过时而不是设备在使用中的故障。

此外，愈来愈多的人认为，前面提到的认为电路的经常微型化能每隔18个月将计算能力加一倍的摩尔定律将不再正确。当然，可能早至2004年对于硅基设备摩尔定律就将达到其极限，但目前尚未出现可具有一定合理性和潜力以在那个时候发展到实用水平的新技术，尽管许多新进展具有保持摩尔定律的潜能。

以上总结了三项主要趋向：功能类似超计算机的个人计算机，使用个人计算机微处理器的并行处理的推广(特别是大规模并行处理)，及网络通信带宽的巨大增长，而所有这三项主要趋向的汇合已经有可能一旦在相对近的将来用光纤连接个人计算机的基本基础设施就位下提供令人惊奇的解决方法，以解决个人计算机的特别大量的闲置问题(及摩尔定律有可能失效而产生的问题)并带来很高的潜在经济效益。

解决方法是使用这些最为闲置的PC(或它们的等效或后继者)以建立一个并行或大规模并行处理计算机，后者利用很大的网络例如因特网，或者具体地例如万维网(WWW)或它们的等效或事实上的后继网，例如超因特网(以及包括因特网Ⅱ和下一代因特网，它们现正在发展中并使用宽得多的带宽和将与因特网共存，在它的结构中硬件和软件经常升级并且包括基本上基于全光纤传输的超因特网)，它们具有极宽带宽连接和实际上无限的数据传输速度。因特网的主要特征当然是非常大量的早已连在一起的各种计算机，其将来的潜力是有效的宇宙连接；它是包括各种计算机网络的一个网络，在全世界范围内提供几乎没有限制的接入(费用除外)。网络通信的广泛立即可用的极宽带宽用于以至少相当于个人计算机较快的内部系统总线或者快得多的方式在外部连接个人计算机，以便在数据输入或输出或通过量方面对所连个人计算机不加任何外部处理约束；微处理器本身的速度是系统的唯一处理约束。

这将可能以与更为常规的称为超标量处理的内部并行处理类似的方式实现有效的外部并行处理，包括大规模并行处理。

在一个优选实施例中，万维网(或其等效或后继网)转换为一个巨大的虚拟大规模并行处理计算机或计算机群，其所具有的潜力可通过其建立的超链接以多少类似于神经网络的方式来运行，由于宽带连接中的传输速度非常高，以致两个微处理器之间的任何连接事实上等效于这些微处理器之间的直接的物理上的紧连接。

在将来发展中，数字信号处理器型的微处理器和/或模拟微处理器可能特别有利于用于此方案，或者单独地或者连同常规微处理器和/或本申请中说明的这些新处理器地。带有WWW型超连接及包括数字信号处理器型微处理器(或后继的或等效的)的网络可与常规微处理器(或后继的或等效的)的网络隔离地运行，或在这些不同网络之间具有一条或多条连接，或在这些不同网络之间形成相对完整的集成。在采用非干扰传输连接下，相同网络连接结构之间的同时操作应该是可能的。

这种宽带特别宽的计算机网络能充分地或近似充分地利用网络中的每一个PC。由于在很大范围内现有PC是闲置的，此新系统以最佳性能潜在地使每个PC用户(及任何其他用户)的可用计算机能力增长一千倍；以及在要求下使能力增长至任何所需水平，这主要受成本增长的限制，然而此成本要比任何其它可设想到的计算机网络配置要小得多。此革命性增长超过在以上讨论的计算机/网络工业中早就出现的非常快速但又渐进性的增长。

超因特网的超计算硬件和软件装置所提供的性能增长在标准PC用户的通常并行处理操作中所共享的个人计算机数量加倍的基础上很可能每18个月至少加一倍，例如起先是2台PC，然后约4台，约8台，约16台，约32台，约64台，约128台，约256台及约512台。在大约15年后，预计例如每个标准PC用户将可能使用约1024台个人计算机作并行处理或任何其它共享计算之用，而一般免费地使用因特网或其后继网，例如超因特网。从性能范围的另一端来看，超计算机一般有类似的性能增长，但最后对性能增长的限制主要是将临时网络连接加至可用PC上所需费用，因此存在一定潜力在超计算机性能上有适量飞跃。

上面描述的网络计算机系统由于具有丰富的闲置的连接的微处理器而提供几乎无限制的灵活性。此优点允许“紧密耦合的”计算问题(正常情况下这难于并行地处理)得到解决而不必预先知道(当今在相对的大规模并行处理中是必要的)有多少处理器可供使用及它们和它们的连接特性如何。最小数量的等效处理器(具有等效的其它性能)在例如因特网的大规模网络中容易地就近找到以及在网络中就近从可用的大量PC中加以指派。此外，所用微处理器数量差不多是完全弹性的，决定于问题的复杂性，而只由成本所限制。在计算机并行处理之间广泛地引用宽带宽连接，可在很大程度上解决现有的时间延迟问题。

和本申请相关的已知技术状态概述于：Ian Foster和CarlKesselman编辑的由Morgan Kaufman Publishers,Inc.于1998年7月出版的“The Grid:Bluesprint for a New Computing Infrastructure”中。可在WWW的http://www.mkp.com/grids处得到其它信息。

图1是计算机网络例如因特网的区段的简化图，显示一个测量装置的实施例，它用于测量共享操作期间的计算流，该共享操作例如是普通PC用户与网络提供者之间的并行处理。

图2是计算机网络例如因特网的区段的简化图，显示另一个测量装置的实施例，它用于测量网络资源包括共享处理的流动，此网络资源是提供给普通PC用户和网络提供者的。

图3是计算机网络例如因特网的区段的简化图，显示又一个测量装置的实施例，它在执行之前估计共享处理操作的网络资源的层次和它们的费用，该共享处理操作是由普通PC用户自网络提供者请求的。

图4A-4C是计算机网络例如因特网的区段的简化图，显示选择装置的实施例的步骤序列，该装置用于使PC的共享处理请求与标准预设量的其它PC适配以执行共享操作。

图5是计算机网络例如因特网的区段的简化图，显示控制装置的实施例，它用于使用户闲置不用的PC供网络使用以执行共享处理操作。

图6是计算机网络例如因特网的区段的简化图，显示信号装置的实施例，它用于使用户闲置不用的PC向网络发信号，表示它可用于共享处理操作。

图7是计算机网络例如因特网的区段的简化图，显示接收器和/或查询装置的实施例，它用于使网络接收和/或查询网络内PC的状态，看它是否可用于共享处理。

图8是计算机网络例如因特网的区段的简化图，显示选择和/或应用装置的实施例，它用于在网络中将彼此位置最近的可用PC定位以供共享处理用。

图9是计算机网络例如因特网的区段的简化图，显示系统体系结构的实施例，用于执行一项由PC模仿的请求，请求使用并行处理装置进行搜索，而该并行处理装置利用一定数量的连网PC。

图10A-10I是计算机网络例如因特网的区段的简化图，显示使用防火墙的系统体系结构的实施例，该防火墙用于将网络中可接至网络进行共享处理的PC(包括其规模缩小至微芯片的系统)的部分与只准访问PC用户的部分隔开；还显示另一个选代优选功能，其中网络中每个PC在涉及网络中一个或多个从属PC的共享处理操作中用作或是主要或是从属PC；及显示家用或商用网络系统，其可按内联网配置；此外，示出由具有有限处理能力或无处理能力的控制器(包括遥控)控制的PC和PC微芯片，并且示出其中可由PC用户配置固件50的PC和PC微芯片。

图11是计算机网络例如因特网的区段的简化图，显示系统体系结构的实施例，该体系结构用于通过无线装置将PC簇连接以建立尽可能近的(因此也是最快的)连接。

图12是计算机网络例如因特网的区段的简化图，显示用于通过无线装置将PC连至卫星的系统体系结构的实施例。

图13是计算机网络例如因特网的区段的简化图，显示系统体系结构的实施例，该体系结构将通过无线装置的完全互连性提供给一簇网络中的PC。

图14A是计算机网络如因特网的区段的简化图，显示转发器的实施例，通过它PC可识别网络簇中一个或多个最近的可用PC以便通过无线装置将它(们)指定供共享处理用。图14B显示无线地连接的簇；图14C显示带有转发器及连至因特网的网络有线连接的无线簇；图14D显示带有转发器的网络客户/服务器有线系统。

图15是计算机网络例如因特网的区段的简化图，显示路由装置的实施例，它优选地使用宽带连接装置将PC的共享处理请求在网络内选择路由至网络中另一个具有一台或多台闲置而可用的PC的区域。

图16A-16Z和16AA示出一种用于个人计算机和/或微处理器的基于把并行处理或多任务操作通过一些层向下一直划分到处理层的新型层次网络体系结构。

图17A-17D示出一个其有双重功能的防火墙50，该功能包括保护一个或多个从属个人计算机PC1的或微处理器40的用户(和/或其它共享使用的网络用户不受这些从属处理器的拥有者/操作员的未授权的监视或干预。

图18A-18D示出用于把一个或多个虚拟量子计算机集成到一个或多个数字计算机上的设计。

图19示出专用改装，其允许对空闲的汽车计算机加电并连接到因特网(或其它网络)以用于并行或多任务处理。

图20A和20B示出分立的宽带宽输出，例如出自各个微处理器40或94的光连接型玻璃纤维。

新网络计算机把PC不仅用作网络服务的用户，还用作对网络的计算能力的提供者。根据由PC拥有者(或租用者)提供给网络的经济资源在价值上类似于由提供连接性的网络提供者所提供的资源这一事实，新形式的计算机/网络经济结构允许实现这类网络与个人计算机之间的连接。

在网络提供者如互联网服务提供者(目前经常利用电信网以供连结用)与PC用户之间的现有单向功能关系中，网络提供者向例如因特网的网络提供付费接入(很像有线电视服务)，不像上述功能关系，此新关系意识到PC用户也能向用户的PC提供网络接入以供并行计算用，这具有类似价值。因此PC在多任务模式中，选代地或潜在地甚至实际上是同时地既在网上提供服务又使用服务。

此新网络在操作中的结构关系大致地相似于当今电力公司与连至一个不受管制的公用电力网的小型独立发电机之间所存在的关系，其中根据双方的运行决策，电功率可在电力公司和独立发电机之间任何一个方向内流动及在任何一个具体时间内由一定时间内电力流动的净余方向所决定，每一方相对于另一方可处于或是借方或是贷方位置，并按此结算。在不断解除价格管制的电力工业中，电力(其发生与传输两者)正在跨越贸易界限的竞争性市场上成为可买和卖的商品。在具有为新网络建议的结构关系的情况下，随着时间推移可在新的计算机能力工业中发展并行自由市场结构，而该计算机能力工业在一个类似于开放市场电力网的几乎无缝的从地区扩展到国家(和多国)的网中由以各种方式提供共享处理的个人计算机网所主宰。

在此新网络及其结构关系中将网络提供者或因特网服务提供器(ISP)以可能的最广阔方式定义为一个实体(公司或其它商业机构，政府，不营利机构，合作体，财团，委员会，协会，社团或其它组织或个人)，该实体向个人计算机用户(下面将最广义地加以定义)提供连至任何网络的初始的和后续的连接硬件和/或软件和/或固件和/或其它部件和/或服务，而该网络可以是例如因特网和WWW或因特网Ⅱ或下一代因特网或它们现在或将来的等效网，共存网或后继网，例如包括任何现有类型因特网接入提供者(ISP)的本文中所建议的超因特网，现有类型的ISP包括电信公司，有线电视或广播公司，电力公用事业或其它有关公司，卫星通信公司，或它们现有或将来的等效的、共存的或后继公司。网络提供者的网络中所用连接装置，包括个人计算机或其等效的或后继者之间所用的，最好是极宽带的，包括诸如光连接的电磁连接，例如使用光纤或无线装置，但不排除任何电磁或其它其它装置，其中包括电视同轴电缆和电话扭线对，以及相关连的网关，桥接器，路由器和开关，并带有所有相关连的硬件和/或软件和/或固件和/或其它部件以及它们现有的和将来的等效的或后继部件。由提供者使用的计算机包括任何当前的和将来的计算机，其中包括大型主机，小型机，服务器和个人计算机这些当前的例子及它们的相关连的硬件和/或软件和/或固件和/或其它部件和它们现有的和将来的等效的或后继装置。

在网络提供者之外还存在其它网络控制层用以控制网络结构和功能的任何方面，任何一层可以或可以不控制PC用户和与它们直接交互。例如，至少一层网络控制层例如万维网财团(W3C)或因特网社团(ISOC)或其它特定工业财团建立和保证遵循任何预先规定的连至网络的任何硬件和/或软件和/或固件和/或其它部件的网络标准和/或协议和/或工业标准协定。根据这些财团/社团的一致意见，其它网络控制层可负责网络的管理和操作。这些其它网络控制层可潜在地由任何网络实体构成，包括刚才前面为网络提供者规定的那些。

本文说明的网络的主要规定特性为PC用户和它们的计算机之间的通信连接(包括任何形式的硬件和/或软件和/或固件和/或部件)，包括电磁的(例如光和无线电或微波)和机电的(也不排除生化的或生物的)，与最多可能的用户和他们的计算机连接起来(或直接或间接)是很有益的，例如因特网(和因特网Ⅱ和下一代因特网)和WWW网和等效的和后继网，例如超因特网，此类的网络。这类多层网络很可能与不同技术能力共存，例如因特网和因特网Ⅱ，但对例如电子邮件这样的标准网络功能肯定有层间的互连，因而肯定有层间自由通信。

个人计算机也以最可能广阔的方式定义为例行使用个人计算机的任何个人或其它实体，此个人计算机定义为任何数字的或模拟的或神经的量子的计算机，具体地包括个人使用的基于微处理器的个人计算机，具有一个或多个微处理器(每个包括一个或多个并行处理器)的一般现有形式(硬件和/或软件和/或固件和/或任何其它部件)和它们现有和将来的等效或后继形式，例如应用(或几个应用)专用的计算机、网络计算机、手持个人数字助理、个人通信器例如电话和寻呼机、适用的计算机、数字信号处理器、基于神经的计算机(包括PC)、娱乐设备例如电视机以及关联的有线数字机顶控制盒、录像机、视频游戏机、摄像机、光盘或数字光盘(CD或DVD)放映机/摄制机、无线电和照相机、其它手持电子设备、商用电子设备例如打印机、复印机、传真机、汽车或其它运输设备、机器人及其它现有或后继设备，包括一个或多个微处理器(或功能上或结构上的等效设备)，特别那些个人拥有的(或直接、间接租用的)并直接使用的设备，使用一个或多个微处理器，由无机化合物如硅和/或其它无机或有机化合物。尽管不是个人计算机(通常由于高价格，现有和将来形式的大型主计算机、小型机、工作站及甚至于超计算机也和PC一起包括在并行处理网络之中，因为功能上它们在网络中通常能以和PC相同方式得到使用。如上面所定义的这类个人计算机具有拥有者或租用者，他们不一定是计算机用户。最好连续地将计算机接至网络，例如因特网、WWW或等效的或后继网，但很清楚这不是必须的，因为也可在启动共享处理操作时进行连接。

并行处理定义为共享处理的一种形式，涉及在解决相同计算问题或其它任务中使用两个或多个微处理器。大规模并行微处理器处理涉及大量微处理器。在今日技术中，可能把大规模并行处理考虑为大约64个微处理器(此文中称为节点)，而在使用PC微处理器的Intel超计算机设计中已成功地测试过超过7,000个节点(Pentium Pros)。预料到继续改善软件后将能有效使用多得多的节点，很可能只受在一个给定网络中可用的微处理器数量的限制，甚至一个非常大的网例如因特网或其等效的和/或后继的网如超因特网也如此。

宽带波长或宽带网传输在此处定义为一种传输速度(通常以每秒的位数测量)，这种速度足够高(或大致地至少对应于一个或多个微处理器的内部时钟速度乘以微处理器通道数，等于每秒指令数或每秒操作数或每秒计算次数)从而使处理器的处理输入和输出，尤其在高峰处理层上，实际上不受完成某种形式的并行处理尤其包括大规模并行处理的微处理器之间的网络连接带宽的限制。  由于此定义决定于微处理器速度，  它随着微处理器速度的增长而增长。一个大致的例子可以是1996年的100 MIPS(每秒百万条指令)微处理器，对于它的宽带连接大于每秒100兆字节(MBps)；这是一个大致的近似。然而，上面引用的优选连接装置是光波或光连接例如光纤，在1999年它已在单个光纤上提供多个千兆位带宽并正在持续不停地极迅速地改进，从而目前通常优选使用光纤实际上保证了比微处理器速度大得多的数据传输的宽带宽来传输数据。另外，以称为全向导管的薄反射空心线或管为形式的新的有线光连接甚至提供比光纤大得多的带宽，并且和光纤不同在远距离发送时不必放大。提供宽带传输的连接装置或为有线或为无线，而无线连接一般优选地适用于移动个人计算机(或等效的或后继的)及如下面另外所标明的计算机。无线连接带宽也增长得很快并被认为事实上能提供与光纤相同的好处：远远超过数据处理速度的数据传输速度。

拥有者/租用者与提供者之间共享使用的经济基础是各方同意的遵照管理法规、规章或规则的所有项目，包括根据处理能力的净使用或净供应的周期测量而由一方向另一方付费，该方式类似于不被管制或开放市场的电力网。

在一个实施例中，如图1中所示，为使网络结构有效地发挥功能，有一个测量仪表装置5(包括硬件和/或软件和/或固件和/或其它部件)以测量PC1用户和网络2提供者之间的计算能力的流动，提供者2可提供连至因特网和/或万维网和/或因特网Ⅱ和/或任何现有的或将来的等效的或后继者3，例如超因特网。在一个实施例中，PC用户应由可供网络使用的处理能力的某些净定额来测量，例如一个或多个标准测试测量速度上的净记分或总系统速度的其它性能特征，例如PC库的基准测试程序，ZD Winstone(潜在地包括硬件和/或软件和/或固件和/或其它部件的测试)或例如微处理器的特别重要部件的特定个别记数(例如MIPS或每秒百万指令数)，这可能具有与应用有关的重要性，以及用网络使用这类资源所化的时间来测量。例如，在最简单情况下，这一种仪表只须测量PC可供网络处理用的时间4，并用它来与PC使用网络的时间(这早已正常地由提供者测量，如下面讨论的那样)相比较以得到净费用；这种仪表的可能位置包括在例如服务器那样的网络计算机处，在PC处，及这两者之间的连接之上的某点。作为标准术语的数据通过量是另一个潜在测量。

在另一个例子中，如图2中所示，也有一个测量仪表装置7(包括硬件和/或软件和/或固件和/或其它部件)，它测量每个个别PC1使用的网络资源6量和与它们相关连的费用。例如，这包括用于将数据自网络站点或从网络6广播作常规下载所化时间。普通工业中通常有支持按服务小时或按服务种类收费的现有仪表装置，其提供者如AmericaOnline,Compurserve和Prodigy。这类现有装置的能力可通过包括并行处理资源的测量而得到加强，该类资源由因特网服务提供者或等效提供者从其它PC用户分配给个别PC用户6，它也简单地按时间测量。一定时间内测量仪表5和测量仪表7的测量结果的时间上的净差4提供合理的收费依据。

选代地，如图3中所示，仪表10还预期地对个别PC用户估计满足PC用户向网络(提供者或其它网络控制层)的处理请求所需网络资源量及相关的计划成本，通过执行该请求而提供批准该估计的手段，及当它出现时实时读出费用(选代地，此仪表可以只用于提醒9PC用户，一定的处理要求8已越出正常的先前已接收的参数，例如费用级别)。作为一个不正常的深搜索请求的例子，优先级或时间限制和搜索深度可优选地用作准则或限制参数，用户可依靠后者来确定或设定该装置。

优选地，网络不涉及用户和提供者之间的付费，而由网络系统(软件、硬件等)提供用户和提供者两者的计算资源的主要等效用途(因为由任何一方操作的网络计算机可以潜在地成为计算资源的用户和提供者两者(假设在多任务环境中，甚至是同时地)，潜在地具有用户的优先选择(例如在用户分布或用户信用线的基础上或通过相对的即时支付)。

优选地，如图4A-4C中所示，PC和其它用户的使用优先级和范围可在网络(提供者或其它)的“默认为标准级别用途”基础上进行控制，及由用户决策在由特定网络提供者所规定的基础上改写(或由其它网络控制层改写)。一个默认基础例子是对上面描述的提供者花费完PC的或其它用户的全部信用余额，然后提供者向用户在贷给基础上进一步提供规定的服务，直至达到一定设定的限额；根据资源和/或信用历史，不同用户可有不同限额。

例如以所拥有的或租用的特定微处理器硬件为基础，特定类型的PC用户可接至一组最大数量的并行PC或微处理器，而较小的或基本用户一般接至较少PC，反之亦然。特定类型的用户也能在执行它们的网络处理时具有不同优先级。根据新网络计算机系统的共享处理资源的独特特征，可以在用户和提供者之间提供非常广阔范围的特定结构形式，传统的和新颖的两者都有。

例如，在最简单的情况下，如图4A中所示，在初始系统实施例中，标准PC1对于使用并行处理的用户请求11可由系统软件13(如图4B中所示)默认定为只使用一个其它基本上相同的PC1₂微处理器以供并行处理或多任务之用，如图4C中所示；当网络系统随着时间推移纯阶段地不断升级时，可以使用更多标准数量的PC微处理器，例如在下一层次用大约三台PC，如以后图10G中所示(它也可说明一个PC1用户以额外费用实行一个改写选择以便在默认的一台PC微处理器的标准之上使用一层服务)总共约为4台，然后约8台，约16台，约32台，约64台等等，或者其间事实上可用任何数量，外加复杂的改写选择。随着投入过程的延续，可有多得多的PC微处理器用于标准PC用户(实际上任何数量)，最好从大约128台开始，然后约256台，然后约512台，随后约1024台，随着时间推移而以此类推，同时网络及其所有部件都逐步升级以处理不断增长的数量，随着时间推移，即使在标准用户层次上系统的规模可改变性也是实质上不受限制的。

优选地，对于大多数标准PC用户(包括现有的和将来的等效的和后继者)而言，与因特网(或现有的和将来的等效的或后继网，例如超因特网)相连可不需要PC用户付费，因为作为对这种接入因特网的变换，PC用户在PC闲置时总使他们的PC让网络用作并行处理。因此，因特网服务提供者(包括现有和将来等效的和后继者)在争取PC用户顾客方面的竞争中涉及的因素包括所提供接入服务的方便程序和质量及向标准PC用户提供共享处理而不额外收费，或是共享处理的层次，表现在例如在标准情况下给一个主PC指派的从属PC的数量。ISP也可从ISP网络内部或外部竞争并行处理操作以便在它们的网络上发挥主导作用。

此外，如图5A-5B中所示，在另一实施例中有一个(硬件和/或软件和/或固件和/或其它的)控制装置用于控制用户的PC接入至网络。在此最简单形式中，例如手动操作机电开关中，PC用户可设置此控制装置以便当PC用户不用PC时提供PC供网络用。选代地，PC用户可利用多任务硬件和/或软件和/或固件和/或其它部件将控制装置设置为只要PC处于闲置状态，那怕是暂时，就将PC提供网络使用(来自因特网或其它网络的广播或“推动”应用程序仍能在台式背景中运行)。或者更简单地，如图5A中所示，只要装在PC中的软件控制装置12检测到所有用户应用程序都关闭及PC1可供网络14用(可能在由用户设定的一段时间延迟之后，就像常用的节省屏幕软件那样)，装置12就通知15网络计算机，例如服务器2，通知它PC可供网络用，后者即可控制PC1以供另一个PC并行处理或多任务处理之用。这一共享处理可继续下去，直至装置12检测到在第一台PC中打开了16一个应用程序(或在多任务环境中为了更快地响应，在第一次敲键盘时)，此时装置12通知17网络计算机例如服务器2，告诉它PC已不能再供网络使用，如图5B中所示，因此网络即可停止使用第一台PC。

在优选实施例中，如图6中所示，有一台(硬件和/或软件和/或固件和/或其它部件)PC1用的信号装置18，用于足够详细地标明或向网络通知15用户PC是否可供网络使用14(及是完全使用还是只能多任务操作)及它的特定的(硬件/软件/固件/其它部件)配置20(根据由PC提供的状态19)以便网络或网络计算机例如服务器2能有效地利用它的能力。在一个实施例中，转发装置位于用户PC之内并将其闲置状态或其它状态(例如改变状态时或周期地)广播或响应于来自网络装置的查询信号。

还有，如图7中所示，在另一实施例中，有一个位于一部分网络中(例如网络计算机，开关，路由器或另一个PC)的(硬件/软件和/或固件和/或其它部件)转发装置21，用于接收22PC装置状态广播和/或查询26PC的状态，如图7中所示。

在一个实施例中，如图8中所示，网络还在其一部分硬件和/或软件(和/或固件和/或其它部件)中配备一种能力，可以允许它最有效地选择和利用可用的用户PC以完成由PC用户或网络提供者或其他人所启动的并行处理。为做到这点，该网络应具有(硬件和/或软件和/或固件和/或其它部件)能力在地理网格线/连结装置23上精确地将每个PC定位在其位置上以便在尽可能靠近的PC(PC1和PC1₂)之间执行并行处理，这对于具有固定地理位置的PC是不困难的，这些PC习惯上组合成网格24，如图8中所示，但这需要一个运行的任何无线微处理器系统来测量它离它的网络中继站的距离，如下面在图14中讨论的那样。

因特网(或因特网Ⅱ或后继网，例如超因特网)或WWW网计算机的一个主要能力是方便于PC用户或其它用户所做搜索。如图9中所示，搜索对多重处理特别适用，因为例如通常的搜索是寻找一个具有特定信息的特定因特网或WWW网的网站。这类网站搜索可按地理分区，不同的由网络定位的PC处理器1＇通过所示有线装置99(或无线连接)通信以搜索每一区，整个区分为所示的八个分开的部分，它们最好大致相等，因此整个搜索时间只有一个处理器单独搜索的时间的大约1/8(假定PC1微处理器只提供控制而不管并行处理，有些情况下这样最好)。

作为一个典型例子，单个PC用户可能需要1,000分钟的搜索时间去找出请求的东西，对于多PC处理器的网络计算机来说，使用10个处理器时能在100分钟内完成搜索，或使用100个处理器在10分钟内完成或使用1,000个处理器在1分钟内完成(甚至于使用60,000个处理器在1秒钟内完成)；假定至少在时间上的应达到的性能透明度。网络的外部并行处理最佳地为完全可扩缩的，实际上没有理论限制。

上面的例子也说明了网络并行处理的极大的潜在优势。在每个等效的例子中化费同样数量的网络资源，60,000处理器秒。但是使用相对大量的处理器，网络即可向用户提供相对立即的响应而在费用上无差别(或很小差别)-主要的优势。事实上，每个连至提供外部并行处理的网络的PC用户成为一个虚拟超计算机！如下面所讨论的，超计算机利用现用层次以上增加的一千倍(或更多)微处理器，从而可经受性能上的类似量子跳跃。

在万维网(WWW)中任何有效搜索类似地需要这种能力。WWW当前以每年加一倍的速率增长，以致在WWW内搜索信息将在未来几何地变得愈来愈困难，特别是过一个年代，而要对于任何搜索找到有关WWW网站并阅览和分析网站内容已经是非常困难了。

因此利用大规模并行处理来搜索的能力应该成为有效的，并且可显著地增强科学、技术和医学搜索器的能力。

这种增强的搜索(和分析)能力还可以根本上改变任何项目和/或服务的买者和卖者之间的关系。对于买者说，大规模并行网络处理使得可能在世界范围内找到任何产品或定级非常高的产品或一类服务(对于性能、可靠性等而言)的最佳价格，或是价格/性能的最佳组合，或是给定价格下的最高定级产品，等等。产品的最佳价格可包括在买者可接受的特定发货时间参数范围内的最佳发货价格。

对于卖者而言，这类并行处理能显著地增强对给定产品或服务一直感兴趣的顾客在全世界范围内的搜索，提供极具针对性的广告。卖者甚至提供者能直接了解他们的客户并直接与他们交互以得到对特定产品和服务的反馈信息，以便更好地评估客户的满意程度及介绍新产品的开发。

类似地，系统的共享并行处理所提供的快速增长的能力可在下列各方面产生明显的改进：例如世界范围内求模型那样的复杂仿真和一段时间内的局部天气预报系统，以及任何结构或产品的设计和测试，自飞机和摩天楼至新药和完善得多的人工智能(AI)在医学处理中的应用及将来自“推动”技术的PC用户的大量电子数据输入分类和组织。还可达到游戏的改善，特别在现实仿真和实时交互性方面更如此。

自例子可以看出，例如超因特网的因特网或WWW网计算机系统能潜在地向PC用户提供比今日存在的最有能力的超计算机强得多的特殊新计算机能力层次。世界上总共已有大约35万兆片微芯片，其中约1万5千兆为某些类型的微处理器(大部分是相当简单的“家用”型，用于操纵手表，电视，照相机，汽车，电话等)。假定出现有速率增长，则十年内因特网/因特网Ⅱ/WWW可以容易地具有一千兆个别PC用户，它们中每个提供平均总数为至少10个高度完善的微处理器(假定PC具有至少4个微处理器(或更多，例如16个微处理器或32个)和相关连的其它手持式家庭娱乐和具有微处理器或数字处理能力的商业设备，如数字信号处理器或后继设备)。距今十年时间内这导致由至少1万兆个微处理器组成的全球计算机，由电磁波装置以接近光速的速度互连起来。

此外，如果最佳地上面指出的特别大量的专用“家用”微处理器，特别那些现在中间地用作个人计算机的设备，按照相同基本的一致同意的工业标准最佳地设计成PC用的并行微处理器(或等效的或后继的)或用于PC“芯片上的系统”(下面在图10A-H中将讨论)，从而所有PC类似地工作或者在并行处理因特网中是类似的，如最佳地那样，并且若这些PC还由包括光纤或等效的无线装置的任何宽带装置所连接，则潜在可用的并行处理器数量可大致地增加10倍，15年内的净潜在“标准”计算性能升至现有性能的10,000倍，还不包括摩尔定律的例行增长。此外，在所有当前断续地操作的微处理器遵循一基本设计标准即最好它们都是类似的并行处理器的环境下，则虽然每个微处理器的费用特别在最初会略为上升，但由于使用其它闲置的“家用”微处理器而增强了总的性能，所有用户的计算净费用会显著下降。从而，总系统费用下降促使这些当前称为专用集成电路(ASIC)的用作专业设备的微处理器变成事实上全部通用微处理器(例如PC)，其软件和固件提供它们的大多数特殊功能。如上面所述，用于微处理器和网络，包括区域网和因特网的均一性的并行(和多任务)处理设计标准是最佳的，但是，与非并行处理相比提供明显好处的多机种型也是一种好的既定并行处理替代方式。

将此归入上下文中，当今利用最新PC微处理器的通常超计算机不超过一百。使用连至所有外部并行处理的网络连接，一个网络超计算机用户最多可使用1千兆微处理器，其能力比使用当今常规内部并行处理超计算机的能力高出10,000,000倍(假定都是相同微处理器技术)。由于上面提到的它的实际上无限制的可改变规模的性质，供超计算机用户和PC用户使用的资源在任何计算功能中会明显地变化，以致可用所必需的资源层次有效地满足高峰计算负荷。

总之，关于PC和网络间能力的净供应，图1-9显示包括个人计算机在内的计算机的网络的系统的实施例，包括：网络服务装置，该服务包括浏览功能，以及例如并行处理的共享计算机处理，在网络内提供给个人计算机；至少两台个人计算机；至少一个个人计算机所用装置，当个人用户闲置不用该计算机时，后者可临时用于向网络提供共享计算机处理服务；以及在网络基础上监视向每台个人计算机或向个人计算机用户提供的服务。此外，图1-9显示的实施例中系统是规模可变的，即系统对个人计算机数量不加限制，包括至少1024台个人计算机；该系统是规模可变的，即系统对参加单个共享计算机处理操作的个人计算机数量不加限制，包括至少256台个人计算机；该网络连至因特网及其等效的和后继网，以使个人计算机包括至少一百万台；该网络连至万维网及其后继网；该网络包括至少一个参加共享计算机处理的网络服务器；监视装置包括一个用于测量个人计算机与网络之间计算能力的流动的仪表装置；该监视装置所包括的一个装置用于向个人计算机的个人用户提供在执行网络操作之前执行个人用户所请求的操作时对网络费用的预期性估计；该系统具有一个控制装置，用于允许和拒绝网络为共享计算机处理而接至个人计算机；网络接至个人计算机只限于个人计算机闲置时；以及个人计算机具有至少一个微处理器并通过连接装置与网络通信，该连接装置所具有的数据传输速度至少大于微处理器的高峰数据处理速度。

还有，相对于维持标准费用，图1-9显示包括个人计算机在内的计算机网络系统的实施例，包括：向网络内个人计算机提供包括浏览功能以及共享计算机处理(例如并行处理)在内的网络服务的装置；至少两台个人计算机；至少一台个人计算机所用装置，用于当个人用户闲置不用该计算机时将后者临时用于向网络提供共享计算机处理服务；以及用于在标准费用基础上维持向每台个人计算机或向个人计算机用户提供服务。此外，图1-9显示的实施例中系统是规模可变的，即系统对个人计算机数量不加限制，包括至少1,024台个人计算机；该系统是规模可变的，即系统对参加单个共享计算机处理操作的个人计算机数量不限，包括至少256台个人计算机；该网络连至因特网及其等效的后继网，以使个人计算机包括至少一百万台；标准费用是固定的；固定的标准费用为零；用于维持标准费用基础的装置包括将标准数量的个人计算机用于个人计算机的共享处理；该网络连至万维网及其后继网；个人用户可改写用于维持费用基础的装置以便个人用户可获得附加的网络服务；该系统具有一个控制装置，用于允许和拒绝网络为共享计算机处理而接至个人计算机；个人计算机具有至少一个微处理器并通过连接装置与网络通信，该连接装置所具有的数据传输速度至少大于微处理器的高峰数据处理速度。

浏览功能一般包括由类似于例如Microsoft Explorer3.0或4.0及Netscape Navigator3.0或4.0那样的现有因特网浏览器所提供的标准功能的那些功能，包括至少搜索万维网或因特网网站的访问，全球地交换电子邮件和全球会议；一内联网使用相同的浏览器软件，但可能不包括对因特网或WWW网的接入。共享处理包括如上定义的涉及两台以上个人计算机的并行处理和多任务处理。网络系统是完全规模可变的，任何数量的PC微处理器都是潜在地可能的。

如图10A-10F中所示，为安排操作和安全事宜，个别用户有一台微处理器或等效设备指定为永久的或临时的主30控制装置(包括硬件和/或软件和/或固件和/或其它部件)是有好处的，它是不可由网络直接访问的(最好使用硬件和/或软件和/或固件和/或其它部件的防火墙50)，但能在网络不使用其它从属微处理器40时控制它们的功能。

例如，如图10A中所示，一个典型PC1可有4或5台微处理器(即使在单片微处理器芯片上)，其中有1台主机30及3或4台从机40，其数量决定于主机30是一个要求最好4台从属微处理器40的唯一的控制器(通过任何部件的不同设计)还是一台具有与从机40相同或等效的微处理能力并与从属微处理器40并行地进行多重处理从而只要求最好3台从属微处理器40的主微处理器30。PC从属微处理器的数量实际上可增至任何数，例如至少约8台，约16台，约32台，约64台，约128台，约256台，约512台，约1024台，等等(这些倍数是优选的)，如技术中常规那样，但不是明确要求的；PC主微处理器30也可增加。还在主30和从40微处理器之间包括了优选防火墙50。如前面图1-9中所示，图10A的中PC1最好连至网络计算机2及连至因特网或WWW或现有或将来的等效或后继网3，例如超因特网。

其它通常的PC硬件部件例如硬盘驱动器61，软盘62，只读光盘(CD-ROM)63，数字视盘(DVD)64，闪速存储器65，随机存取存储器(RAM)66，视频或其它显示器67，图形卡68和声卡69，以及数字信号处理器或处理器组，连同存在它们之中的软件和/或固件可放置在优选防火墙50的两边，但是例如显示器67、图形卡68的声卡69的这种设备及那些既能读和又能写的并具有非易失性存储器(不需电源而保留数据，并且通常删除时必须重写)的设备，例如硬盘驱动器62，闪烁存储器65，软盘62，读/写CD-ROM63或DVD64最好放在防火墙50的PC用户一边，主微处理器也放在这一边，如图10A中所示，这主要为了安全的原因；在具有诸如通过口令特许访问此类控制能力下其位置可以是灵活的。选代地，这些设备中任何一台双备分的设备(或由于其它特殊需要)，例如第二台硬盘驱动器61’可放在防火墙的网络一边。RAM66或等效的处理器存储器通常是易失性的(当切断电源时即丢失数据)，一般应放在防火墙的网络一边，然而一些可以和主微处理器放在一起以利用它的独立使用。

然而，可以安全地把其中包含着最流行的CD驱动器(CD-ROM)63’或DVD驱动器(DVD-ROM)64’的只读存储器(ROM)部件放在防火墙50的网络一边，因为网络用户不能改变这些部件上的数据；用户的抢先控制最好属于PC用户。

然而，可在防火墙50的主微处理器30一侧保持至少一部分的RAM，从而用户可以保持完全独立于任何网络处理的使用用户PC1的处理能力的核心的能力。若不需要这种能力，则可把主微处理器30移到防火墙50的网络一边，并在PC1用户一边用较简单控制器代替，诸如下面讨论的和在图10I中示出的主远程控制器31。

而主微处理器30也可控制由PC用户拥有或租用的几个或全部其它处理器60的使用，例如家用娱乐数字信号处理器70，特别当将来这种微处理器的设计标准符合上面所述网络并行处理要求时更是如此。在此一般方法中，PC主处理器使用从属微处理器或当它们闲置时(或工作在低优先级下执行可推迟的处理时)，将它们提供网络提供者或其它计算机使用。无线连结100最好预计成广泛地用于家用或商用网络系统，包括使用没有(或具有)微处理能力的主远程控制器31，最好通过例如光纤那样的宽带连接直接连至家用或商用个人网络系统的如从属配置中所示至少一个部件例如PC1；该优选连接将家用系统连至网络2，例如图10I中所示因特网3。商用系统最好包括对大部分或所有个人计算机PC1和其它带有微处理器的部件，例如打印机、拷贝机、扫描仪、复印机、电话、视频会议设备，的光纤连接，也可以使用无线连接。

通过利用另一个PC1上的另一个连网的主微处理器30并且利用进入他自己的PC1主微处理器30和文件的口令或其它访问控制手段，PC1用户可远程访问他的连网的PC1，如现在在因特网中和其它访问常用的那样。替代地，远程用户可以简单地携带他自己的文件以及他自己的主微处理器或者暂时把另一个连网的主微处理器作为他自己的使用。

在如图10B中所示最简单配置中，PC1具有最好由防火墙50隔开的单个主微处理器30和单个从属微处理器40，两台处理器都用于并行或多任务处理或只有从机40如此使用，并最好连至网络计算机2和因特网3(及后继网例如超因特网)。事实上任何数量的从属微处理器40都可用。上面图10A中所示其它非微处理器部件也可包括于此简单图10B配置中。

优选地，如图10C中所示，希望微处理器90能将大部分或全部其它必需计算机部件(或它们现有或将来的等效或后继部件)，集成起来，如PC的存储器(RAM66，图形82，声卡83，电源管理84，网络通信85和视频处理86，还可能包括调制解调器87，闪速bios 88，数字信号处理器或处理器组89，及其它部件或现有或将来等效或后继部件)及内部总线，这些都在单片芯片90上(硅、塑料或其它)，在工业中称为“系统在芯片上”。这类PC微芯片90最好具有与上面图10A中所示PC1相同的体系结构；也即，最好由防火墙50隔开的和最好连至网络计算机3和因特网3和例如超因特网的后继网的一台主控和/或处理单元93和一台或多台从属处理单元94(由PC1或网络2执行并行或多任务处理)。现有的带着机械部件的PC部件如硬盘机61、软盘或其它可移盘62、CD-ROM63和DVD64是带有机械特性的海量存储部件，它们不太可能成为单芯片PC系统的一个组成部分，当然最好仍能和单个PC微芯片90连接并且由单个PC主单元93控制。在如图10D中所示的最简单多处理器例子中，芯片90具有最好由防火墙50隔开的和最好连至网络计算机3和因特网3(及后继网例如超因特网)的单个主单元93和至少一个从单元94(主单元或者只有控制功能，或者也有处理功能)。上面图10A中示出的其它非处理器部件也可包含在图10D的简单配置中。

如本发明背景序言中第二段中指出的，在优选网络发明中，任何一台计算机潜在地可以选代地成为用户和提供者两者-双工模式操作能力。因此，任何优选地连至因特网3(及其后继网如超因特网)的网络2中的PC可以临时地用作主PC30，在一个时间内启动对网络2的并行或多任务处理请求，以便如图10E中所示地由至少一台从属PC40执行。在另一时间内同一台PC会成为一台从属PC40，执行另一台临时地执行主机30功能的PC1＇所请求的并行或多任务处理请求，如图10F中所示。完成此选代方案的最简单方法是将并行处理软件的主和从两个版本都装入将参与并行处理的每一台PC1中，这样每一台PC1具有必要的软件装置连同较小的操作改动，例如添加切换装置，用于将由一个使用主软件的PC1用户启动的并行处理信号请求传送至至少一个第二PC1，触发其从属软件通过启动并行处理作出响应。

如图10G和10H中所示(它们与图10E和10F并行)PC从属处理器40的数量可增至任何其它数，例如至少为大约4台；如所示，处理系统是完全规模可变的，因此可进一步增至约8台，约16台，约32台，约64台，约128台，约256台，约1024台，等等(所标示的这些倍数是按技术中的习惯优选的，但不是强制性的)；PC主微处理器30的数量也可增加。

总之，如上面对图10I的说明，PC1可充当一个从属PC40并可由主控制器31控制，主控制器31可以是远程的并且最好可具有有限的微处理能力或不具有微处理能力，但是也可以具有类似的或更大的能力。如图10J和10K中所示，这种主控制器31位于防火墙50的PC用户一边并在PC用户的控制下，而微处理器40位于防火墙50的网络一边。通过本地装置，例如键盘、麦克风、摄象机或未来的硬件和/或软件和/或固件或者其它等效品或后继接口装置(如主处理器40那样)，主控制器31最好接收来自PC用户的输入，其中所述等效品或后继接口装置向PC1或微处理器30提供起源用户的手、声音、眼睛、神经或多条神经或者其它身体部位的输入；另外，经电话、电缆、无线或其它连接的远程访问也可通过带有适当安全性如由口令控制访问的硬件和/或软件和/或固件和/或其它装置得到实现。类似地，如图10L和10M中所示，对于“系统在芯片上”的PC，仅带有控制能力的主控制器93’(其能由PC用户通过远程控制器31访问)位于防火墙50的PC用户一边并在PC用户的控制下，而从属处理器单元94应在防火墙50的网络一边。

图10N和10O示出带有可通过硬件和/或软件和/或固件和/或其它装置配置的防火墙50的PC1；软件配置是最容易的和最典型的，但现用母板硬件配置是可能的并可带来一些安全性优点，包括例如使用手动或机电开关或别的开关和锁。图10N示出原先如图10A所示放在防火墙50的PC用户一边的CD-ROM63’被PC用户放到防火墙50的网络一边。防火墙50的各项设置最好预置成安全地保护PC1不受网络用户的非控制的访问，但使相对老练的PC用户具有取消这些默认设置的能力并且仍具有适当的保护以防止不老练的用户无意中取消这些默认；防火墙50的配置还可由例如企业的局部网中的网络管理员通过网络上的远程访问或者借助远程控制器31主动控制，在这种局域网中PC用户可能不是被使用PC的拥有者和租用者。

类似地，图10P和10Q示出带有可通过硬件和/或软件和/或固件和/或其它装置配置的防火墙50的“系统在芯片上”的PC；软件配置是最容易的和最典型的。PC微芯片的集成电路的现用配置也是可能的并且可带来一些速度和安全性优点。对微芯片90的电路的这种直接配置以建立或改变它的防火墙50可以通过使用现场可编程门阵列(或FPGA)或它们的将来的等效品或后继品达到；潜在地还可使用微电路机电开关或其它开关或锁。例如，在图10P中，把从属处理单元94'从图10C和10L中所示的网络一边位置移到防火墙50的PC用户一边。类似地，图10Q示出相同的对芯片电路的现用配置，其中利用用于最简单形式的带有单个从属单元94’的多处理微芯片90的FPGA，并把其位置从图10M和10D中示出的防火墙50的网络一边移到PC用户的一边。

总之，对于主/从计算机的使用而言，图10A-10I显示包括个人计算机在内的计算机的网络系统的实施例，包括：至少两台个人计算机；至少一台个人计算机所用装置，当由其个人用户指挥时，暂时用作主个人计算机以启动和控制去执行与网络中至少一台其它个人计算机共享的计算机处理操作；至少一台其它个人计算机所用装置，当被其个人用户闲置不用时，使该计算机可暂时用作至少一台从属个人计算机以参加执行由主个人计算机控制的共享计算机处理操作；以及个人计算机所用装置，用于在共享计算机处理操作中使个人计算机在主机功能和从机功能之间交替执行。此外，图10A-10H显示的实施例包括：该系统是规模可变的，即该系统对个人计算机数量不加限制；例如该系统可包括至少256台所述个人计算机；该网络连至因特网及其等效和后继网，以便个人计算机至少例如为一百万台；该共享计算机处理为并行处理；该网络连至万维网及其后继网；向所述网络内所述个人计算机提供网络服务的装置，包括浏览和广播功能以及例如并行处理的共享计算机处理；该网络包括至少一个参加共享计算机处理的网络服务器；这些个人计算机包括一个转发器或等同物或后继器装置以使主个人计算机能确定最邻近的可用的从属个人计算机；最邻近的可用从属个人计算机与主个人计算机相兼容以执行所述共享计算机处理操作；这些个人计算机具有至少一台微处理器并通过一个连接装置与网络通信，该连接装置所具有的数据传输速度至少大于微处理器的高峰数据处理速度；以及一个由微处理器控制器31远程控制的本地网络PC1。

如上面图10A-10I中所说明的，防火墙50的优选使用提供了重要安全问题的解决方法，它优选地完全将向网络提供从属微处理器用于并行或其它共享处理功能的PC1与任何访问或保留有关该共享处理的任何元件的信息的能力隔离开。此外，当然，防火墙50对主PC提供防止外来黑客侵犯的安全；由于减少对加密和验证的需求，使用防火墙50后可提供相对增加的计算速度和效率。除用于例如个人计算机的计算机外，如以上所说明的，上面说明的防火墙50可用于任何本申请上面对个人计算机的定义中包括的计算部件，包含哪具有“家用”型微处理器的设备，例如电话或电视或汽车。

总之，有关防火墙的使用，图10A-10I显示在计算机的网络内工作的包括个人计算机的计算机的系统体系结构的实施例，包括：一台具有至少两个微处理器和具有连至计算机网络的连接装置的计算机；该计算机体系结构包括一个供个人计算机使用的防火墙装置，用于限制网络只访问个人计算机的一部分硬件、软件、固件和其它部件；该防火墙装置不允许网络访问至少一台具有用作主微处理器的装置的微处理器，该微处理器启动和控制去执行与至少一台其它具有用作从属微处理器的装置的微处理器共享的计算机处理操作；及该防火墙装置允许该网络访问从属微处理器。此外，该系统体系结构显式地包括这些实施例，例如：该计算机是一台个人计算机；该个人计算机是一片微芯片；该计算机具有一个控制装置，用于允许和拒绝网络访问该计算机以执行共享计算机处理；该系统是规模可变的，即该系统对个人计算机数量不加限制，包括例如至少256台所述个人计算机；该网络连至因特网及其等效和后继网，以使个人计算机例如至少为一百万台；该系统是规模可变的，即该系统对参加单个共享计算机处理操作的个人计算机数量不加限制，包括例如至少256台所述个人计算机；该个人计算机具有至少一个微处理器并通过连接装置与网络通信，该连接装置具有的数据传输速度至少大于微处理器的高峰数据处理速度。

总之，关于带有防火墙的控制器的使用，图10J-10M示出在计算机网络内工作的包括个人计算机的计算机系统体系结构的各实施例，例如包括：一个具有至少一个控制器和一个微处理器和具有连至计算机网络的连接装置的计算机；该计算机体系结构包括一个用于个人计算机的防火墙装置，用于限制网络只访问该计算机的一部分硬件、软件、固件和其它部件；该防火墙装置不允许网络访问至少一个具有启动和控制计算机处理操作的装置的控制器，其中所述计算机处理是和至少一个具有一个按从属微处理器工作的装置的微处理器共享的；及该防火墙装置允许网络访问该从属处理器。此外，该系统体系结构显式地包括这些实施例，例如，该计算机是一台个人计算机，该个人计算机是一片微芯片；该计算机具有一个控制装置，用于允许和拒绝网络访问该计算机以执行共享计算机处理；该系统是规模可变的，即该系统对个人计算机数量不加限制，包括例如至少256台所述个人计算机；该网络连至因特网及其等效和后继网，以使个人计算机例如至少为一百万台；该系统是规模可变的，即该系统对参加单个共享计算机处理操作的个人计算机数量不加限制，包括例如至少256台所述个人计算机；该个人计算机具有至少一个微处理器并通过连接装置与网络通信，该连接装置具有的数据传输速度至少大于微处理器的高峰数据处理速度，并且该控制器能远程使用。

总之，关于可主动配置的防火墙的使用，图10N-10Q示出在计算机网络内工作的包括个人计算机的计算机系统体系结构的各实施例，例如包括：一个带有至少二个微处理器和具有连至计算机网络的连接装置的计算机；该计算机体系结构包括一个用于个人计算机的防火墙装置，用于限制网络只访问该计算机的一部分硬件、软件、固件和其它部件；该防火墙装置不允许网络访问至少一台具有用作主微处理器的装置的微处理器，该微处理器启动和控制与至少一台其它具有用作从属微处理器的装置的微处理器共享的计算机处理操作的执行；能由用户和授权的局部网管理员改变该防火墙的配置；至少部分上利用现场可编程门阵列或等效品或后继品进行微芯片PC的防火墙配置改变。此外，该系统体系结构显式地包括这些实施例，例如，该计算机是一台个人计算机；该个人计算机是一片微芯片；该计算机具有一个控制装置，用于允许和拒绝网络访问该计算机以执行共享计算机处理；该系统是规模可变的，即该系统对个人计算机数量不加限制，包括例如至少256台所述个人计算机；该网络连至因特网及其等效和后继网，以使个人计算机例如至少为一百万台；该系统是规模可变的，即该系统对参加单个共享计算机处理操作的个人计算机数量不加限制，包括例如至少256台所述个人计算机；该个人计算机具有至少一个微处理器并通过连接装置与网络通信，该连接装置具有的数据传输速度至少大于微处理器的高峰数据处理速度。

现在期待以上所述PC1微处理器与图10A-10B中的PC(或其等效或后继者)或图10C-10D中所讨论的PC“系统在芯片上”的并行微处理器按相同基本的一致意见工业标准设计。虽然每个微处理器的费用最初会略为上涨，但由于使用其它闲置的“家用”微处理器的新能力而明显地提高了总体性能，因而预期几乎立即显著地降低全部用户的净计算费用。对于全部用户的高潜在实质利益是提供有力的推动以在这类利用因特网或后继品的基本并行网络处理的设计的不断发展的基础上在重要工业的硬件、软件和其它标准上述成共识。最好(但不作为要求)系统设计一开始就采纳这些基本工业标准并且最初仅用于最小数量的共享微处理器。如果一开始就采用这类基本工业标准和最初地用于最小数量的共享微处理器，及如果在逐步基础上在时间上逐步地分段实现包括更大复杂性和更多共享的微处理器的设计上的改进，则在全部部件层次上向超因特网体系结构的转换将是相对地容易和费用不贵(反之，突然的大规模转换的尝试是高度困难和特别昂贵的)。此处说明的超因特网系统体系结构的规模可改变性(在垂直和水平两方面)使这种合情理的方案成为可能。

到1998年，制造技术的改进将允许2千万个晶体管做在单片芯片上(其电路薄至0.25微米)，及在下个阶段将是5千万个使用0.18微米电路的晶体管。芯片上的整个计算机最好直接用光纤或其它宽带连接装置同网络连接，因而仅使相连的微处理器本身的速度而不是该连接的传输速度成为网络系统或其任何部分中数据通过量的限制因素。这种直接光纤连接将不再需要数量日增的不便利的微芯片连接插脚，目前在Intel Pentium系列中其范围是一百到二百而在1998年的IBM IBMPower3微处理器中会超过一千个插脚。位于微处理器90(或30或40)上的一个或多个数字信号处理器和一个或多个全光学开关92以及光纤信号的大量信道和/或信号复用(例如波分)可代替极大量的微芯片连接插脚。

对于未压缩成单个芯片的计算机，任何这类PC的内部系统总线或总线组的传输速度最好足够高以使至少PC微处理器的所有处理操作(以及其它PC部件如RAM)都不受限制及微处理器芯片最好由光纤或其它宽带连接装置直接连接，如同上面说明的系统芯片，从而网络系统中或任何部分中数据通过量的限制因素只是相连的微处理器的本身速度，而不是该连接的传输速度。

个别用户PC可通过任何电磁装置连至因特网(通过内联网)/因特网Ⅱ/WWW或后继网，例如超因特网(或其它网)，此连接装置最好具有光纤通过宽带宽提供的高传输的速度，但在混合系统中光纤用作中继线而同轴电缆用于连至个别用户，这样在最初比较经济，但除非电缆能做成(通过硬件和/或软件和/或固件和/或其它部件装置)能提供足够宽的宽带连接以提供所连的微处理器的无限制的通过量，这样做并不优选。给定光纤或等效品或后继品连接装置的传输速度和带宽，常规网络体系结构的好的系统性能应是可以接受的，有可能实现用户间的实际上完全的互联网络。

然而，在其它条件相同的情况下，将物理上最邻近的可用微处理器利用起来，就能获得任何并行处理操作的最快速度。因此，如先前图8中所示，网络需要一种装置(通过硬件和/或软件和/或固件和/或其它部件)以在持续进行的基础上向每台PC提供能力来知道最近的可用PC的地址，可能顺序地自最近处到最远处，先是紧邻于该PC的区域或网络及然后是邻近区域的网络。

用于将PC聚集在一起的网络体系结构因此是优选的，但对于实际好处不是强制性的，并可由有线装置构成。然而，如图11中所示，用无线100装置来构成个人计算机1＇的局域网簇101(或网孔)可能是很有好处的，因为用此方法可以更容易将物理邻近处的任何PC1直接接至其最近的其它PC1＇，这将在下面进一步讨论。此外，至少数个网络提供者对任何给定地理区域服务以提供竞争性服务和价格的做法在经济上是优选的。

这样做是有好处的，即这些无线PC连接装在PC内并能通过无线或有线(或混合式)装置与簇或网格地理区域内所有可用PC通信，这些区域既可以是近的也可是远至无线传输的实际极限距离。

如图12中所示，无线PC连接100可连至现有非PC网络部件，例如一个或多个卫星110，或连至现有或将来等效或后继部件，及无线传输可以是常规无线电波，例如红外或微波，或可利用电磁波频谱的任何其它波段。

此外，如图13中所示，这种无线或有线方案可以容易地在未来开发具有完全互连性能的可用PC1＇的网络簇101；也即，簇101中每个可用PC1连接(最好无线地100)至簇101中其它每个可用PC1，经常按照个别PC变成可用或不可用而调整。已知某些有线宽带宽连接的速度，例如光纤，这种具有完全互连性的簇101肯定是一个可能的实施例。

如图14A-14D中所示，这是有好处的，即使这种无线系统包括一个无线装置120，它包括硬件和/或软件和/或固件和/或其它部件，例如以上描述的最好装在PC内的PC1可用性装置，它具有类似网络的能力，能通过转发器或其功能上等效的和/或其它装置测量自其簇101中每个PC1至簇101中最近的其它PC1＇的距离。如图14A中所示，可在连至簇101中每台PC的转发装置之间以常规方式完成这种距离测量；例如，通过事实上测量自转发装置120发出无线传输至接收无线传输响应106的时间延迟而测量距离，其中该转发装置120的查询信号105请求由主PC1启动共享处理，该无线传输响应106通知已收到查询信号105的簇101中每台闲置PC1＇用作从属PC的可用性。主PC1收到的第一响应信号106＇来自最近的可用从属PC1″(假定为一台从属PC和一台主PC的最简单共享处理情形)，后者由请求的主PC1选用于共享处理操作中，因为被共享微处理器愈近，则共享PC间无线连接100的速度愈快(假定每台PC1＇之间连接装置和其它部件是等价的)。查询信号105可以为例如最近的兼容的(起初可能由系统的功能要求定义为等同的微处理器)从属PC1″规定其它选择准则，其中第一响应信号106＇如上地选择。

尽管在由有线99(或混合式有线/无线)装置连接的PC1″之间的连接距离一般较大(由于和无线连接一样不在视线内)，如图14A中所示，但由于例如光纤的优选宽带宽传输装置的传输速度如此高而能抵消此更大距离，所以此相同转发器方案也可用这些PC之间。从成本角度看，此有线方案对这些早已由宽带宽传输装置连接起来的PC可能是优选的，因为不再需要外加的无线部件如硬件和软件。在此情况下，功能等同的转发装置120可以与上面所描述的用于无线簇101中连接的PC的大致相同的方式运行于有线簇101中。例如图10I中提及的家用或商用网络那样的包括由无线和有线(或混合式)装置两者连接的PC1的网络希望具有移动PC或其它最好使用无线连接的计算装置。决定于PC间距离和其它因素，网络2的局部簇101可在PC间无线地连接，并通过连至有线宽带宽传输装置的转发装置连至网络2，如图14C中所示。

如图14D中所示，相同的一般转发装置120也可用于有线100网络系统2中，该系统2使用由例如ISP操作的网络服务器98，或者用于其它任何网络系统体系结构(包括客户/服务器或对等网)或技术中现在熟知的任何其它拓扑结构(包括环形，总线型和星形)或它们将来的等效或后继网。

图14中用于建立供并行或其它共享处理用的局部PC簇101的方案具有以下主要优点：它避免使用网络计算机例如服务器(及如为无线的，例如甚至包括连接装置的其它网络部件)，因此簇101内整个局部PC系统可以不依靠网络服务器、路由器等独立地运行。尤其如用无线装置，则簇101的规模可扩大很多，通常只受PC无线传输功率，PC无线接收灵敏度和当地和/或其它影响传输和接收的条件的限制。此外，如图14B中所示，簇101可通过无线装置100与相邻或其它簇101通信，后者从而可超出其自己的直接传输范围。

为改善涉及相当数量从属PC1的共享处理的响应速度，在处理请求开始之前最好建立一个簇101内的PC1的虚拟潜在并行处理网。这由每个闲置PC1内的转发装置120完成，当一个潜在从属机变为闲置时或以后周期地成为闲置时，它通过其转发器120广播其可用状态，以便局部簇101内每个潜在主PC1能相对经常地保持它自己的最邻近它的可用作从机的闲置PC1的目录121。该目录121包括例如主PC(它最初可能只是一个其它PC1)的标准数量的可用从属PC1清单或更多数量的清单，最好顺序地自最近可用PC至最远者。最好在相对新的基础上更新可用从属PC1目录，或当目录121内潜在从属PC的闲置状态发生变化时或者周期地进行更新。

这类特定簇101只要较少在地区上任意规定，就能更为有效，因为每台个别PC在其本身特定簇中心时是有效的。在任何给定时候将每个PC所要求的微处理器数量规模加大或减小也更为无缝。

由这类特定无线簇最佳地提供的完全的有潜力的互连性能也是突出的，因这类簇模仿动物脑子的神经网络结构，其每个神经细胞，称为神经元，以非常复杂方式与其周围神经元互相连接。通过比较可知，以上描述的全球网络计算机可在十年内具有至少十倍于人脑中神经元数量这么多的PC，它们将由电磁波连接，其传播速度靠近光速，约比人脑神经元传输速度快300,000倍(然而神经元彼此靠近得多)。

再补充一点：当各个PC继续变得复杂得多和更为面向网络，兼容性问题可能降低它的重要性，因所有主要类型的PC都能彼此仿真，及大多数软件，特别是相对于并行处理的软件，可能不再是硬件限定的。然而，为了获得最大速度和最大效率，设置兼容的硬件、软件、固件和其它部件的标准是有好处的，以便实现全球网络计算机的同一性并行处理部件可达到的潜在性能优点。

在设计出网络系统的主要部件兼容性或同一性之前，现有部件的当今不兼容性或不同一性显著地增加了涉及大网络间并行处理的困难即使如此，例如为不耦合的操作使用报文传送接口能使异型个人计算机之间的大量并行处理相当容易，如Beowulf系统示出的那样。例如Java的编程语言是一种方案，能对不同一性问题提供部分解决手段，而Linux提供更高速度和效率。此外，使用现有标准的类似配置，例如使用具有特定Intel Pentium芯片(具有其它相同或近似相同PC部件)的可在因特网(带有它的大量资源)上得到的PC，可能是现有技术中最好的方法，用于消除许多严重的存在问题，这些问题可利用能使用的各种技术通过采用为所有系统部件规定的一些合理的一致同意的标准而容易地绕过。所有感兴趣的各方的潜在收益大大超过潜在成本。

上面描述的全球网络计算机系统有一个附加的优点，即能减少计算机硬件、软件、固件和其它部件的严重的不断扩大的很快过时问题。由于上面的优选系统是其用于并行处理的组成部分的总和，每个特定PC部件变得不太重要。只要有可能利用是够带宽接至网络，就可能通过网络接至众多的用户暂时使用的技术上有用的PC而完全补偿用户本身PC的所有其它技术不足之处。

虽然很清楚全球网络计算机可跨越国家的地理边界，其操作不太会由这些国家的不一致或任意的法律所不恰当地限制。所有国家都有相当压力要遵循一般都同意的合理系统体系结构和运行标准，因为不参加全球网络计算机的代价是如此潜在地高以致在任何地方在政治上都不可能。

如图15中所示，由于夜间很大数量的用户PC是完全闲置或近乎如此，所以在夜间这可用于最复杂的大规模的并行处理，其涉及最大量尽可能靠近的具有不间断可用性的处理器以由网络选择路由转至地球上经历黑夜的地理区域，并甚至在地球旋转时也转移计算资源以将它们保持在那里。如图15中的最简单情况所示，地球西半球131上网络2内至少一台PC1的在白天的至少一个并行处理请求通过例如光纤那样的极宽带宽连接有线99装置传送至地球东半球132以便交由网络2＇的至少一台在夜间闲置的PC1＇去执行，以及该结果又通过相同装置传回至网络2和至少一台发出请求的PC1。如同网络工业中通常所做那样，例如由ISP操作的局部网络中的任何数量的独立PC将很可能组合为簇或网格。如同操作电力网格和电信和计算机网络那样，来自许多PC和许多网络的许多这类处理请求可以如此选择路由以供远程处理，其中随着时间的推移在自然的进展中系统复杂性事实上在增长。

替代地，为了更加安全或更加简单，可把夜间并行处理保持在相关的局部区域内并且着重于较大的实体，如企业、政府机构或大学对相对复杂的应用的相对大规律的并行处理，这些应用从大量从属个人计算机PC1的夜间相对长期的不中断使用得到好处。

尽管把用于并行处理的个人计算机PC1的网络配置成在简单总线型配置下串到一起的常规方法是简单的，如前面图9中所示，新的图16A-16Z和16AA示出一种层次网络拓朴。

尽管图9的网络结构是简单的并且在诸如前面说明的地理搜索的松耦合问题中产生合理结果，但作为一种通用方法它至少具有三个重要问题。

首先，随着网络中被使用的个人计算机PC1的数量的增加，需要在主PC1一层多得多地处理复杂的预操作计划以及用户剪裁型编程以便建立在大量可使用的个人计算机PC1’之间分配操作的各个部分的手段。

第二，从各个人计算机PC1’返回的操作结果不是同步的，从而PC1不断地在空闲和埋没于工作之间改变。当个人计算机PC1’的数量很大时，这二个问题是明显的；当该数量是海量时，这些问题可以是难以抵抗的并严重降低网络的运行。

第三，通常在这些网络操作期间不存在建立好的使个人计算机PC1’彼此通信或协调的手段，从而处理期间通常不可能在个人计算机PC1’之间共享操作结果，尤其当涉及到大量PC1’时。从而，通常难以由采用如图9的简单总线型网络的常规计算机并行处理解决紧耦合问题。

图16A中示出的新型层次网络拓朴是一个简单的分层步骤，从而充当主机M₁的个人计算机PC1(或微处理芯片90上的等效PC)或微处理器30把某给定操作划分成二部分(例如，二半)，接着通过诸如光纤或接线99的光连接或电连接把一半发送到二个连好的可使用的从属计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理机30中的一个，如所示即下面的S₂₁和S₂₂中的一个处理层上。图16A(以及相随的各图16)最好可连接到因特网3和万维网，或可能未知此连接但带有好处。

图16B示出位于S₂₁的从属个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40暂时采取相同的作为主机的功能角色以对该给定操作重复相同的分层。从而，已在图16A中划分成二半后，在图16B中再次对给定的操作进行分割，这次通过S₂₁(例如)对半分变成原始操作的四分之一，S₂₁接着把一个四分之一发送给位于S₃₁和S₃₂的二个附加的可使用从属个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40中的一个。

图16C示出S₃₁和S₃₂处的个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40在执行该给定操作要求的处理后向S₂₁回送操作结果，而不是再次重复分割过程。可以通过预先建立的程序准则，例如自动默认S3层处在如上述的二次分割处理后的操作处理，规定S₃₁和S₃₂的处理动作，从而该操作可并行地由四个可使用的从属个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40处理。替代地，作为另一个例子，该准则可以是一个用户偏好命令，该命令取代对层3处理的自动默认，以便规定涉及到更多或更少从属PC1(或PC微处理器90)或微处理器40的某另一层的处理。

类似地，在上面的图16A中，充当主机M₁的个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40也可根据通过软件、硬件、固件或其它装置的程序预置参数初始化并行处理操作(或者，替代地，多任务操作)；参数的例子也可以是预置自动默认或用户偏好取代。

和图16C相似，图16D示出向下个更高层传回操作结果，这一次是从从属个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40,S₂₁和S₂₂向M₁的主个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器30，在此处综合了S₂₁和S₂₂的结果后完成操作。

图16G示出，例如通过无线连接100主个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器30,M₁，把整个并行处理操作卸到暂时在给定并行处理(或多任务)操作期间以S₁的身份替代第一处理层上M₁的位置的一个可使用的从属个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40上，在图16H中示出该操作的第一步骤，除示出的不同之外，该步类似于图16A。

图16I示出正在为某给定操作执行充当从属机S₂₁角色的个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40在向S₂₁传送来自更低并行处理层的该给定操作的结果时变为不可使用的或最初就是不可使用的(例如，由于因其用户为优先级更高的命令中断或者由于故障)。在该情况下，S₂₁(或S₃₁或S₃₂)可简单地把这些结果卸到可使用的另一个个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器30(或40)上，后者可变成S₂₁并在该给定操作中在该操作期间接管S₂₁的作用。类似地，可以把任何不能使用的或出故障的主或从属PC1或者微处理器90、30或40的作用转移到某可工作能使用的一个上。

如图16J中所示，接着S₂₁完成并行处理操作并把它的操作结果传给M₁。

如图16G-16J中示出的从不能使用的主或从属个人计算机PC1(和PC微处理器90)和微处理器30(和40)把操作角色卸到可使用的PC1、30和40的能力也可用于本申请中前面的各图上。在最初的最简单情况下，可以在开始操作时根据可使用性(根据未使用的和未出故障的部件)确定上面所有个人计算机PC1(以及PC微处理器90)和微处理器(30或40)的处理角色，例如S₂₁，并在操作结束之前保持不改变。但是，借助更复杂的系统软件、硬件和固件，在操作期间可以按需要把任何数量的个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器30(或40)的处理角色卸到别处，甚至是多次的和同时多个的。

图16E示出在一个更大规模的实施例下图16A-16J的多处理网络拓朴，其中包括参与某典型操作的所有个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器30(或40)，该例子中包括层1层的1个个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器30(或40)；层2处2个；层3处4个；和层4处8个。该网络拓朴是完全可扩缩的，即可对其增加任何具体数量的附加处理层或者个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器30(或40)(并且仅限于二层(或三层)的拓朴是可能的，它是不同于图9的常规单层“串在一起”的体系结构的最简单的操作处理分割情况)。

请注意对于如上面示出的最简单情况在每个附加的处理层上处理个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40的数量翻一番并因此可用2^N表示，其中N是最后一个处理层，该最简单情况把给定操作分割成二部分例如每层之中为二半。

请注意，替代上面的对操作的分割，还可利用上面说明的相同的网络体系结构在独立的分支，例如所示的S₂₁和S₂₂，上多任务地执行二个独立的并行处理操作。如从该例清楚地那样，利用上面的网络体系结构，多任务和/或并行处理的任何具体混合是可能的。

图16E示出，从M₁开始，把某给定并行处理(或多任务)操作按4层的虚拟网络的路线分发。这里使用的“现实”术语意思是暂时的，因为在下一个从M₁起源的并行操作中可能原来对上一次操作是可使用的个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器30(或40)中的多个可能对下个操作不再是可使用的。

虽然图16E示出用于从M₁向下面的4个从属处理层初始分发操作的二进制树状网络体系结构，而图16F示出对M₁逐层地处理和积累结果，图16F示出图16E的一个颠倒图以便表示从图16E的操作分发到图16F中的结果积累的操作顺序。

更具体地，图16F示出第四层处，从S₄₁到S₄₈的从属处理个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40，在第四层中它们处理该操作以产生随后穿过该虚拟网络的另外二层回送到M₁的结果。

在图16F中示出的操作结果的路线上，每个从属个人计算机PC1(或PC微处理器90或微处理40)具有或者仅作为一个直接通信链路或连接简单地传递这些结果的或者替代地例如综合从更低一层的个人计算机PC1(或PC微处理器90或微处理器40)发送的那些结果的能力；或者具有根据较低层的那些处理结果提供其它附加处理的能力。

这种综合或附加处理可以减少或消除来自搜索的复制数据或其它操作产生的复制结果，并且还可用来缓冲起源点M₁，以避免许多组的结果到达图9中的单处理层体系结构的M₁造成的溢出，这种单层结构由于可能有大量的从属个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40是不加协调的。用于个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40的这种综合作用明显地减少或消除上面讨论的图9的常规网络拓朴的过度用户预计划及同步问题。

图16K示出一个表示极复杂的网络结构的一个简单例予，可以从对一个由于例如数据中的变化而使其中所涉及的操作的复杂性是不均匀的给定操作进行分割而造成这种复杂结构。在该例子中，可以采用均衡每个从属个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理40的处理负载的预置的程序分割准则。借助该方法，某给定操作的复杂部分可以在对该问题的更困难部分增加分割的形式下自动地得到更多的资源，从而可以在该虚拟网络中建立更多层的并行处理的从属个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40以处理该操作，如图16K的左分支所示。

图16K是一个相当简单的例子，然而当在涉及PC微处理器芯片90的多个微层次上以及个人计算机PC1网络的多个宏层次上(例如后面图20B中所示)把类似的动态网络结构应用到采用多得多的个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器30或40的许多处理层的某虚拟网络上时，则会明显增加该虚拟网络的潜在复杂性。例如，每个PC微处理器芯片90可具有64个最后一层处理层上的从属微处理器94；每个个人计算机PC1可具有64个最后一层处理层上的从属PC微处理器芯片90，并且该虚拟网络可具有64个最后一层处理层上的个人计算机PC1。在通过处理某给定操作或某操作建立的虚拟网络带有这样多数量的可使用物理资源(这当然可以是非常非常大的)，如图16K中所示，很清楚该操作本身可雕塑出为该特定操作专门剪裁的非常复杂的虚拟网络。所需要的只是前面说明的操作分割进程，其可驻留在每个PC1(或PC微处理器90)或微处理器30或40上，或者可以在执行该操作时和数据一起传送(可作为操作应用软件)。

从而，图16K示出一个高度灵活的虚拟网络体系结构的一个例子，因由该网络硬件/软件/固体体系结构所允许，它能通过处理由具体的给定操作和它的相关数据施加在各部件上要求实时地动态配置。

图16L和16M示出其它可能的分割并行处理的方法，例如对下一层上三个从属个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40的分割路线，如图16L中所示，或者对四个从属个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40的分割路线，如图16M中所示。可以在处理层之间实现对任何具体数量的从属个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40的分割路线。

还可以在处理层之间或者甚至在同一处理层之内改变这种分割路线，如图16N中所示；可以从预置的程序准则例如前面在图16K示出的均衡操作负载的准则产生这些变化的例子。用于并行或多任务处理的分割问题的途径也是可变的，至少在计算机技术和数学中已知的方法的范围内。

图160示出从属个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40,S₄₁，向更高的处理层，S₃₁，发送操作结果，后者接着可充当一个路由路或一个或多个高速开关42(其也可位于PC微处理器90上作为92，包括作为一个全光学开关)不改变地把结果送到起源层下面的个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40,S₄₂，如图16P中所示。图16Q展示任何二对从属个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40例如S₄₁和S₄₂彼此直接通信，如所示包括连线地或无线地。图160-16Q示出图16F中示出的网络拓朴的相同的小段(最左上部)，下面的图16V-16W也如此。

位于该网络体系结构中较高处理层如S₃₁中的个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器30(或40)可以如图16V中所示处理结果以及发送它们，在图16V中S₃₁接收来自更低处理层的S₄₁和S₄₂的结果并接着在如图16W中所示把其处理结果发送到更高层的S₂₁之前处理这些数据。

图16V-16W和160-16Q一起示出图16F(和16E)的网络结构和功能发明中的任何个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器30(或40)与参与给定的并行处理(或多任务)操作的任何其它个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器30(或40)通信的能力。该通信可以采取简单地传送未修改的结果或者修改这些由任何层处理的结果的形式。

图16X-16Z示出发明人应用到如前面图10A和10B中讨论的对个人计算机PC1的设计上的新的层次网络结构和功能。图16X示出最简单的普通设计，带有一个主M₁微处理器30和二个从属S₂₁和S₂₂微处理器40。图16Y示出带有一个更多的从属微处理器层S₃₁-S₃₄的相似网络结构，而图16Z示出和图16Y相似的但带有一个更多的从属微处理器层S₄₁-S₄₈的网络结构。如这些例子中所示，该网络结构是完全可扩缩的，可包括任何具体数量的处理层上的任何具体数量的从属微处理器40。

图16AA示出一种有用的实施例，其中每个微处理器30和40除内部高速缓存外还具有自己的，在芯片上集成的或芯片外分立的，随机存取存储器(RAM)66或等效存储器(易失性或非易失性，例如闪速或磁存储器)。这种RAM或其它存储器的明显大于当今微处理器上使用的“高速缓存”或其它芯片上存储器的大容量在改进该微处理器的有效操作上是有好处的；若不位于微处理器芯片上，这种存储器的尺寸可明显地超过相关的微处理器的尺寸，但位于微处理器芯片上的高速缓存对改进微处理器的速度和效率提供最佳潜力。该设计还可含有(或用来替代)常规的共享存储器或RAM66’(即由个人计算机PC1的微处理器30或40(或90)中的全部或一部分使用)。

图16R-16T类似于上面的图16X-16Z，但示出PC微处理器90体系结构而不是宏PC1体系结构；如前面在图10C中所讨论，PC微处理器90当然是微芯片上的个人计算机。

图16U类似于图16AA，但除了示出的代替PC1体系结构的PC微处理器90体系结构之外。图160示出一种有用的实施例，其中每个PC微处理器93或94具有它自己的集成在芯片上(或分立于芯片)的随机存取存储器(RAM)66或等效存储器(易失性的或非易失性的例如闪速存储器或磁存储器)。这种RAM或其它存储器的明显大于当今微处理器上使用的“高速缓存”或其它芯片上存储器大容量在改进该微处理器的有效操作上是有好处的；若不位于微处理器芯片上，这种存储器的尺寸可明显地超过相关的微处理器的尺寸，但位于微处理器芯片上的例如高速缓存对改进微处理器的速度和效率提供最佳潜力。微芯片的设计还可含有(或用于替代)常规的可享存储器或RAM66’(即由个人计算机PC微处理器90的PC微处理器93或94中的全部或一部分使用的存储器)。

图16R-16U示出一种不同的和改进的基本芯片体系结构，它可以去掉或者减少目前在微处理器使用的用来在每个时钟周期期间执行多条指令的超标量方法。图16R-16U的体系结构简单得多，并且通过存储器和微处理器的汇集减小存储器瓶颈。与常规超标量设计(其固有的特别复杂产生非常大的存储器开销)相比的图16R-16U的可能只有很少或没有超标量元件的微芯片设计的简单性，可以导致在每片微芯片上采用比例大得多的独立、非超标量处理器(除把存储器或RAM66集成到微处理器芯片90之外)，如图16O中讨论那样。

通过采用如图16R-16U的相似的用于PC1网络的体系结构，图16X-16Z和16AA对PC1网络中的并行处理导入相同的微芯片并行处理性能的优点。

和本申请的前面的各图相似，所有的图16A-16Z以及16AA示出个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器30或40的网络的一部分，它可以是WWW或因特网或因特网Ⅱ或下一代因特网(意味着和它连接)或内联网或外联网或其它网络的一部分。

此外，除图16R-16T和16X-16Z之外，所有的图16系列按占据着相同位置地示出个人计算机PC1和微处理器30或40。做出这种双重表达是为了节省说明并且用于示出在该新网络的结构中在个人计算机PC1和微处理器30或40的概念范围内的并行功能性和可互换性。从而，取图16A为例子，M₁、S₂₁和S₂₂示出三个个人计算机PC1，或者替代地为一个微处理器30和二个微处理器40。

并且，如在图10C中最初提到的那样，个人计算机PC1可在尺寸上减小成PC微处理器芯片90，从而前面示出个人计算机PC1的各图也可通用地表示微处理器芯片90。

最后，图16A-16Z和16AA示出电连接和光连接的混合，包括特别是诸如玻璃光纤的连线99和无线100(以及单个图中二者的混合)。一般地，可以在示出的网络发明中(以及前面的图中)相当可互换地利用99或100中的一种或二者的混合，尽管在一些实施例中最高的传输速度(即最宽的带宽)或者移动性(或某其它因素)可能要求优选使用连线或无线。通常，光纤线99提供最优越的传输装置，因为它具有最大的带宽或最大的数据传输速度，从而对于个人计算机和微芯片之间的连接通常它是优选的(包括直接连接)，而当移动性是最重要的设计准则时通常优选无线100。

图16A-16Z和16AA中示出的任何实施例可以和本申请的前面的或后面的图中的任何一个或多个组合。

上面图16A-16Z和16AA中以前更前面的各图中示出并行处理网络体系结构在其基本设计上具有几个独特的特性，这些特性为和其它计算机共享并行和多任务处理的个人计算机PC1(或PC微处理器90)或微处理器40提供完全性。首先，每个从属个人计算机PC1(或微处理器40)只具有一部分的操作(对于大操作，只是非常小的一部分)，从而对单个PC1的未授权的监视只能得到对整个操作的非常有限的了解，尤其只采用相对局部区域的交换或路由选择下。第二，从属个人计算机PC1(或微处理器40)的地址是知道的或可跟踪的，从而在非法干预下不被匿名者保护(例如黑客通常那样)。此外，可以采用密码术，出于效率最好借助微处理器芯片30、40或90上的软件55，尽管也可采用软件和固件，或者可以采用一个独立的基于硬件的PC1的元件56如加密微芯片；借助加密元件55或56，可以使用微机械锁防止除直接的物理用户之外的访问。尽管如此，可以大大加强这些固有强度，如图17B-17D中指出那样。

图17A示出至少一个防火墙50，以执行它的不让诸如来自因特网的黑客的入侵者对用户的个人计算机PC1(或PC微处理器90)或主微处器30进行未经批准的用于监视或干预的访问的常规功能。

图17B示出，由于通过本申请人的网络结构发明因特网的用户可以利用另一个用户的个人计算机PC1(或PC微处理器90)的一个或多个从属微处理器40进行并行(或多任务)处理，该至少一个的防火墙50具有双重作用，即还不让因特网3的使用(或网络上的其它共享使用)使提供共享资源的PC1的拥有者/用户进行未授权的监视或干预。为了保持进行这种合作的共享网络布局所必须的隐私性，必须通过硬件/软件/固件或其它装置仔细地防止未经批准的监视或干预。

从而图17C示出主M个人计算机PC1(或PC微处理器90)利用一个可用于因特网3(或其它网络)的共享使用的不同个人计算机PC1’的从属S2微处理器30，因防火墙50’阻止PC1对PC1’的未经批准的访问(尽管PC1’的拥有者/用户总是可以中断共享操作和收回控制和使用从属S’微处理器40，这接着触发卸下动作以进行补偿，如上面图16I-16J中所讨论)。

图17D示出的图类似于图17C，但示出一个带有由因特网3用户(或其它网络)使用的一个从属微处理器94的PC微处理器90，从而至少一个的防火墙50既用于拒绝主M微处理器93对从属微处理器94上的因特网3的并行处理(或多任务)操作的监视的访问又用于拒绝从属S微处理器94的因特网3(或其它网络)用户对主M微处理器93的访问。目前设想至少一个的防火墙50是在微芯片层通过不可配置的硬件实现的以提供防止PC1用户对防火墙50的窜改的最好保护，PC1用户更容易进入软件或诸如PC母板的宏硬件进行修改。

前面在图16K和其它图16系列(以及其它图)中示出的灵活的网络体系结构具有许多应用，包括它们用于对网络本身的设计改进和改变。另外，该灵活的网络可用于模拟和设计个人计算机PC1并尤其是PC微处理器芯片(以及其它微芯片)，它们可能是固定的或可配置的(响应某给定操作的要求，例如图16K的网络体系结果)或二者兼有之。

图16K的网络体系结构具有特别好地模拟典型PC微处理器90或其它微芯片的相当简单的二进制电路结构的能力，因为图16K网络中的任何个人计算机PC1或PC微处理器芯片90可模拟的远远多于简单的二进制电路开/关状态或其它简单的微芯片电路。图16K网络中的任何PC1或90可以真实地表示任意数量的模拟任何电路类型的状态或条件，不论它是多么复杂，唯一的限制是个人计算机PC1或PC微处理器90为处理该模拟所需的处理时间，其数量可能非常大一数千次或数百万次；也就是说，只存在实践上的限制，不存在理论上的限制，尽管如前面讨论那样，处理器数量的更多增加预期是分阶段引入的。

前面说明的网络发明的一个潜在的有关应用是模拟构建量子计算机所必须的独特“量子位(qubit)”元件和模拟虚拟量子计算机本身。

图18A-18D示出用于虚拟量子计算机或计算机组的设计。图18A示出个人计算机PC1(或微处理器90)增加模拟用于量子计算机(或组)的“量子位”并从而变成虚拟量子位(VQ)150的软件程序151，VQ150是量子计算机153的关键元件。图18B示出个人计算机PC1(或微处理器90)带有一个数字信号处理器(DSP)89，后者和模拟量子位的硬件模拟部件152连接，其中PC1通过DSP89监视量子位，从而模拟用于量子计算机153的虚拟量子位(VQ)150；这布局允许PC1通过多任务同时使用数字计算和量子计算的选用。

图18C类似于图16A，但在PC1中含有虚拟量子位，从而虚拟量子计算机153可具有和图16A-16Z和16AA以及本申请的其它图中示出的相类似的任何网络体系结构。

例如如图18D中所示，类似于图13虚拟量子位(VC)150可提供完整的互连性。如图18A和18B中描述的虚拟量子位VC150可添加到或者取代本申请的前面的图16B-16Q和16V-16AA以及更前面的各图中的微处理器30和40。如本申请中前面示出的那样，虚拟量子位150的数量只受限于在任何给定时间要实施什么；这意味着就演变而言可从一个或多个连网的个人计算机具有少至单个量子位150开始，但如前面的图中示出的那样，量子位150的数量潜在地可变为特别大。图18D示出连线99和无线100连接的混合。

类似于家中和办公室中的个人计算机，汽车170(包括其它车辆和运输工具)中的个人计算机PC1实际上只使用百分比很小的时间，其不使用的平均休眠时间总计可达90％或更多。现在正在把个人计算机添加到一些汽车中并且可能在下一个十年或以后变为标准设备。另外，汽车已经具有非常大量的以专用微处理35器为形式的单板微处理器，它们可能在今后的设计中变为通用并行处理器，如本申请中前面讨论的那样。

从而汽车构成一种用于通过因特网3或其它网络进行大量并行处理的潜在的大的并未被使用的资源，如前面的各图中所说明的那样。然而，在空闲并从而通常可供网络使用时，汽车缺少可用的电源，由于发动机太大不能有效地向单板计算机提供电源(除偶而之外)它当然是关掉的。如图19中所示，汽车发动机例如可具有一个和汽车计算机网络178连接的控制器(PC1(或其它微处理器35)中的硬件、软件或固件或者组合)，以便在电池低时自动启动汽车发动机对汽车电池171充电(以及在电池太低之前启动发动机)，但需要对发动机进行附加的控制以使不会自动地消耗所有可用的燃料。

替代地，汽车170可装配一个非常小的辅助的由发动机驱动的发电机177以对汽车的计算机网络提供电源；发电机177的发动机可由主发动机油箱馈油并按如上控制。

缓解(但不是解决)上面提到的缺少电源的二种彼此不排斥的解决办法是，第一，增添一个用于网络使用(至少主要地)的附加汽车电池171’，或者第二，采用单个电池但例如在PC1中增加一个控制器以防止现用电池171放电到接近或低于需要启动汽车170的电平。

此外，如图19中所示，可以在汽车的外表面上含有一个或多个太阳能发电电池或电池阵列172，其通常布置上水平面的最有效部门上，例如车顶、车罩或行李箱部分。为了在没有太阳光时，例如在晚上或在车库内，聚焦或可聚焦光源173可向太阳帆板提供外部能源。

备择地，可在汽车外表面上或附近安装一个连接部件174，例如用于外部电源的插头。附加地，或单独地，个用于光纤(或其它缆线)的连接部件175外部连接到因特网3或其它网络；在汽车网络和至因特网3的光纤连接之间还可以存在中等的高传输速度。备择地，位于泊车处，例如车库内，附近的无线接收机176可提供从汽车个人计算机或计算机组PC1到因特网3或到如图10I中示出的家庭或企业中的网络的直接连接。

网20A类似于图16Y，但附加地示出一个充当S₁的从属微处理器40，M₁微处理器30已经暂时地或永久性地把主机功能卸到它的身上。图20A还示出从属微处理器40的处理层S₃₁-S₃₄，其每一个带有一个独立的至数字信号处理器(DSP)89或其它传输部件的输出连接；分别用111、112、113和114示出这些传输连接。DSP89连接到至因特网(或其它网络)的连线99装置例如光纤，虽然也可使用非光纤型的线(并可能不需要DSP89)。

图20B类似图16S，但带有上面在图20A中说明的相同新增加。和图16S一样，图20B详细示出个人计算机PC微处理器90₁，它是一个微芯片上的个人计算机，在微处理器90内包括更多的二个并行处理层。此外，图20B中示出的新的二层PC微处理器90是由PC微处理器90₂₁-90₂₄组成的第二处理层以及由PC微处理器90₃₁-90₃₁₆组成的第三处理层(第三层总共16个微处理器90)。通过对因特网3(或其它网络)的中间直接连接并且通过四条来自更高处理层的输出线，图20B例子中示出的三个处理层中的每层在层间是独立的。例如，微处理器90₂₁-90₂₄示成分别从输出111-114接收四个从属微处理器94，即PC微处理器90₁的S₃₁-S₃₄。

请注意，详细地示出PC微处理器90₁包括所有的从属微处理器94，而位于第二和第三处理层的其它PC微处理器90出于表达的简明未包括。还请注意，可存在附加的处理层，但出于简单没有示出：如图20A的个人计算机PC1可以和微处理器90互换地使用。

图20B示出在每个处理层之间来自每个PC微处理器90的输出连接可以通过因特网3或其它网络从从属微处理器94直接传递到下面一层处理层上的PC微处理器90，例如从PC微处理器90₂₁向下传递到PC微处理器90₃₁-90₃₄。可以在一条最好和PC微处理器芯片90₁直接连接的光纤线路(由于光纤的大容量，通常预计一条光纤线路是足够的，但也可使用更多条线路)上的不同信道(并且可使用复用例如波分或紧凑波分)上传递来自这些从属处理微处理器94(S₃₁-S₃₄)的各条传输连接，例如为PC微处理90₁示出的111、112、113和114，其中PC微处理芯片90₁可含有一个数字信号处理器89(其可为一个或多个)以用于与诸如光纤线路的连线连接如图中所示或者用于无线连接。

图20A和20B中示出的任何实施例可以和本申请的前面各图中的任何一个或多个的图组合。

这种应用超过用于操作以上描述的网络计算机或包括任何有关连的计算机或网络硬件、软件或固件(或其它部件)、设备和方法在内的系统所需所有新的设备和方法。特定地包括但不限于以下装置(以它们现有或将来的形式，等效的或后继者)：所有允许运行的PC和网络软件、硬件和固件操作系统，用户接口和应用程序；所用允许运行的PC和网络硬件设计和系统体系结构，包括所有PC和其它计算机和网络计算机、例如服务器、微处理器、节点、网关、桥接器、路由器、开关和所有其它部件；所有供网络提供者、PC用户、和/或其它人用的允许运行的财务和法律交易、安排和实体，包括任何项目的买卖或网络上的服务或任何这类买者和卖者之间的任何其它交易；以及由第三方向前述PC用户、网络提供者、和/或其它人的任何一部分人或全部提供的所有服务，包括选择、采办、建立、实施、集总、运行和完成维护。

在前面的附图中示出申请人的发明引入的许多元部件的组合因为这些实施例被认为是至少在可能为最有用的之中，但是存在许多其它有用的组合实施例却没有示出，这只是简单地因为不可能在由本文中示出的各发明的固有高相互联系特性造成的难以避免的长说明下在保持适当简短的前提上全部示出它们，这些发明都可作为一个系统的部分一起运行或者独立地运行。

从而，上面未明确说明的任何组合无疑地隐含于本申请的整个发明之中，并且从而，任何前面的附图和/或相关的文字说明中的任何部分可以和本申请任何一个或多个其它的图和/或相关的文字说明中的任何部分组合以创造对现有技术的新的和有用的改进。

此外，任何前面的附图和/或相关的文字说明中的任何独有的新部分本身可单独地看成是对现有技术的独特改进。

上述实施例如上所概括满足本发明的总体目的。然而，熟悉技术的人清楚地知道，上述说明只是通过各个最优选实施例作出的。因此可在不背离本发明范围的情况下明确地和容易地做出许多其它的为有用的改进的并且无疑是超出现有技术的改变和变动，并仍处于本发明的极广泛的总范围内，本发明对现有技术的超越由所附权利要求书定义。

Claims (40)

1．一种用于计算机网络的系统，包括：

至少二台个人计算机；

装置，用于提供要提供给所述网络内的所述至少二台个人计算机的网络服务以及包含着并行处理的共享计算机处理；

装置，用于使所述至少二台个人计算机中的至少一台在闲置时成为是暂时可使用的以对所述网络提供所述共享计算机处理；

装置，用于使所述至少二台个人计算机中的至少一台在由相应的个人用户指示时暂时地充当主个人计算机以启动和控制与所述网络内的所述至少二台个人计算机中的至少一台的其它台个人计算机共享的计算机处理操作的执行；

装置，用于使所述至少二台的个人计算机中的所述至少一台的其它台在闲置时成为是可使用的以暂时充当至少一台的从属个人计算机以便参与由所述主个人计算机控制的某共享计算机处理操作的执行；以及

装置，用于使所述至少二台的个人计算机根据指示在所述共享计算机处理操作中在充当主机和充当从属机之间更换，其中

每个所述至少一台的从属个人计算机综合或者传递从更低处理层上的另一台从属个人计算机发送的结果。

2．依据权利要求1的系统，还包括：

装置，用于由所述主个人计算机把所述共享计算机处理操作分割成多个部分并且把所述多个部分发送到多个从属个人计算机。

3．依据权利要求2的系统，其中所述至少二台个人计算机中的至少一台包含多个微处理器。

4．依据权利要求3的系统，其中所述微处理器在单个芯片上。

5．一种用于计算机网络的系统，包括：

至少二台个人计算机；

装置，用于提供要提供给所述网络内的所述至少二台个人计算机的包含着浏览功能的网络服务以及包含着并行处理的共享计算机处理；

装置，用于使所述至少二台个人计算机中的至少一台在闲置时成为是暂时可使用的以对所述网络提供所述共享计算机处理；

一个构建成和布局成以网络为基进行监视的监视器，以对所述至少二台个人计算机中的每台提供所述网络服务；

装置，用于保持用来向所述至少二台个人计算机中的每台或对个人用户提供所述网络服务的标准费用基础；

装置，用于使所述至少二台个人计算机中的至少一台在由相应的个人用户指示时暂时地充当主个人计算机以启动和控制与所述网络内的所述至少二台个人计算机中的至少一台的其它台个人计算机共享的计算机处理操作的执行；

装置，用于使所述至少二台的个人计算机中的所述至少一台的其它台在闲置时成为是可使用的以暂时充当至少一台的从属个人计算机以便参与由所述主个人计算机控制的某共享计算机处理操作的执行；以及

装置，用于使所述至少二台的个人计算机根据指示在所述共享计算机处理操作中在充当主机和充当从属机之间更换；

至少一台的所属计算机包括至少二个微处理器并且具有与所述计算机网络的连接；

一个用于所述至少二台个人计算机的防火墙，以便限制所述网络只访问所述至少二台个人计算机的一部分的硬件、软件、固件和其它部件，其中：

所述防火墙不允许所述网络访问所述微处理器中的至少一个，其中这些微处理器包括装置，用于充当主微处理器的装置以启动和控制与包括着用于充当从属微处理器的装置的至少一个的其它微处理器共享的计算机处理操作的执行；

所述防火墙允许所述网络访问所述从属微处理器，以及

每个所述至少一台的从属个人计算机综合或者传送从更低处理层上的另一台从属个人计算机发送的结果。

6．依据权利要求5的系统，还包括：

装置，用于由所述主个人计算机把所述共享计算机处理操作分割成多个部分并且把所述多个部分发送到多个从属个人计算机。

7．依据权利要求6的系统，其中所述至少二台个人计算机中的至少一台包含多个微处理器。

8．依据权利要求7的系统，其中所述微处理器在单个芯片上。

9．一种用于至少二个处理器的网络的系统，包括：

所述至少二个的处理器；

装置，用于提供要提供给所述网络内的所述至少二个处理器的网络服务以及包含着并行处理的共享计算机处理；

装置，用于使所述至少二个处理器中的至少一个在闲置时成为是暂时可使用的以对所述网络提供所述共享计算机处理；

装置，用于使所述至少二个处理器中的至少一台在被指示时暂时地充当主处理器以启动和控制与所述网络内的所述至少二个处理器中的至少一个的其它处理器共享的计算机处理操作的执行；

装置，用于使所述至少二个处理器中的所述至少一个的其它处理器在闲置时成为是可使用的以暂时充当至少一个的从属处理器以便参与由所述主处理器控制的某共享计算机处理操作的执行；以及

装置，用于使所述至少二个的处理器根据指示在所述共享计算机处理操作中在充当主处理器和充当从属处理器之间更换，其中

每个所述至少一个的从属处理器综合或者传递从更低处理层的另一个从属处理器发送的结果。

10．依据权利要求9的系统，还包括：

装置，用于由所述主处理器把所述共享计算机处理操作分割成多个部分并且把所述多个部分发送到多个从属个人计算机。

11．依据权利要求10的系统，其中所述至少二个处理器中的至少一个包含多个微处理器。

12．依据权利要求11的系统，其中所述微处理器在单个芯片上。

13．依据权利要求9的系统，其中所述至少二个处理器中的每个包括一个对应的存储器。

14．依据权利要求13的系统，其中个所述对应的存储器是易失性存储器和非易失性存储器中的一种。

15．一种用于计算机网络的系统，包括：

至少二台个人计算机，其中所述至少二台个人计算机中的至少一台包括一个带有一个从属微处理器的PC微处理器；

装置，用于提供要提供给所述网络内的所述至少二台个人计算机的包含着浏览功能的网络服务以及包含着并行处理的共享计算机处理；

装置，用于使所述至少二台个人计算机中的至少一台在闲置时成为是暂时可使用的以对所述网络提供所述共享计算机处理；

一个构建成和布局成以网络为基进行监视的监视器，以对所述至少二台个人计算机中的每台提供所述网络服务；

装置，用于保持用来向所述至少二台个人计算机中的每台或对个人用户提供所述网络服务的标准费用基础；

装置，用于使所述至少二台个人计算机中的至少一台在由相应的个人用户指示时暂时地充当主个人计算机以启动和控制与所述网络内的所述至少二台个人计算机中的至少一台的其它台个人计算机共享的计算机处理操作的执行；

装置，用于使所述至少二台的个人计算机中的所述至少一台的其它台在闲置时成为是可使用的以暂时充当至少一台的从属个人计算机以便参与由所述主个人计算机控制的某共享计算机处理操作的执行；以及

装置，用于使所述至少二台的个人计算机根据指示在所述共享计算机处理操作中在充当主机和充当从属机之间更换；

一个用于所述至少二台个人计算机的防火墙，以便限制所述网络只访问所述至少二台个人计算机的一部分的硬件、软件、固件和其它部件，其中：

所述防火墙不允许所述网络访问所述微处理器中的至少一个，其中这些微处理器包括用于充当主微处理器的装置以启动和控制与包括着用于充当从属微处理器的装置的至少一个的其它微处理器共享的计算机处理操作的执行；

所述防火墙允许所述网络访问所述从属微处理器，以及

每个所述至少一台的从属个人计算机综合或者传送从更低处理层上的另一台从属个人计算机发送的结果。

16．依据权利要求15的系统，还包括：

装置，用于由所述主个人计算机把所述共享计算机处理操作分割成多个部分并且把所述多个部分发送到多个从属个人计算机。

17．依据权利要求16的系统，其中所述至少二台个人计算机中的至少一台包含多个微处理器。

18．依据权利要求17的系统，其中所述微处理器在单个芯片上。

19．依据权利要求15的系统，其中所述防火墙用微芯片层上不可配置的硬件实现。

20．一种用于至少二个处理器的网络的系统，包括：

所述至少二个的处理器；

装置，用于提供要提供给所述网络内的所述至少二个处理器的网络服务以及包含着并行处理的共享计算机处理；

装置，用于使所述至少二个处理器中的至少一个在闲置时成为是暂时可使用的以对所述网络提供所述共享计算机处理；

装置，用于使所述至少二个处理器中的至少一台在被指示时暂时地充当主处理器以启动和控制与所述网络内的所述至少二个处理器中的至少一个的其它处理器共享的计算机处理操作的执行；

装置，用于使所述至少二个处理器中的所述至少一个的其它处理器在闲置时成为是可使用的以暂时充当至少一个的从属处理器以便参与由所述主处理器控制的某共享计算机处理操作的执行；以及

装置，用于使所述至少二个的处理器根据指示在所述共享计算机处理操作中在充当主处理器和充当从属处理器之间更换，其中

所述至少二个处理器中的至少一个位于汽车中并连接到所述网络。

21．一种方法，包括：

提供要提供给一个网络内的至少二台个人计算机的网络服务以及包含着并行处理的共享计算机处理；

使所述至少二台个人计算机中的至少一台在闲置时成为是暂时可使用的以对所述网络提供所述共享计算机处理；

使所述至少二台个人计算机中的至少一台在由相应的个人用户指示时暂时地充当主个人计算机以启动和控制与所述网络内的所述至少二台个人计算机中的至少一台的其它台个人计算机共享的计算机处理操作的执行；

使所述至少二台的个人计算机中的所述至少一台的其它台在闲置时成为是可使用的以暂时充当至少一台的从属个人计算机以便参与由所述主个人计算机控制的某共享计算机处理操作的执行；以及

使所述至少二台的个人计算机根据指示在所述共享计算机处理操作中在充当主机和充当从属机之间更换，其中

每个所述至少一台的从属个人计算机综合或者传递从更低处理层上的另一台从属个人计算机发送的结果。

22．依据权利要求21的方法，还包括：

所述主个人计算机把所述共享计算机处理操作分割成多个部分并且把所述多个部分发送到多个从属个人计算机。

23．依据权利要求22的方法，其中所述至少二台个人计算机中的至少一台包含多个微处理器。

24．依据权利要求23的方法，其中所述微处理器在单个芯片上。

25．一种方法，包括：

提供要提供给一个网络内的至少二台个人计算机的包含着浏览功能的网络服务以及包含着并行处理的共享计算机处理；

使所述至少二台个人计算机中的至少一台在闲置时成为是可使用的以对所述网络提供所述共享计算机处理；

以网络为基进行监视，以对所述至少二台个人计算机中的每台提供所述网络服务；

保持用来向所述至少二台个人计算机中的每台或对个人用户提供所述网络服务的标准费用基础；

使所述至少二台个人计算机中的至少一台在由相应的个人用户指示时暂时地充当主个人计算机以启动和控制与所述网络内的所述至少二台个人计算机中的至少一台的其它台个人计算机共享的计算机处理操作的执行；

使所述至少二台的个人计算机中的所述至少一台的其它台在闲置时成为是可使用的以暂时充当至少一台的从属个人计算机以便参与由所述主个人计算机控制的某共享计算机处理操作的执行；以及

使所述至少二台的个人计算机根据指示在所述共享计算机处理操作中在充当主机和充当从属机之间更换；

限制所述网络只访问所述至少二台个人计算机的一部分的硬件、软件、固件和其它部件，其中：

所述限制不允许所述网络访问所述微处理器中的至少一个，

所述限制允许所述网络访问所述微处理器中的至少一个的其它处理器，以及

每个所述至少一台的从属个人计算机综合或者传送从更低处理层上的另一台从属个人计算机发送的结果。

26．依据权利要求25的方法，还包括：

所述主个人计算机把所述共享计算机处理操作分割成多个部分并且把所述多个部分发送到多个从属个人计算机。

27．依据权利要求26的方法，其中所述至少二台个人计算机中的至少一台包含多个微处理器。

28．依据权利要求27的方法，其中所述微处理器在单个芯片上。

29．一种方法，包括：

提供要提供给一个网络内的至少二个处理器的网络服务以及包含着并行处理的共享计算机处理；

使所述至少二个处理器中的至少一个在闲置时成为可使用的以对所述网络提供所述共享计算机处理；

使所述至少二个处理器中的至少一台在被指示时暂时地充当主处理器以启动和控制与所述网络内的所述至少二个处理器中的至少一个的其它处理器共享的计算机处理操作的执行；

使所述至少二个处理器中的所述至少一个的其它处理器在闲置时成为是可使用的以暂时充当至少一个的从属处理器以便参与由所述主处理器控制的某共享计算机处理操作的执行；以及

使所述至少二个的处理器根据指示在所述共享计算机处理操作中在充当主处理器和充当从属处理器之间更换，其中

每个所述至少一个的从属处理器综合或者传递从更低处理层的另一个从属处理器发送的结果。

30．依据权利要求29的方法，还包括：

所述主处理器把所述共享计算机处理操作分割成多个部分并且把所述多个部分发送到多个从属个人计算机。

31．依据权利要求30的系统，其中所述至少二个处理器中的至少一个包含多个微处理器。

32．依据权利要求31的方法，其中所述微处理器在单个芯片上。

33．依据权利要求29的方法，其中所述至少二个处理器中的每个包括一个对应的存储器。

34．依据权利要求33的方法，其中每个所述对应的存储器是易失性存储器和非易失性存储器中的一种。

35．一种方法，包括：

提供要提供给一个网络内的至少二台个人计算机的包含着浏览功能的网络服务以及包含着并行处理的共享计算机处理，所述至少二台个人计算机的至少一台包括一个带有一个从属微处理器的PC微处理器；

使所述至少二台个人计算机中的至少一台在闲置时成为是可使用的以对所述网络提供所述共享计算机处理；

以网络为基进行监视，以对所述至少二台个人计算机中的每台提供所述网络服务；

保持用来向所述至少二台个人计算机中的每台或对个人用户提供所述网络服务的标准费用基础；

使所述至少二台个人计算机中的至少一台在由相应的个人用户指示时暂时地充当主个人计算机以启动和控制与所述网络内的所述至少二台个人计算机中的至少一台的其它台个人计算机共享的计算机处理操作的执行；

使所述至少二台的个人计算机中的所述至少一台的其它台在闲置时成为是可使用的以暂时充当至少一台的从属个人计算机以便参与由所述主个人计算机控制的某共享计算机处理操作的执行；以及

使所述至少二台的个人计算机根据指示在所述共享计算机处理操作中在充当主机和充当从属机之间更换；

把所述网络对所述至少二台个人计算机访问限制在只访问所述至少二台个人计算机的一部分的硬件、软件、固件和其它部件，其中：

所述限制不允许所述网络访问所述微处理器中的至少一个，

所述限制允许所述网络访问所述从属微处理器，以及

每个所述至少一台的从属个人计算机综合或者传送从更低处理层上的另一台从属个人计算机发送的结果。

36．依据权利要求35的方法，还包括：

所述主个人计算机把所述共享计算机处理操作分割成多个部分并且把所述多个部分发送到多个从属个人计算机。

37．依据权利要求36的方法，其中所述至少二台个人计算机中的至少一台包含多个微处理器。

38．依据权利要求37的方法，其中所述微处理器在单个芯片上。

39．依据权利要求35的方法，其中所述限制是由微芯片层上不可配置的硬件进行的。

40．一种方法，包括：

提供要提供给一个网络内的至少二个处理器的网络服务以及包含着并行处理的共享计算机处理；

使所述至少二个处理器中的至少一个在闲置时成为是可使用的以对所述网络提供所述共享计算机处理；

使所述至少二个处理器中的至少一台在被指示时暂时地充当主处理器以启动和控制与所述网络内的所述至少二个处理器中的至少一个的其它处理器共享的计算机处理操作的执行；

使所述至少二个处理器中的所述至少一个的其它处理器在闲置时成为是可使用的以暂时充当至少一个的从属处理器以便参与由所述主处理器控制的某共享计算机处理操作的执行；以及

使所述至少二个的处理器根据指示在所述共享计算机处理操作中在充当主处理器和充当从属处理器之间更换，其中

所述至少二个处理器中的至少一个位于汽车中并连接到所述网络。

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