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下面是笔者从教育部学位中心获取的其对2009年度中国大学计算机整体排名数据。清华，国防科大与北航名列前三强。北大名列第六。中国科技大学名列第十三。

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下面是美国US News杂志评选出来的2009年美国大学研究生院计算机科学方向的综合实力排行榜。有兴趣的读者可以一览并通过链接访问相应大学的计算机系的主页。由于篇幅的关系，笔者只列出了其中前20名，并赫然发现，其中加州的6所大学名列其中。其分别为排名第一的斯坦福大学和加州大学伯克利分校；排名十一的加州理工和十三的加州大学洛杉矶分校；排名十六的加州大学圣地亚哥分校；排名二十的南加大。

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思科的QFP芯片，是作为思科的边缘路由器ASR1000的重要组成部分而粉墨登场的。ASR1000产品系列为三个：ASR1002，ASR1004和ASR1006。其不同的配置和结构的差别，可参阅下图所示。

在从系统的观点考察QFP和其所在的系统时，首先介绍一下ASP1000产品的一些命名约定。

CPP: Cisco Packet Processor。在ASR1000里，就是这个QuantumFlow Processor（QFP）

CC：CarrierCard。即线卡模块板。在ASR1000里，叫做SIP（SPA Interface Processor)。SPA（Shared Port Adaptor)为线卡。 一个SIP模块上可以插入1-4个SPA线卡。支持Ethernet，ATM，POS等等报文格式端口。

FP: Forwarding Processor。 在ASR1000里，是ESP（Embedded Services Processor)卡。QFP芯片就是被焊接在ESP卡上，并通过SP-4.2接口来获取数据报文的。

RP: Routing Processor。在ASR1000里，仍然是叫做RP。就是思科经典的IOS的控制平面卡的意思。

如果读者不熟悉思科路由器产品命名约定的话，要注意的是，不要把这里的一些“Processor”与真正意义上的CPU处理器相混淆。SIP，ESP和RP等的Processor的意思是一个逻辑概念，其物理上是指相应的硬件处理卡。

下图所示为ASP1006的一个硬件结构图。

读者可以认识到，ASP1006可以支持两个RP，即控制平面卡，从而提高Dual-RE的HA。（ASP1004可以支持单RE的HA，即两个IOS运行在Linux的KVM环境上。ASR1006不支持单卡的Dual-IOS结构。）。可以支持两个ESP卡，也就是，两个QF芯片。这两个ESP卡的HA关系是Active/Passive。从而为ASR1000提供Statue-ful的服务处理的HA支持。这是ESP10中10的意思是10bps线速。。ASR1000不同的产品可以支持不同的ESP性能。例如ASR1002的ESP是ESP5，也就是说，是5Gbps的线速。 另外，可以看出ASR1006可以有两个SIP模块。每个模块可以支持1-4个SPA线卡。

当读者试图把握ASR1000的系统结构时，很重要的一点是：ASR1000是一个分布式结构，但是一个集中式的数据处理。换言之，任何一个数据报文，都要通过SPA–>SIP–>互联–>ESP，最后进入QFP进行处理。从RE出来的数据报文，例如BGP，OSPF报文，也是如此。在系统中，QFP起着一个枢纽的角色。

下图所示为QFP，ESP在整个系统中的逻辑结构图。

另外，有兴趣的读者，可以浏览QFP在ESP卡上的物理布板结构。从而可以更好的理解QFP是如何 通过系统级别的互联，然后通过SPI-4.2来收发报文，与主控CPU进行通信，被主控CPU监测，启动，更新等等的硬件结构。

从上述图中，读者也可以发现，在ESP板子上有两个“Interconnect ASIC”。这个互联逻辑就是思科目前力挺的ESI–Enhanced Serdes Interconnect。ESI互联结构是ASR1000系统把系统的部件（SIP，ESP，RP）结合起来的通信路径。 换言之，ASR1000的背板是基于ESI的。

那么为什么在ESP上有两个ESI芯片，其原因是为了ESP之间的高可靠性（HA）。在一个ESP或者QFP在Active模式下的时候，Active与Passive的ESP（或QFP）通过专门的一个ESI连接进行通信，从而完成Stateful的状态备份。实现ESP级别的HA。

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      李晨现为美国尔湾加州大学（UC Irvine）计算机系的副教授。李教授分别于1994年和1996年在清华大学计算机系获得学士和硕士学位，并于2001年在斯坦福大学（Stanford University）获得博士学位，博士导师为Jeffrey Ullman教授。

      李教授的研究方向包括数据库和信息系统等，他还在各种期刊发表过多篇论文，并参与组织多个学术会议。

      点击这里进入李教授主页（英文）。

李教授的联系方式为：

Chen Li
Associate Professor
Department of Computer Science
Bren Hall, Room 2092
University of California, Irvine
Irvine, CA 92697-3435
Phone:  (949) 824-9470 (Office) 
Fax: (949) 824-4056
CHENLI AT ics DOT uci . E Du

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从思科发布的资料可以得知，ASR1000系统的整个软件操作系统叫做IOS-XE。IOS-XE是一个基于Linux的IOS操作系统。如何理解这个“基于Linux的IOS操作系统”呢？笔者会在将来单独对思科的操作系统的演化和战略做专题分析。对于拥有QFP芯片做转发和服务处理的ASR1000系统，IOS-XE的基本特点是：

–在控制平面上，可以支持单卡（RE）的两个IOS的运行。从而可以支持单RE（控制平面）的HA，例如，ISSU。这是非常重要的一个亮点。思科就是利用Linux 2.6之后的KVM虚拟技术，从而在Linux上运行了两个IOS。每个IOS作为一个Linux的用户进程来运行。

–在ESP板子上，或者说，数据处理卡上，通过一个主控CPU（一个PowerPC），运行一个Linux Kernel和相应的Chasis Manager， Forwarding Manager等管理进程，并与RE的IOS和相应的进程通过标准的IPC进行通信，从而达到控制平面和数据平面的各种路由，ACL，Config， Policy，动态log数据采集，错误汇报等同步工作。另外，这个主控CPU起到一个控制QFP芯片的作用。换言之，QFP的所有软件都是这个主控CPU来安装，启动，运行的。QFP在这个层面上，扮演的是一个（专门处理数据报文的）协处理器的角色。

–在线卡（SIP)上，也通过一个主控CPU（一个PowerPC），运行一个Linux Kernel和相应的Chasis Manager， Interface Manager等管理进程，并与RE的IOS和相应的进程通过标准的IPC进行通信，从而达到控制平面和线卡的各种同步工作 。

在这篇文章里，笔者不详细讨论控制平面RE和线卡的软件系统，而是专注于数据处理卡ESP和QFP的软件结构。

ESP和QFP的软件结构图基本上如下图所示：

从上图可知，QFP软件子系统分为三个部分：位于主控CPU上的Linux核心上的QFP Client进程；位于主控CPU上的Linux核心里的QFP Driver（驱动）代码函数库，和位于QFP芯片40个Xtensa核上的QFP代码。QFP上的代码通过HyperTransport Interface与主控CPU上的QFP Client进行通信。通过SPI 4.2来获取报文数据，启动加密引擎，和做HA的处理（与另外的ESP板子上的QFP芯片）。主控CPU上的Linux环境中的Chaisis Manager和Forwarding Manager通过一个1Gbps的以太端口与RE（控制平面）通过IPC进行通信。

对于QFP的160(40 * 4)个线程，其软件结构（环境）大致是这样的：

×QFP上没有一个宿主操作系统。没有Linux kernel，当然更不存在IOS等。QFP上多核部分的数据报文处理逻辑应该是运行在一个裸机环境下。或者一个非常简单的硬件抽象层上（HAL）。这个HAL做一些简单的Tensilica Xtensa ISA的初始化，TLB的设置，中断的处理，内存的划分等等。从目前思科所以公开资料，看不出来其运行了任何OS和微内核。

×QFP的启动， 数据报文处理软件的下载，安装，运行，都是由主控CPU，通过HT接口，来控制的，例如，对于主控CPU而已，QFP的控制寄存器，就是主控CPU下可看见的一批Memory Mapped I/O地址。可以被读，写等。QFP Driver逻辑就是完成QFP驱动的Linux核心模块。

×QFP的线程作为引擎的角色，运行数据报文处理软件。

从上图可见，笔者将QFP的160个线程做了一个功能划分–控制线程和数据线程。

控制线程的功能是在QFP的多核上提供与ESP板子上主控CPU（一个PowerPC的处理器）进行通信，例如，接收来自主控CPU通过HT接口发来的各种控制消息；将QFP的各种状态数据，Log数据等等发回给主控CPU。读者需要注意到的是：FIB表的任何更新路径是：控制平面（RE）通知并发送给ESP的主控CPU。主控CPU通知并发送给QFP的控制线程。控制线程通过IPC将FIB存储在其能访问的内存中，例如RLDRAM。

数据线程的功能就比较直接和单纯。做纯粹的数据报文处理。

基本上，思科是不可能透露其QFP多核上软件结构的细节。但是，笔者认为，其结构应该大致为上述分析的结果。

在控制线程方面，另外一个工程选择可以是通过中断处理例程来实现，从而可以避免将160个线程中的几个单独拿出来做控制用，从而损害数据处理的能力。但是通过中断例程的方法的缺点也是比较明显，例如，对线程的cache缓存的打断和侵入，从而导致数据报文处理的性能受到影响。还有的不确定性在于，QFP的多核的中断处理逻辑的发送机制是如何设计的。是每个Xtensa的核都有一个中断逻辑，还是整个40个核拥有一个中断逻辑。

不同的QFP的微结构设计，都会导致软件系统设计的取舍不一。

另外，笔者感觉QFP上的40个核上的软件逻辑的稳定性和可扩展性非常有可能存在许多潜在的问题。如果没有一个良好的轻量级的微内核的支撑，上述的“run to complete”的死循环（while（1）…)代码结构是有许多问题的。当然，从这个角度，读者应该可以认识到，QFP里提供的硬件锁逻辑（提供许多spinlock，mutex等）是非常重要的。对于性能和编程模型，都是很关键的。

另外，从目前分析的QFP多核的软件结构来看，对于一个QFP的线程处理了崩溃，对其他线程的影响是什么 ？ESP主控CPU如何对待这种异常，是重新启动QFP全部系统，还是做而且只是重新启动那个死掉的线程？从笔者的技术观点，应该是，一旦主控CPU发现异常，HA的Active/Passive就会切换。这个当前的QFP全部重新启动，从主控CPU拿到QFP的代码，并且从新运行。这个也是非常可以理解的，例如ISSU的Upgrade等。

总之，在QFP的多核上构筑一个良好的软件系统是不容易的。目前来看，思科的ASR1000上的QFP软件也是比较简单的。

这里面原因有二：

×报文处理引擎，简单就是美。简单就是高性能。

×非常不容易设计和把握。

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      记得是一年前，我们四位生活在硅谷的中国工程师，有感于中文科技报道文章的质量普遍偏低，而且多出自外行之手，所以错误和不准确之处比比皆是，决定创建《弯曲评论》，给中文读者一个准确了解科技产业的窗口。弯曲评论主要登载与信息科技有关的科技评论文章，间或也对中国和海外的经济和政治现状做些点评。

      最开始时，只有四位创办人撰写文章，后来开始慢慢有志同的朋友加入进来，迄今已有几十人的作者队伍。开始时的网站点击也是寥寥无几，后来不断增多，一年下来也有了几十万次。弯曲评论的读者总量并不算多，因为它并不面向一般大众，而是面向具有相当技术、知识背景的读者，是一个小而精的读者群。

      弯曲评论的本意是向中国的读者介绍技术领域的动向，所以读者大多数来自中国国内，但出乎我们意料的是，它还吸引了来自世界九十多个不同国家的读者。我们没想到，能够阅读中文、对科技评论感兴趣的读者分布在如此广阔的地域，同时也认识到，从这些读者在世界各地的分布，我们还可以看出目前中国（华裔）科技人才在世界各地的分布情况。

      随着中国经济、技术的飞速发展，中国在世界的影响力正在逐渐扩大，中国技术人才的足迹也开始遍布世界的各个角落。一个有力的证据就是，弯曲评论的读者不仅来自中国、美国、加拿大等国家，还包括了几乎所有的欧洲国家，还有古巴、玻利维亚、秘鲁，甚至非洲的象牙海岸、塞内加尔、赞比亚、马达加斯加等国。下面我们就引用、分析一年来弯曲评论的网站访问数据，来看一看中国科技人才在世界各地的分布。

      按国家（和地区）排序，前二十位最大的读者群来自：中国（大陆）、美国、加拿大、台湾、香港、日本、法国、新加坡、澳大利亚、英国、德国、印度、韩国、芬兰（这个有点奇怪）、马来西亚、新西兰、瑞典、荷兰、澳门，和比利时。

      中国大陆的读者分布在338个城市（见题图），从最北的佳木斯，到最南的三亚，从最东的延吉，到最西的石河子。从图中可以看到，读者主要分布在东部地区，和中国的人口分布类似。读者最多的前二十个城市依次是北京、上海、深圳、广州、南京、杭州、成都、武汉、西安、苏州、长沙、天津、郑州、宁波、重庆、大连、合肥、济南、无锡，和太原。友情鼓励来自下面这些城市，为数不多的读者（你们是技术革命的火种）：天水、丹江口、玉溪、集安、渭南、仙桃、嘉峪关、康定、琼海、和黄岛。台湾地区的读者来自19个城市，包括台北、新竹、台南、桃园等。

      美国的读者分布在所有的五十个州（遍地开花！），不过其中有一半来自加州，其他人数较多的州依次是德州、俄亥俄、麻州、纽约、北卡、维州、伊利诺伊、华盛顿，和宾夕法尼亚州。读者较少的州有怀俄明、北达科他、缅因、南达科他、西弗吉尼亚、佛蒙特、密西西比州等。加州的读者分布在286个城市，北加州多于南加州，读者主要分布在湾区、洛杉矶、和圣迭戈及周边地区，但也有少量读者来自Eureka、Homewood、Bakerfield、Fresno、San Luis Obispo等华人不多的城市。德州的读者来自77个城市，前十位是Plano、Addison、休斯顿、Mc Neil、奥斯丁、Bryan、达拉斯、Alief、Sugar Land，和圣安东尼奥。

      加拿大的读者来自40个城市，最多的来自温哥华市，其他读者较多的城市还有多伦多、Mont-Royal、New Westminister、Saskatoon、渥太华、Markham、North York、London、Calgary、Waterloo，和Etobicoke等。印度的读者分布在23个城市，较多的有班加罗尔、Jaipur、德里、Gurgaon、Kandivli、Nagpur、Ghaziabad、新德里、和孟买等；巴基斯坦的读者来自伊斯兰堡、卡拉奇、Lahore、Rawalpindi、和Quetta等市。

      欧洲的绝大多数的国家都有弯曲评论的读者，没有读者的国家有保加利亚、捷克、和前苏联的波罗的海三国。法国的读者最多，分布在87个城市，较多的有巴黎、Bois-Colombes、Vanves、Gentily、Boulogne-Billancourt、Montrouge、Boit、Brest、Le Kremlin-Bicetre、La Tronche等；其次是英国，读者来自141个城市，较多的有伦敦、伯明翰、剑桥、牛津、Bristol、曼彻斯特、Sutton Coldfield、惠灵顿、Norwich、和Luton等；德国的读者来自105个城市，较多的有多特蒙德、慕尼黑、德累斯顿、斯图加特、亚琛、纽伦堡、莱比锡、柏林、汉堡，和法兰克福等。令我有点惊奇的是在芬兰也有相当数量的读者，来自十几个城市，有赫尔辛基、Oulu、Turku、Jyvaskyla、Vantaa、Kotka、和Tampere等。

      澳洲的读者也比较多，来自19个城市，包括悉尼、墨尔本、Brisbane、珀斯、堪培拉、Adelaide、Cranbourne、Wollonggong，和Kiama等。南美洲读者最多的国家是巴西，他们分别来自12个城市，有圣保罗、里约热内卢、巴伐利亚、Curitiba、Rio Do Sul，和Fortaleza等。非洲有访问量的国家有十几个，读者较多的国家包括埃及、南非、苏丹、利比亚、摩洛哥、喀麦隆、赞比亚，和尼日利亚等。

      还有，我们的读者同样遍布日本全国的130个城市，包括Shibuya、Nagoya、Kawasaki、东京、Shinjuku、Saiwai、Nakano、Meguro、和Chiyoda等。韩国的读者来自20个城市，包括安阳、汉城、Suwon、Songnam、Taejon、Pohang、和Kwangju等。

      从上面的数字可以看出，中国的科技人员已经遍布于世界各地近100个国家，主要集中于亚洲、北美、和欧洲，但即使在人数较少的南美和非洲，也有近半数的国家可以看到他们的身影。这些人中，有的可能是短暂停留后就会返回祖国，有的可能已经定居本地，但不论是何种情况，相信他们都有一颗心向祖国的赤子之心，充分利用起来，他们将会是推动中国走向世界的一股巨大力量，将会成为推动中华民族伟大复兴的冲锋队、排头兵。

      附：下图为弯曲评论读者在世界各地的分布。颜色越深表示读者越多，白色为没有读者。

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　　 手机不仅是手中的机器，更是手中的机会！抓住手机，抓住未来的机会！拥有巨大的财富！百度，这家曾经创造互联网神话的公司，早已把它的搜索从电脑延伸到手机。为了抢占移动搜索市场话语权，它不仅与移动、联通建立了合作关系，还与全球手机老大诺基亚建立了合作关系，与诺基亚维信合作，共同开发维信“百度精灵”，共推移动互联网搜索业务，为诺基亚全球超过1000万维信用户提供移动搜索服务。

　　为了进一步加大成功的概率，李彦宏邀请到通信帅才李一男加入百度。真是“天时、地利、人和”，应有尽有，大有可能成为移动搜索老大的气势。但百度的神话，能在移动互联网领域延续吗？

　　首先，从历史看，在一个领域创造神话的公司，很难在另一个领域继续创造神话——尽管这两个领域有一定的关联性。这样的例子数不胜数：软件行业的老大并不是互联网行业的老大，报刊业的巨头并不是互联网资讯门户中的冠军，最大的连锁书店的门户网站并不是最大的网上电子书城——最有权势的互联网企业是Google，而不是软件帝国微软；中国最大的互联网资讯门户是新浪，而不是报刊巨头人民日报的人民网；中国最大的电子书城是当当网，而不是新华书店的门户网站。由此可见，百度的神话似乎不大可能在移动互联网领域得以延续。除非它能排除互联网思维定势的干扰，充分意识到移动互联网和互联网的不同，以一种全新的姿态进入移动互联网领域。从目前看来，李彦宏似乎已经意识到了这点，故邀请通信帅才李一男加入，以期增加新的血液，采取新的思路进军移动互联网领域。但鉴于移动互联网和互联网的差异性——前者偏重于通信终端，后者偏重于资讯平台，恐怕只是引进一个李一男还不够。李彦宏应该招聘大量新的成员扩充到其移动搜索研发、运营团队，而不是只聘请一个高管李一男。否则，我们很难指望一个在互联网领域侵淫多年的团队，突然将思考问题的角度从互联网转移到移动互联网上来。

　　其次，百度在移动搜索领域面临着Google的巨大挑战，而且在某些方面已经落后于Google。谷歌（Google）中国区总裁李开复早在2007中国互联网大会上表示搜索将“以人为本”的发展方向，而百度至今还在倡导“百度比Google 更懂中文”。在互联网搜索技术方面，百度和Google技术差别不大，百度比Google更懂中文，确实大有用武之地。一个“我知道你不知道我知道”的绕口令形象地展示了Google的无奈。在移动搜索方面，这个优势的效果就不明显了。当前，Google和百度的互联网搜索技术，以数据为本，其中的核心就是“网页排名”，然而移动搜索，需要考虑手机的个性化、高度隐私性，以及人与人之间交互的社会性，更加需要“以人为本”，而不是“以内容为本”。所有的工作，都要围绕“以人为本”展开。在此，我不妨建议百度将该“百度比Google 更懂中文”的宣传策略改为“百度比Google更懂中国人”或者“百度更懂中国人”。事实上，作为土生土长的百度确实应该比外企Google更懂中国人。

　　再次，电信运营商将自主研发搜索引擎。最新数据显示，截至2008年10月，全国移动电话用户为62726.5万户，移动互联网用户达到8450万户，中国互联网用户数约为2.75亿，即30.7%的网民开始使用手机上网。显然，这是一块巨大的市场。Google的今日大家有目共睹。占据先天优势的电信运营商当然不会甘心将这块市场拱手让人，很可能自主研发搜索引擎或者全资收购有潜力的移动搜索引擎公司。从目前看来，中国移动、中国联通似乎只是跟Google、百度等搜索引擎公司以合作的方式切入这块市场，但并非没有独自进入这块市场的打算。中国移动、联通等电信运营商可能早已意识到，这种合作可能不会长久——随着移动搜索引擎公司的不断强大，在以后的合作中，它们将会变得越来越被动。其次，由于移动搜索是 “以人为中心”的搜索，传统互联网搜索是“以内容为中心”的搜索。传统互联网搜索引擎公司用在互联网上计算网页的排名技术在移动互联网上并不完全适用。所谓网页排名技术，其实就是通过统计网页之间的超链接数量和进行投票来确定网页的重要次序。而在移动互联网上，大部分WAP网站都是自己独立发展起来的，它们的内容也都是自己生产出来的，WAP网站之间的超链接比起互联网要少很多；通过计算超链接来排名显然就不一定合适了。目前，它们可能已经开发了一套全新的移动互联网搜索排名算法，但由于没有经过大规模应用检验，这种搜索算法的实际效果还有待观察。因此，与其这样，还不如电信运营商自主研发移动搜索引擎进入这块市场。如当前中国电信就自主研发了搜索引擎。

　　大家可能认为在这方面，中国电信相对中国移动、中国联通并无多大优势。其实并不尽然。由于移动搜索引擎是“以人为中心”的搜索，故获取用户的“地理位置信息”就相当重要。而在获取用户的地理位置信息方面，中国电信比中国移动、联通做得更到位。中国移动、联通还只是知道大部分用户所居住的城市，而中国电信却连宽带用户的家庭详细地址都有登记，这非常有利于中国电信为用户开展“本地生活搜索”服务。（当然中国移动、中国联通也可以知道，但只是针对拥有“GPS功能”的手机用户或者原来的“网通用户”才方便知道。）大部分居民的活动空间，就是以其家庭住址中心的三公里以内的范围，故开展“本地生活搜索”服务大有市场。其次，由于中国电信有巨大的固定电话用户和小灵通用户，非常适合开展“语音搜索”（“语音搜索”也可算作移动搜索的一部分）服务。如当前中国电信强推的114网络搜索引擎就将互联网搜索与语音搜索进行了完美结合，将号码百事通、黄页、甚至IPTV等进行整合，以实现信息资源的最大化利用，为电信用户提供优质的生活信息服务。目前，前景乐观，据中国电信宣布，114搜索商用三个月后，搜索流量已超3500万次/天。

　　最后，搜索引擎应该市场细分，而不是一家独大。搜索引擎专家吴炯指出：“搜索引擎市场一家独大对消费者、用户来说是一个‘灾难性’的情况，因为必然产生搜索结果公正性难以保障的问题。”近期，“百度屏蔽门事件”所折射的服务机制表明，“屏蔽负面信息”完全有条件成为搜索引擎、公关公司、无良企业的共同的利益场。如果没有良好的监管，搜索引擎的排名能够左右一家企业的生存。据儿童信息网站KinderStart.com称，该公司一年前在没有收到任何警告信息的情况下，被清除出了Google索引。被Google“封杀”之后，该公司网络流量下滑了70%，AdSense广告营收也下滑了80%。设想一下，这种霸权力量一旦用在公共事务以及新闻议题的控制上，也一定会产生同样大的舆论钳制力。托夫勒在《权力的转移》中提醒道：“世界已经离开了依靠金钱与暴力控制的时代，而未来世界政治的魔方，将控制在信息强权的人手里，他们会使用手中所掌握的网络控制权、信息发布权，利用强大的语言文化优势，达到暴力与金钱无法征服的目的。”由此可见，移动搜索不应该一家独大，而应该是市场细分。为此，市场应该培植多家搜索引擎公司相互竞争、相互制衡，才能更好地保护消费者、用户和公众的利益。

　　如果说20世纪是石油世纪，那么21世纪便是信息世纪。信息就是财富！信息就是权利！移动搜索引擎便是主导信息话语权的制高点。在这场关系到全球信息话语权大战中，未来的5-10年内，谁将成为移动搜索引擎巨头？是百度，是Google，还是中国电信？让我们拭目以待。

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