北大與騰訊共同探索泛在操作系統(tǒng)的新藍(lán)海

2022年8月11日，北京大學(xué)和騰訊研究院聯(lián)合發(fā)布了《泛在操作系統(tǒng)實(shí)踐與展望研究報告》（以下簡稱報告）。此報告中，首次在行業(yè)內(nèi)提出了泛在操作系統(tǒng)的體系框架，系統(tǒng)化梳理了8個類別泛在操作系統(tǒng)的典型實(shí)踐案例，其發(fā)布對于厘清泛在操作系統(tǒng)的內(nèi)涵與外延、匯聚更多產(chǎn)學(xué)研用力量推動泛在操作系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

 泛在操作系統(tǒng)體系框架圖

“泛在操作系統(tǒng)（Ubiquitous Operating System）”概念由北京大學(xué)梅宏院士于2018年在《IEEE Computer》雜志的封面文章“走向泛在操作系統(tǒng)：一種軟件定義的視角”中提出，來表示不限于Windows/Linux這樣的傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的未來新型操作系統(tǒng)。

泛在操作系統(tǒng)與操作系統(tǒng)是什么關(guān)系？

我們知道，操作系統(tǒng)是計算機(jī)系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的一層系統(tǒng)軟件，是計算系統(tǒng)的核心，也是信息產(chǎn)業(yè)生態(tài)的核心。正是操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，才使得計算機(jī)從早期的專用專屬走向如今的通用大眾，并帶來計算機(jī)應(yīng)用的繁榮發(fā)展。

隨著互聯(lián)網(wǎng)向人類社會和物理世界的全方位延伸，人類社會、信息空間、物理世界的深度融合的泛在計算時代正在開啟。正如梅宏院士所說，我們既要面臨“云管邊端物”乃至“人”的海量異構(gòu)資源，尤其是各種泛在化的“端”資源的有效高效管理需求，又要面臨應(yīng)用需求變化頻繁、應(yīng)用場景動態(tài)多變的復(fù)雜的計算環(huán)境，參照操作系統(tǒng)的求解問題思路，構(gòu)建面向不同領(lǐng)域的多場景的多樣性泛在操作系統(tǒng)，成為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界探索實(shí)踐的方向。

事實(shí)上，雖然泛在操作系統(tǒng)的概念是在2018年才正式提出的，但是與泛在操作系統(tǒng)相關(guān)的研究工作已經(jīng)有多年的發(fā)展歷史。例如，國際上有微軟公司曾經(jīng)提出家庭操作系統(tǒng)HomeOS的概念，斯坦福大學(xué)最早研發(fā)的Robot Operating System（ROS）是一個面向機(jī)器人編程的操作系統(tǒng)，英國公司Living Plan IT最早提出一種“智慧城市”操作系統(tǒng)Urban OS，谷歌發(fā)布的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)Google Brillo；而在國內(nèi)，北京大學(xué)發(fā)布了開源的矽璓工業(yè)物聯(lián)操作系統(tǒng)XiUOS，阿里發(fā)布了面向云計算的操作系統(tǒng)飛天云OS，海爾則在積極研發(fā)智能家居操作系統(tǒng)UHome OS。

據(jù)悉，騰訊自身也在操作系統(tǒng)的產(chǎn)品形態(tài)上有著多樣化的創(chuàng)新與實(shí)踐。2009年，騰訊開始啟動操作系統(tǒng)研發(fā)與運(yùn)營支持，面向云數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣設(shè)備的TencentOS系列操作系統(tǒng)多年來持續(xù)迭代和深化開源；2019年，面向智慧建筑場景的微瓴操作系統(tǒng)開始應(yīng)用于騰訊深圳總部濱海大廈；2021年，遨馳分布式云操作系統(tǒng)、交通OS、未來城市開放操作系統(tǒng)WeCityOS則在騰訊一年一度的騰訊數(shù)字生態(tài)大會上重磅發(fā)布。

報告中指出，泛在操作系統(tǒng)的概念來源于操作系統(tǒng)隨著技術(shù)發(fā)展的不斷延伸與擴(kuò)展，即從主機(jī)操作系統(tǒng)、個人（桌面）操作系統(tǒng)、移動終端操作系統(tǒng)、物聯(lián)終端操作系統(tǒng)的不斷泛化，未來網(wǎng)絡(luò)化的泛在操作系統(tǒng)所管理的不僅包括主機(jī)、PC端、移動終端、物聯(lián)終端等不同計算設(shè)備，也包括面向新型人機(jī)物融合應(yīng)用場景的各種不同新型計算環(huán)境。雖然面向不同計算環(huán)境和應(yīng)用場景的泛在操作系統(tǒng)有各自的側(cè)重點(diǎn)，其共性定位則是以向下屏蔽管理異構(gòu)資源、向上凝練沉淀應(yīng)用共性為目標(biāo)。

當(dāng)前，泛在操作系統(tǒng)已經(jīng)納入《“十四五”軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，其理論和技術(shù)研究將為各行各業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供關(guān)鍵支撐。騰訊公司副總裁、騰訊智慧交通和出行總裁鐘翔平在發(fā)布會中講到，“泛在OS集成了更多的數(shù)字化技術(shù)，是技術(shù)的集大成者，是重要的技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為泛在OS的應(yīng)用提供了廣闊的實(shí)踐場景”。

例如，2019年，廣州地鐵聯(lián)合騰訊發(fā)布了國內(nèi)首個軌道交通行業(yè)OS-穗騰OS，當(dāng)前，依托穗騰OS2.0建設(shè)的一系列智慧應(yīng)用已經(jīng)在“大灣區(qū)最快地鐵”廣州地鐵18、22號線，實(shí)現(xiàn)了全時空精準(zhǔn)便捷的乘客服務(wù)和全景式安全高效的運(yùn)營管理。南京市白下高新﹒紫云智慧廣場使用微瓴操作系統(tǒng)構(gòu)建了全要素數(shù)字孿生互聯(lián)的園區(qū)綜合體。近日，梅賽德斯-奔馳宣布，將在2024款車型中引入全新MB.OS（Mercedes-Benz Operating System）操作系統(tǒng)。

雖然當(dāng)前學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界已有不少關(guān)于“泛在操作系統(tǒng)”的實(shí)踐探索，但是，報告認(rèn)為，面臨復(fù)雜多樣的應(yīng)用模式、領(lǐng)域需求、多變環(huán)境和海量資源，大多數(shù)探索都還僅僅是針對特定場景、部分需求進(jìn)行泛在操作系統(tǒng)的實(shí)踐，總體而言，泛在操作系統(tǒng)尚處于初期探索成型階段。

為此，騰訊研究院總顧問楊健、北京大學(xué)計算機(jī)學(xué)院副院長郭耀教授及趙俊峰研究員均表示，泛在操作系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要“產(chǎn)學(xué)研用”加強(qiáng)合作，重視開源社區(qū)、標(biāo)準(zhǔn)研制等工作，力爭形成更大的生態(tài)聚合效應(yīng)。