北大&amp騰訊：2023泛在操作系統開源生態體系報告（53頁）.pdf

1、泛在操作系統開源生態體系研究報告2023年10月北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院北京大學：周明輝、趙俊峰、曹東剛、趙益良騰訊：劉瓊、袁媛、王強、王鵬、劉峰、張猛、許勇、單致豪、耿航、萬慧、陳立東、蔣彪、王佳、陶松橋、汪禮超、林青、曹倩蕓、孫亞楠、石春麗、穆蕾、馬守強梅 宏 中國科學院院士、中國計算機學會理事長王懷民 中國科學院院士、中國計算機學會開源發展委員會主任孫文龍 開放原子開源基金會理事長、中國電子技術標準化研究院副院長董 建 中國電子技術標準化研究院信息技術研究中心副主任苗宗利 中國電子技術標準化研究院信息技術研究中心技術總監宋可為 中國開源軟件推進聯盟副秘書長泛在操作系統開源

2、生態體系研究報告編委會指導專家GUIDANCE EXPERTS編寫組WRITING GROUP支持組SUPPORT GROUP 姚嘉杰、劉志強、孫博、孫猛北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院泛在操作系統開源生態體系研究報告|序序當前，數字化轉型已成為社會經濟發展的主流趨勢，正在帶來新一輪的社會經濟“革命”，其中，核心驅動力是互聯網及其延伸所帶來的人機物廣泛連接。人機物三元融合泛在計算的時代正在開啟！數字化轉型呼喚新型基礎設施，包括信息基礎設施和傳統物理基礎設施的數字化和軟件定義；泛在計算呼喚新型操作系統，即泛在操作系統（Ubiquitous Operating System,UOS）。操作

3、系統作為核心系統軟件，無疑是新型基礎設施中的主要構成成分。操作系統的發展需要依托開放創新的環境，從技術持續創新、建立規模生態，到實現商業成功，進而形成產業發展良性循環，需要產學研用各界長期的合作和努力。很高興地看到，近年來，泛在操作系統的理論、技術和應用正在呈現出蓬勃發展的態勢，開源則是產業界和學術界一致共識的“創新范式”。一方面，北京大學、國防科技大學、北京航空航天大學、西北工業大學等高校積極開展泛在操作系統開源生態構建、治理及安全評估的研究；另一方面，來自北京大學、騰訊、華為、阿里、百度、麒麟軟件、深度科技、龍芯等產業鏈不同環節的單位正在推進openKylin、deepin、Loongni

4、x、OpenCloudOS、OpenEuler、XiUOS、Anolis OS、TencentOS Server、TencentOS Tiny、OpenHarmony、AliOS Things、Apollo 等不同類型的泛在操作系統開源項目，部分項目還捐獻給開放原子開源基金會，輻射和牽引了軟件產業鏈的數百家單位參與，正逐漸形成泛在操作系統的開源生態體系。開源正在成為我國IT產業創新發展的重要模式，而IT生態也必然是開源和閉源的交織。泛在操作系統作為IT產業發展的一個重要分支，其開源生態體系如何建設、開源與商業化如何融合發展，是值得長期探索的話題。去年，北京大學與騰訊研究院合作撰寫了泛在操作系統

5、實踐和展望研究報告，今年又進一步圍繞泛在操作系統的開源生態體系開展了進一步的研究，梳理了國內外泛在操作系統開源工作現狀，提出了泛在操作系統的開源生態體系框架以及未來發展的思考建議，我相信，這對于我國泛在操作系統及其開源生態體系建設發展具有很好的參考價值。北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院泛在操作系統的開源生態建設需要多方參與、多元融合。我也期待產學研用各界共同弘揚開放、共享、協同、生態的開源精神，積極借鑒國際開源經驗，探索創新開源商業模式，共同構建我國泛在操作系統發展的開源生態體系。中國科學院院士中國計算機學會理事長泛在操作系統開源生態體系研究報告|序序軟件已經成為現代社會基礎設施的重要

6、組成成分，開源創新則成為促進軟件技術發展的主流模式。開源創新為什么“行”？回望開源軟件發展歷程，人們認識到，開源創新是人類應對未來不確定性的高效科技創新模式，其核心機理是有效激發和匯聚群體智能。在個人計算機時代，面對所謂“確定性”個人計算機，大公司的閉源模式成為主流，開源創新被壓制。到了充滿不確定的互聯網時代和移動互聯網時代，開源創新逐漸成為主流。Linux社區的發展經歷很好地說明了這一點。Linux的個人計算機操作系統版本在商業發展上并不算成功，但在互聯網時代，無論在云計算操作系統中還是在智能手機操作系統中，Linux的相關版本都取得了巨大成功，因為所有版本都能夠在新興的創新者、開發者的調校

7、下不斷修改完善。當前，我們正在進入人機物融合的萬物智聯的泛在計算時代，互聯網所帶來的不確定性還將延續，開源創新仍將成為整個軟件生態發展中的一個主流創新模式。泛在操作系統作為泛在計算時代的關鍵基礎軟件，開源創新也必然是提升其技術創新效率的重要機制。開源創新在中國能不能“行”？過去20多年，中國開源軟件事業蓬勃發展，已經成為全球開源軟件增長貢獻率最高的國家。我國企業積極融入國際和國內開源生態，已經取得了巨大的進步。我國學術界也高度關注開源創新模式的研究，積極推進軟件開發范式的變革。國家“十四五”發展規劃綱要中，明確提出“支持數字技術開源社區創新聯合體發展，完善開源知識產權和法律體系，鼓勵企業開放軟

8、件源代碼、硬件設計和應用服務”。工信部出臺的“十四五”軟件和信息技術服務業發展規劃中也強調，培育重點開源項目，建設優秀開源社區，提高開源治理能力。實踐證明，開源創新有力推動了中國軟件的自立自強。當前問題是，開源創新能不能進一步推進我國軟件高水平自立自強，也就是說，在全球開源創新生態中，我國能不能從深度融入者提升為關鍵貢獻者。泛在操作系統開源生態體系研究報告|序北京大學&騰訊研究院本報告前瞻性的提出了泛在操作系統開源框架，也提到了當前面臨的挑戰和未來發展建議，給了我不少啟發，相信也可以為關心軟件開源創新和泛在操作系統發展的各界同仁帶來有益的思考。我以為，在我國開展泛在操作系統開源創新實踐是推進我

9、國關鍵軟件高水平發展的重要探索。我們應該堅定信心，堅決行動，堅持不懈，把握泛在操作系統開源創新主動權和主導權。中國計算機學會正在積極推進泛在操作系統開源創新的中國實踐，希望能夠與大家共同努力，共同促進我國開源創新生態的建設和發展。中國科學院院士中國計算機學會開源發展委員會主任泛在操作系統開源生態體系研究報告|序北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院序開源是迄今為止最先進、最廣泛、最活躍的協同創新模式之一，具有“開放、自由、共享、協同、貢獻、合規、平等無歧視”的特征，并隨著時代的變遷不斷演進。當前，以開源開放模式加速操作系統生態共建已成為產業共識。一方面以開源的方式推動操作系統技術創新，將有利

10、于匯聚來自全球的更多開發者與更先進的技術力量，為打造世界一流的開源操作系統奠定堅實的基礎；另一方面操作系統生態發展需要開放多元的社區環境及共建共享的發展機制，以實現共贏的目標。開放原子開源基金會作為我國首家開源基金會，立足中國、面向世界，堅持科技、公益、普惠屬性，充分發揮基金會的主體作用，廣泛匯聚開源力量，搭建國際開源協作交流平臺，積極參與全球開源貢獻?；饡闪⑷陙?，通過技術監督委員會的技術準入的開源項目，覆蓋了各個重點領域，為“存、防、云、算”和“芯、軟、硬、端”的協作共生打下基礎。與此同時，基金會也在探索不同類型操作系統開源社區和項目的協同發展機制，以團結匯聚各方資源，為操作系統的開源

11、生態繁榮和可持續發展做出貢獻。本報告系統的梳理了泛在操作系統的國內外現狀，前瞻性的提出了泛在操作系統開源生態體系框架，為我們認識和思考泛在操作系統開源工作提供了很好的輸入。希望后續能與各界在泛在操作系統開源發展方面有更多的交流探討，一起持續探索和完善開放多元、共享共建、生態共贏的開源發展機制。泛在操作系統開源生態體系研究報告|序孫文龍開放原子開源基金會理事長北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院序開源不僅代表著一種開放共享的軟件形態，更成為產業互聯網時代新的生產方式和協作模式。十多年來，騰訊一直堅定地擁抱開源，共開源了 160 多個項目，獲得超過 46 萬開發者關注和點贊；持續在 30 多個

12、主流開源社區積極貢獻，是開放原子開源基金會的發起單位之一，也是Linux 基金會、Apache 基金會、CNCF 等國際頂級開源基金會的重要成員。我們將開源作為公司技術戰略之一，在公司技術委員會下設立開源專職機構騰訊開源管理辦公室，自上而下傳遞開源戰略，自下而上落地開源實踐。與此同時，騰訊長期投入 OpenCloudOS 操作系統、TDSQL 數據庫、Angel、Inlong 等重點項目的研發，目前已經實現了操作系統、數據庫、大數據、AI、云原生等核心技術領域上的多點開源突破。我們認為，開源有利于中國基礎技術的崛起。當前，自主創新成為引領產業變革的內在動力，泛在智能世界正在加速成為現實，操作系

13、統作為基礎軟件的重要性更加凸顯。近年來，騰訊在操作系統領域持續深耕，自主研發了服務器操作系統 TencentOS Server、物聯網操作系統TencentOS Tiny、邊緣操作系統 TencentOS Edge、云原生操作系統遨馳 Orca、智慧交通 OS、智慧建筑操作系統微瓴等，于 2019 年將 TencentOS Server、TencentOS Tiny 正式開源，并于2021 年與合作伙伴共同發起了 OpenCloudOS 操作系統開源社區，500 家社區生態伙伴目前正在和我們一起參與和貢獻。與此同時，我們也積極與學術界、產業界共同探索泛在操作系統的開源生態體系與治理模式，這份

14、泛在操作系統開源生態體系研究報告 中沉淀了騰訊的相關經驗和思考，希望能為大家提供一些參考借鑒。此外，人才是建設泛在操作系統開源生態建設的基石。近年來，在開源人才培養方面，騰訊也陸續開展了犀牛鳥開源人才項目以及校源行項目。犀牛鳥開源計劃吸引了國內外 420 所高校參與，開設了超過 40 門開源精品課程，操作系統開源課程是其中的重要內容；與開放原子開源基金會合作的開放原子校源行公益項目，目標是共同推動開源文化普及，加快我國開源人才的培養。希望來連接更多學術科研和行業機構一起參與，為我國的開源發展貢獻更多的智慧和力量。泛在操作系統開源生態體系研究報告|序 王巨宏開放原子開源基金會副理事長騰訊公司副總

15、裁北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院序操作系統是計算機的靈魂，也是亟需實現突破的關鍵核心技術領域。匯聚群體智慧的開源模式一直是操作系統技術和產業發展的重要方式。當前，操作系統的發展呈現三個趨勢：一是云原生、輕量化成為人機物融合環境下的共性要求；二是降本增效、節能降碳理念成為主流；三是百花齊放、各有所長的泛在操作系統開源生態正在逐步形成。以騰訊為例，TencentOS Server 服務器操作系統針對云原生的業務容器化、微服務化、Serverless 化需求，設計和形成了云原生內核，為騰訊全棧開源云原生解決方案提供了最底層的基石；基于 TencentOS Server 統一資源隔離解決方案

16、(技術品牌：如意 RUE)與系統級能耗優化解決方案(技術品牌：悟能)，我們預計騰訊數據中心每年可以節省 6 億 KWH 整體能耗、每年減少碳排放 24 萬噸。這些技術積累，如今已經全部貢獻到 OpenCloudOS 社區。目前，OpenCloudOS社區生態伙伴已達到500家，涉及操作系統廠商、芯片廠商、整機廠商、行業用戶、云廠商、存儲廠商、數據庫廠商、中間件廠商等產業鏈單位。OpenCloudOS社區發版及衍生版本數量超過6個，裝機量超過1000萬節點，核心代碼倉庫數超過46個，可兼容適配900+國產軟硬件及30000+開源軟件，實現主流芯片、數據庫、整機的全覆蓋。值得一提的是，OpenCl

17、oudOS已經實現了對服務器、邊緣計算、桌面等場景的同源支持，從源社區（L1）、商業版本（L2）到衍生穩定版本（L3）的全鏈路國產化操作系統生態正在逐漸完善。除了OpenCloudOS，國內外還有多個不同定位、不同類型的泛在操作系統開源社區和開源項目，大家各有所長、相互促進，掀起了更廣泛的開源創新熱潮。很高興的看到泛在操作系統開源生態體系研究報告對此做了全面梳理，同時報告中也分析了開源生態與軟件供應鏈的關系，客觀提出了當前挑戰以及未來建議，我認為報告對于行業從業者們具有很好的參考價值。接下來，我們希望會同所有的合作伙伴，進一步完善社區治理，探索社區可持續性，也希望在此過程中能與學術界專家們以及

18、產業界同行們有緊密的合作，將OpenCloudOS社區建設成為泛在操作系統開源生態體系研究報告|序泛在操作系統開源生態體系研究報告|序北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院我國泛在操作系統開源生態體系中的一支重要力量，為千千萬萬的中小型企業提供即拿即用、符合標準、供應可靠的操作系統產品，共同促進我國操作系統技術和產業的蓬勃發展。郭振宇騰訊云副總裁OpenCloudOS 社區 TOC 主席泛在操作系統開源生態體系研究報告|序泛在操作系統開源生態體系研究報告|目錄引言目錄泛在操作系統的開源生態發展現狀2.1.泛在操作系統的概念及框架2.1.1.定義和特征2.1.2.體系框架2.1.3.分類及關系

19、2.2.泛在操作系統的開源現狀2.2.1.泛在操作系統開源全景圖2.2.2.基礎平臺類操作系統桌面操作系統2.2.3.基礎平臺類操作系統服務器操作系統2.2.4.基礎平臺類操作系統移動智能終端操作系統2.2.5.基礎平臺類操作系統嵌入式及物聯網操作系統2.2.6.基礎平臺類操作系統云操作系統 2.2.7.應用場景類操作系統智慧城市操作系統2.2.8.應用場景類操作系統自動駕駛操作系統2.2.9.應用場景類操作系統智慧建筑操作系統2.2.10.應用場景類操作系統機器人操作系統2.2.11.應用場景類操作系統智能家居操作系統060106081010111315161718191920210901-

20、PART-02-PART-北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院泛在操作系統開源生態體系研究報告|目錄參考文獻泛在操作系統開源生態體系框架3.1.開源生態的構成及其發展因素3.1.1.開源生態構成3.1.2.開源生態與軟件供應鏈3.1.3.泛在操作系統的開源生態構建需求3.2.泛在操作系統開源生態體系3.2.1.泛在操作系統在軟件供應鏈中定位3.2.2.泛在操作系統開源生態框架泛在操作系統開源生態體系挑戰與建議4.1.挑戰分析 4.2.若干思考與建議2323242528282932343703-PART-04-PART-北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院01-引言-泛在操作系統開源生態

21、體系研究報告|01.引言北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院開源模式是一種以追求知識平權，打破技術壟斷為初衷的高效的創新組織形態，以互聯網為載體，有效匯聚用戶創新和群體智慧，形成了無數優秀開源軟件，在商業化助力下蓬勃發展，為產業和社會帶來了巨大機會。開源所具有的優勢已經被業界廣泛證明和承認：可以突破地理上、社會組織和意識形態的限制，所有人都可以獲取技術資源、參與科技創新，實現群智匯聚；快速獲取用戶創新，實現從生產到使用的高效周期迭代；可以廣泛聯合合作伙伴，完善技術生態，打破技術封鎖和商業壟斷。當前，Linux 操作系統和源自 Linux 內核的 Android 操作系統，已經廣泛占據服務器

22、和手機市場份額。開源數據庫操作系統從 MySQL 到 MongDB，再到國內的 TiDB 和 Tdengine 等，開源已經成了行業用戶的重要需求。Anders Hejlsberg 是 Turbo Pasca、TypeScript 等五種編程語言的創建者。他曾說過：在未來，編程語言如果不開源，就無法取得成功。而在 AI 領域，從 AI 框架到 AI 內容生成模型，開源也成為主流方式。例如，文本生成圖像模型 Stable Diffusion 的火爆（其背后的公司 Stability AI 宣布獲得了 1.01 億美元超額融資，估值達 10 億美元）充分證明，只有開源社區才能高效發揮群體智慧，更好

23、地將各種用例產品化，并且優化模型的實際落地使用。開源已成為國際上操作系統、大數據、區塊鏈、開發環境與工具等軟件技術的多數發展路徑，如 CSDN 的 2021 年國際核心技術生態體系全景圖所示。相較于國際，我國在上述領域的開源比例略低，例如操作系統領域，開源和閉源幾乎各自占領一半份額?？偟膩碚f，盡管開源存在商業模式、開源許可協議等方面的挑戰，但開源社區的激發和匯聚，正在為軟件項目的技術發展、應用廣度和創造空間帶來有力的推動。021.引言泛在操作系統開源生態體系研究報告|01.引言北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院圖1-1 CSDN 2021國際核心技術生態體系全景圖圖1-2 CSDN 20

24、21中國核心技術生態體系全景圖2021年以來，我國在軟件產業、行業應用兩個維度也進一步強化了對開源生態發展的支持力度。中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要中提出：支持數字技術開源社區等創新聯合體發展，完善開源知識產權和法律體系，鼓勵企業開放軟件源泛在操作系統開源生態體系研究報告|01.引言03北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院代碼、硬件設計和應用服務。中央網絡安全和信息化委員會“十四五”國家信息化規劃、工業和信息化部“十四五”軟件和信息技術服務業發展規劃等文件中，也對繁榮國內開源生態、支持開源社區建設提出了具體規劃。人民銀行辦公廳、中央網信辦秘書局、工

25、業和信息化部辦公廳、銀保監會辦公廳、證監會辦公廳聯合發布的關于規范金融業開源技術應用與發展的意見中，從行業應用角度，鼓勵金融機構將開源技術應用納入自身信息化發展規劃，加強對開源技術應用的組織管理和統籌協調，建立健全開源技術應用管理制度體系，制定合理的開源技術應用策略。泛在操作系統作為操作系統在泛在計算時代的發展趨勢、以及人機物融合應用場景中的核心系統軟件，已被列入“十四五”軟件和信息技術服務業發展規劃，開源生態發展將是重要發展趨勢。關于泛在操作系統的概念、框架和樣例，在北京大學與騰訊研究院聯合發布的泛在操作系統實踐與展望研究報告中已有闡述。由于泛在操作系統尚處于探索成型階段，不同類型的操作系統

26、開源工作正在蓬勃推進中，本報告期望能夠在梳理目前國內外學術界、產業界在泛在操作系統開源生態方面的工作基礎上，提出泛在操作系統開源生態體系框架，分析泛在操作系統的開源生態構成、與軟件供應鏈關系等，并提出泛在操作系統開源生態未來發展的挑戰分析和思考建議，從而促進泛在操作系統的開源生態的構建，以及開源與商業化相輔相成、良性發展。本報告共分為四個章節，之后的章節安排如下，第二章介紹泛在操作系統的概念及框架，梳理了國內外泛在操作系統開源工作情況。第三章介紹了泛在操作系統開源生態體系框架，分析開源生態的構成及其發展因素，并探索泛在操作系統開源生態與軟件供應鏈的相互作用關系。第四章介紹了泛在操作系統開源生態

27、體系挑戰與建議，介紹未來泛在操作系統開源發展面臨的挑戰，并從多個視角對泛在操作系統開源生態體系建設給出建議。04泛在操作系統開源生態體系研究報告|01.引言北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院-泛在操作系統的開源生態發展現狀-泛在操作系統開源生態體系研究報告|02.泛在操作系統的開源生態發展現狀05北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院2.泛在操作系統的開源生態發展現狀2.1.1.定義和特征06泛在操作系統開源生態體系研究報告|02.泛在操作系統的開源生態發展現狀泛在操作系統的概念及框架2.1為分析泛在操作系統的開源生態現狀，本章節首先闡釋泛在操作系統的定義、體系框架、分類等，本節內容摘

28、選自泛在操作系統實踐與展望研究報告。操作系統是計算機系統中最為關鍵的系統軟件之一。按照計算機科學技術名詞（第三版）的定義，操作系統是“計算機系統中的一種軟件。是具有特定功能的程序模塊的集合，能有效管理軟硬件資源，合理組織工作流程，向用戶提供服務，使用戶方便地使用計算機，使整個計算機系統能高效運行”。簡言之，操作系統的主要功能是：向下管理資源（包括存儲、外設和計算等資源），向上為用戶和應用程序提供公共服務。自1956年第一個實際可用的操作系統GM-NAA I/O誕生以來，操作系統已經發展了近70年，從早期的面向單機的操作系統發展主線，到后來對網絡和基于網絡的并行、分布計算提供更好支持的發展輔線，

29、操作系統面向計算機硬件的迅速發展，以更好、更高效地管理硬件資源并充分發揮硬件資源所提供的計算能力；同時，面向新的應用需求和用戶需求，沉淀應用領域共性，提供更便利、易用的人機交互和應用支撐。分析操作系統發展的重要事件及其時間節點，可以發現其中存在“20年周期律”的重大變遷規律，即每20年出現一次跨越式發展機遇，誕生新一代操作系統。即，20世紀6080年代的主機計算時代，如IBM OS/360、DEC VMS 和UNIX；20世紀80年代2000 年的個人計算時代，如微軟Windows和開源Linux；20002020年移動計算時代，如谷歌Android和蘋果iOS。這些在各個階段出現的具有代表性

30、操作系統，構建了各自領域的操作系統生態?；仡櫜僮飨到y的發展歷史，可以看到，從不同的視角，操作系統呈現不同的功用：從計算機系統的視角來看，操作系統是一個資源管理器。通過管理和協調對各種底層軟硬件資源的使用，發揮底層軟硬件資源所提供的計算能力。同時通過硬件驅動程序來橋接異構硬件資源，提高系統的互操作性。北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院隨著互聯網的快速發展，操作系統面向的計算環境在從單機、局域網平臺向互聯網平臺延伸，為了更好地對不同的互聯網計算與應用模式提供支持，以及管理和利用互聯網平臺上龐大的計算資源和數據資源，出現了面向新型互聯網應用、基于單機操作系統的網絡化操作系統。操作系統的任務重心

31、從解決如何提升計算資源的利用率，到如何為不同的領域應用與用戶需求提供交互界面與應用模式的定制與優化，進而到如何提供通用的網絡相關功能以支撐網絡應用軟件的運行和開發。操作系統的種類很多，各種設備安裝的操作系統可從簡單到復雜，可從手機的嵌入式操作系統到超級計算機的大型操作系統。從基礎支撐角度，可以把操作系統劃分為服務器操作系統、桌面操作系統、移動操作系統、云操作系統、嵌入式操作系統、物聯網操作系統等。近年來，隨著移動互聯網和物聯網的迅速發展，計算模式和軟件應用都在逐步演化為更加復雜和動態的形式。在新的計算模式和應用場景中，除了傳統的計算設備（“機”）和新興的物聯網設備、物理實體（“物”），還逐漸融

32、入了一種新的重要元素，即“人”的參與，從而形成人機物三元融合（human-cyber-physical）的計算環境。20 世紀 90 年代，Mark Weiser 提出了泛在計算（Ubiquitous Computing）的概念，認為計算是廣泛存在的，計算機可以是任意尺寸大小、任意形狀的，可以嵌入到每個物體中為人們提供服務。21 世紀以來，物聯網（Internet of Things）提倡將物品通過信息傳感設備，按照約定的協議與互聯網連接起來，以實現智能化識別和管理。所謂泛在計算，是指計算無縫多變、需求多樣、場景復雜，要求硬件資源、數據資源、軟件平臺、應用軟件具有柔性靈活的軟件定義能力、動態適

33、配能力、泛在互聯能力和自然交互能力。隨著泛在計算概念的深化，計算機可管理資源的范圍將進一步擴大，機器人和智能家居開始成為操作系統的可管理資源，出現了機器人操作系統（ROS）和家庭操作系統（HomeOS）等新的操作系統概念。隨著人機物融合的應用模式的進一步演化，操作系統的概念還會不斷延伸和泛化，梅宏院士在 2018 年IEEE Computer雜志發表了題為“走向從系統使用者的視角來看，操作系統是一臺虛擬機。一方面提供對底層資源細節的抽象，另一方面為使用者提供更方便易用的用戶界面。對于軟件開發人員來說，操作系統虛擬機還決定了其面對的編程模型。從應用軟件的視角來看，操作系統是軟件的開發和運行平臺。

34、操作系統為應用軟件的開發和運行提供各種必要的支撐，包括：應用軟件的運行環境及其框架設施，應用軟件運行所需資源及其調度和管理，以及應用軟件開發和維護的若干工具。泛在操作系統開源生態體系研究報告|02.泛在操作系統的開源生態發展現狀07北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院泛在操作系統：一種軟件定義的視角”的文章，提出“泛在操作系統（Ubiquitous Operating System）”的概念，來表示不限于 Windows/Linux 這樣的傳統操作系統的未來新型操作系統?？梢钥吹?，泛在操作系統的命名來自于操作系統隨著技術發展的不斷延伸與擴展，即從主機操作系統、個人（桌面）操作系統、移動終端

35、操作系統、物聯終端操作系統的不斷泛化，未來網絡化的泛在操作系統所管理的終端包括主機、PC 端、移動終端、物聯終端，不同發展階段有各自的側重點。隨著“人機物”的融合發展，目前泛在操作系統發展重點是物聯終端的接入與管控，以及用以支撐包括物聯終端的各類網絡應用開發運行支撐平臺。泛在操作系統的概念指的就是在人機物融合的泛在計算模式下支持泛在應用開發和運行的操作系統平臺。泛在操作系統是傳統操作系統概念的進一步擴展與泛化，不再把操作系統的概念局限于像Linux 和 Windows 這樣的單機操作系統。泛在操作系統支持新型泛在計算資源的管理和調度，以及泛在應用的開發運行。由于泛在計算場景的領域行業特定性、泛

36、在計算資源的廣譜多樣性和極端特異性，泛在操作系統的領域性和專用性將會比較突出，不會有“大一統”的通用、普適的泛在操作系統，有必要面向不同的應用模式和場景，“case by case”地構建面向不同領域不同需求的泛在操作系統。泛在操作系統提供了管理硬件（物理設備+物體+計算設備）和軟件的抽象與資源虛擬化機制，以及應用的編程和運行時支撐環境，泛在操作系統的概念框架如圖所示，主要由泛在資源抽象管理層、泛在應用開發與運行層構成。08主機PC+網絡移動終端+網絡物聯終端+網絡圖2.1-1 操作系統的延伸與擴展2.1.2.體系框架泛在操作系統開源生態體系研究報告|02.泛在操作系統的開源生態發展現狀北京大

37、學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院軟件定義是泛在操作系統構造的方法學，“軟件定義”的核心技術途徑是硬件資源虛擬化和管理功能可編程。泛在操作系統向下對各類泛在資源進行虛擬化，管理與協調各類資源，向上則是提供泛在應用的開發與運行環境，提供各類泛在應用的開發運維一體化環境。從使用環境角度，泛在操作系統分為基礎平臺類操作系統和應用場景類操作系統，其中，基礎平臺類從IT視角構建通用的資源抽象管理和應用開發運行支撐能力，應用于個人計算機、手機、服務器、物聯網設備、云等電子類產品及 IT 基礎設施；應用場景類操作系統在基礎平臺類操作系統的支持下，面向智慧城市、智慧交通、智慧建筑、機器人、智能家居等特定應用場

38、景的“人機物”融合需求和復雜系統，提供具有相應場景特色的統一計算資源抽象管理和應用開發運行支撐能力。當前，“數實融合”正在系統化、多方位發展，新應用新需求將持續涌現，泛在操作系統作為核心支撐軟件也將持續進化和發展。2.1.3.分類及關系數據/信息計算/進程存儲/數據庫通信/關聯泛在資源抽象人+物異構資源泛在資源管理APIs編程模型庫函數開發工具集軟件開發工具（SDKs）泛在應用運行與維護泛在資源抽象管理層 泛在應用開發與運行層 APPAPPAPPAPP管理功能可編程泛在資源虛擬化面向特定場景的應用向下管理各類泛在資源泛在操作系統圖2.1-2 泛在操作系統體系框架未來更多數實融合場景應用場景類O

39、S智慧城市OS 智慧交通OS 智慧建筑OS機器人OS 智能家居OS 智能汽車OS.桌面OS 服務器OS 移動智能終端OS嵌入式及物聯網OS 云OS基礎平臺類OS圖2.1-3 泛在操作系統的分類泛在操作系統開源生態體系研究報告|02.泛在操作系統的開源生態發展現狀09北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院不同泛在操作系統之間存在一定的交互與協同關系，例如在云計算的環境下，服務器操作系統既可以作為單獨云服務器的中樞，又可以作為基于服務器集群的云操作系統的重要組成部分；在智慧城市或智慧交通場景中，移動終端操作系統、嵌入式及物聯網操作系統可作為不同數據采集終端的核心系統軟件，與智慧城市操作系統或智慧

40、交通操作系統等應用場景類操作系統進行交互和協同，共同支撐智慧化應用的構建和運行。此外，從操作系統網絡化發展的角度，泛在操作系統也可被“廣義”地用于指代基于單機操作系統（節點操作系統）、面向網絡環境與場景的網絡層操作系統，或者是“節點操作系統+網絡操作系統”的組合形式。這與上述應用視角的泛在操作系統分類呈現正交關系，無論從哪個維度劃分，面對人機物融合泛在計算新藍海，泛在操作系統已進入蓬勃發展期。開源軟件是代碼創作者在使用相關開源許可證（如通用性公開許可證/General Public License 等）的基礎上，將自己的源代碼向世界公開，允許用戶進行自主學習、報錯、修改和再發布等活動，以共同提

41、高軟件的質量。開源方法通過營造開放透明的社區創作環境，充分激發用戶參與創新以及其他與生態相關群體的參與熱情，并以自組織的松散方式相互協作，最終實現群體智慧的涌現。按照 2.1.3 泛在操作系統的分類，本報告編寫組對泛在操作系統相關開源工作進行了調研梳理，并形成如下的泛在操作系統開源工作全景圖，其中，基礎平臺類操作系統相關的開源社區、開源項目/產品較為豐富，應用場景類操作系統的開源社區和開源產品相對較少。102.2.1.泛在操作系統開源全景圖泛在操作系統的開源現狀2.2泛在操作系統開源生態體系研究報告|02.泛在操作系統的開源生態發展現狀北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院在基礎平臺類操作系

42、統方面，除了國際開源社區，我國也有多個開源操作系統社區，研制了自主的社區版操作系統，社區版操作系統力求版權清晰、兼容開放、技術領先且被廣泛使用。除了開源社區之外，部分企業也將自身的操作系統產品開源，選擇開源與商業化并行的方式，來促進操作系統的產品迭代和應用推廣。目前，國內主流的桌面和服務器計算機操作系統均源于開源 Linux 操作系統，國內操作系統廠商在國內外開源社區的貢獻度不斷提高。在嵌入式和移動終端領域，國內廠商的技術路線也與開源操作系統有著很深的聯系。部分應用場景類操作系統雖為閉源系統，但也涉及開源組件的采用，以及需要生態伙伴二次開發、共同發展，因此應用場景類操作系統提供者對于產品的生態

43、體系建設較為關注，部分正在探索開放系統等與開源生態相關的開發與應用模式?？傮w而言，放眼全球市場，國產操作系統仍處于追趕態勢，但越來越多的國內企業或社區正持續擴大自主研發和生產力度。無論是基礎平臺類還是應用場景類操作系統，開源的協作模式和生態構建將是其未來發展的重要突破點。以服務器操作系統為例，Linux 從發行之初已演進多個系統版本，而更好用、更具創新性的應用程序是在開源的 Linux 基礎之上創建的。因此，各類泛在操作系統的開源發展中，一方面需要在上游與廣泛的硬件終端等資源適配，在下游支撐構建更豐富的應用軟件體系，另一方面在性能測試、協同開發、聯合優化等幾個層面，需要能做好技術創新、社區治理

44、。圖2.2-1 泛在操作系統開源全景圖泛在操作系統開源生態體系研究報告|02.泛在操作系統的開源生態發展現狀 泛在OS開源工作全景應用場景類OS開源工作智慧城市OSCityOS FoundationIOTOSIOTOSCityOSCityOS FoundationKaa.智能家居OSopenHAB TeamHome Assistant Core Team and CommunityHome AssistantopenHABDomoticz CommunityDomoticzJeedomjeedom.自動駕駛OSComma.ai百度ApolloopenpilotAutoware Foundati

45、onAutoware.Auto.智慧建筑OSKaaIoTOpenMoticsKaaOpenMotics機器人OS.YARPROSYARPOpen Robotics 基礎平臺類OS開源工作桌面OSFedora ProjectDebian ProjectDebianFedoraopenKylin社區openKylin OS龍芯開源社區Loongnix OSLinux Mint ProjectCanonicalUbuntuLinux Mint深度科技deepinOffensive Security Kali Linux.服務器OSFedora ProjectDebian ProjectDebianF

46、edora開放原子基金會openEuler龍蜥社區Anolis OSRed HatCanonicalUbuntuRHELOpenCloudOS社區 OpenCloudOS騰訊TencentOS Server.嵌入式及物聯網OSReal Time EngineersContiki-NG CommunityContiki-NGLtd.FreeRTOSRIOT CommunityRIOTOpenWrt ProjectOpenWrt開放原子基金會AliOS Things(待更名)CanonicalArmMbedUbuntu CoreLinux基金會Zephyr開放原子基金會TencentOS Tiny

47、(待更名)北京大學XiUOS.移動智能終端OSLineageOS open-source communityGoogleLineageOSUBports CommunityUbuntu Touch OSPostmarketOS open-source communityPostmarketOS開放原子基金會OpenHarmonyAndroidJollaSailfish OS.云OSOpenInfra基金會OpenStackRed HatOpenShiftOpenNebula CommunityOpenNebulaApache Software FoundationApache CloudSta

48、ckCloud Foundry FoundationCloud Foundry11北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院2.2.2.基礎平臺類操作系統桌面操作系統12桌面操作系統是配置于個人計算機硬件之上的第一層基礎軟件，對下管理個人計算機系統的全部硬件資源，對上為各類復雜應用提供運行環境。桌面操作系統的重要特征是根據人在鍵盤、鼠標、觸摸屏等設備上發出的命令進行工作。桌面操作系統主要包括三類：DOS 操作系統、Unix 和類 Unix 操作系統，Windows 操作系統。隨著多年的發展，桌面操作系統已廣泛應用于個人臺式機、筆記本、一體機等終端產品，并拓展了對云計算支持的能力。常用的桌面操作系

49、統包括：DOS 操作系統、Windows、MacOS、Ubuntu、統信 UOS、中標麒麟等。桌面操作系統的部分國際、國內開源工作情況如下表所示，目前我國有多家桌面操作系統企業在積極推動開源工作。桌面操作系統開源OS組織/公司Debian ProjectDebianhttps:/www.debian.org/開源OS產品簡介官方網站Debian是由社區支持的 Debian 項目開發的由自由和開源軟件組成的Linux發行版，Debian的第一個版本(0.01)于1993年9月15日發布。Canonical Ubuntuhttps:/ ProjectFedorahttps:/getfedora.o

50、rg/Fedora 是由社區支持的 Fedora 項目開發并由Red Hat 贊助的 Linux 發行版，在 2003 年首次發布，是一套功能完備、更新快速的免費操作系統。Linux Mint ProjectLinux Minthttps:/ Mint 是一種基于 Ubuntu 的 Linux 發行版，由 Linux Mint Team 團隊于 2006 年開始發行，是對用戶友善而功能強大的操作系統。openKylin 開源社區openKylin 開源操作系統https:/www.openkylin.top/index-cn.htmlopenKylin開源社區是由麒麟軟件主導打造的中國桌面操作

51、系統根社區，旨在構建桌面操作系統頂級開源社區。深度科技deepinhttps:/www.deepin.org/index/zhdeepin，是深度科技有限公司開發的開源操作系統。它是基于Debian的穩定版本的一個Linux發行版，于2004年首次發布，是基于Debian的穩定版本的一個Linux發行版。龍芯開源社區Loongnix操作系統http:/ Linuxhttps:/www.kali.org/Kali Linux是基于Debian的Linux發行版，2013年發布第一版，由Offensive Security公司維護和資助，適用于各種信息安全任務。泛在操作系統開源生態體系研究報告|0

52、2.泛在操作系統的開源生態發展現狀北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院服務器操作系統一般指的是安裝在大型計算機上的操作系統，比如 Web 服務器、應用服務器和數據庫服務器等，是用于管理大型計算機各類硬件資源、控制程序運行和支持應用軟件運行的系統軟件。隨著云計算迅猛發展和廣泛應用，云服務器成為與物理服務器并存的兩種形式。云服務器提供了簡單高效、安全可靠、處理能力可彈性伸縮的計算服務，用戶無需提前購買硬件，即可迅速創建或釋放任意多臺云服務器。服務器操作系統主要集中在三類：1、Unix 系列：SUNSolaris，IBM-AIX，HP-UX，FreeBSD 等；2、Linux 系列：Red Ha

53、t Linux，CentOS，Debian，Ubuntu 等；3、Windows 系列：Windows Server 2003，Windows Server 2008，Windows Server 2008 R2 等。以 Linux 為代表的開源軟件成為服務器操作系統市場的主流產品。服務器操作系統的部分國際、國內開源工作情況如下表所示。中國的操作系統企業正從開源的使用者向貢獻者，甚至是技術的引 領 者 轉 變。目前 我 國已有 多 個 服 務 器 開 源 社 區，包 括 OpenCloudOS,openEuler,OpenAnolis 等。例如，OpenCloudOS 國產開源操作系統社區，由

54、騰訊與合作伙伴共同倡議發起，以推動從源社區（L1）、商業版本（L2）到衍生穩定版本（L3）的全鏈路國產化服務器操作系統生態建設，從而為國內企業提供自主可控的上游版本，以及滿足企業級穩定性需求的軟件供應版本。目前社區生態伙伴已達 500 家，涉及操作系統廠商、芯片廠商、整機廠商、行業用戶、云廠商、存儲廠商、數據庫廠商、中間件廠商等產業鏈單位。OpenCloudOS 同源支持服務器，邊緣計算，桌面等場景，旨在推動從源社區（L1）、商業版本（L2）到衍生穩定版本（L3）的全鏈路國產化操作系統生態建設，同時也沉淀了多家廠商在軟件和開源生態的優勢，在云原生、穩定性、性能、硬件支持等方面均有堅實支撐，截至

55、 2023 年 6 月，OpenCloudOS 社區發行版及衍生版本數量超過 6 個，裝機量超過 1000 萬節點，核心代碼倉庫數超過 46 個，兼容適配 900+國產軟硬件及 30000+開源軟件，實現主流芯片、數據庫、整機的全覆蓋，在政務、金融、互聯網等行業經過長期使用驗證。2.2.3.基礎平臺類操作系統服務器操作系統泛在操作系統開源生態體系研究報告|02.泛在操作系統的開源生態發展現狀13北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院14TencentOS Server 是騰訊自主研發的服務器操作系統，2010年啟動研發，基于Linux內核自主研發設計，歷經了十余年的海量業務驗證和持續演進。同

56、時，TencentOS Server 是基于 Open-CloudOS 開源社區原廠產品化，即從L1源社區開發出來的商業版本，其穩定性、性能、容器基礎設施等核心能力方面都做了全面的增強和優化，TencentOS Server是OpenCloudOS開源社區原廠產品化的最佳實踐結果，在穩定性、性能、容器基礎設施等核心能力方面都做了全面的增強和優化，是100%開源的Linux發行版，用戶態保持與CentOS兼容,且穩定性和性能更具優勢,是云上CentOS的更優替代方案,可以滿足不同業務場景對服務器操作系統的企業級需求。2019年,騰訊正式將TencentOS Server內核開源,向全球開發者全面

57、開放超過十年的技術積累。目前，Tencen-tOS Server kernel源代碼已經移到OpenCloudOS社區維護，OpenCloudOS kernel是Tencen-tOS Server kernel鏡像輸出的穩定社區版本，鏈接：https:/ ProjectDebianhttps:/www.debian.org/開源OS產品簡介官方網站Debian是由社區支持的Debian項目開發的由自由和開源軟件組成的Linux發行版，Debian的第一個版本(0.01)于1993年9月15日發布。Canonical Ubuntuhttps:/ ProjectFedorahttps:/getfe

58、dora.org/Fedora是由社區支持的Fedora項目開發并由Red Hat贊助的Linux發行版，在2003年首次發布，是一套功能完備、更新快速的免費操作系統。Red HatRHELhttps:/ Hat Enterprise Linux（RHEL）是一個 由 Red Hat 開 發 的 商 業 市 場 導 向 的Linux 發行版，于 2003 年首次發布。開放原子基金會OpenEulerhttps:/www.openeuler.org/zh/openEuler是一個開源、免費的Linux 發行版平臺，由2019年華為宣布開源。OpenCloudOS社區OpenCloudOShttp

59、s:/www.opencloudos.org/OpenCloudOS 是由 20 余家操作系統、云平臺、軟硬件廠商與個人共同倡議發起的操作系統社區項目，目標是打造全面中立、開放、安全、穩定易用、高性能的 Linux 服務器操作系統。龍蜥社區Anolis OShttps:/ OS）是龍蜥社區發行的開源 Linux 發行版，支持多計算架構，提供穩定、高性能、安全、可靠的操作系統支持。騰訊TencentOS Serverhttps:/ Server 是騰訊自研的服務器操作系統，在 2019 年正式全面開源。泛在操作系統開源生態體系研究報告|02.泛在操作系統的開源生態發展現狀北京大學&騰訊研究院北京

60、大學&騰訊研究院移動智能終端操作系統包括智能手機、手表等個人用戶使用的電子產品類操作系統。按照源代碼、內核和應用環境等的開放程度劃分，智能手機操作系統可分為開放型平臺（基于 Linux 內核）和封閉型平臺（基于 UNIX 和 Windows 內核）兩大類。智能手機操作系統有 Symbian OS、Android OS、Windows Phone、iOS、鴻蒙 OS 等。移動智能終端操作系統的部分國際、國內開源工作情況如下表所示。國際谷歌 Android 不斷吸引更多 App 開發者投入，并且尋求與更多芯片制造商及手機廠商的合作，共同推廣 Android 開放平臺；國內華為已將 HarmonyO

61、S 基礎能力代碼捐獻給開放原子開源基金會，以壯大開源鴻蒙產業。2.2.4.基礎平臺類操作系統移動智能終端操作系統移動智能終端操作系統開源OS組織/公司GoogleAndroidhttps:/ 是一個基于 Linux 內核與其他開源軟件的開放源代碼的移動操作系統，由谷歌成立的開放手持設備聯盟持續領導與開發。UBports CommunityUbuntu Touch OShttps:/ubuntu-touch.io/zh_CN/Ubuntu Touch 是 Canonical 公司與 Ubuntu 社區所開發的移動設備操作系統，專為觸屏行動設備所設計。之后 UBports 社區接手并進行開發。Jo

62、llaSailfish OShttps:/sailfishos.org/Sailfish是一個以Linux為基礎的開源操作系統，主要用于移動設備，由Jolla公司在Mer項目基礎上開發而來。PostmarketOS open-source communityPostmarketOShttps:/postmarketos.org/postmarketOS始于2017年5月6日，是一個針對智能手機開發的自由開源操作系統，基于Alpine Linux發行版。LineageOS open-source communityLineageOShttps:/lineageos.org/LineageOS始于

63、2016年12月24日，是一個面向智能手機和平板電腦的自由、免費、開放源代碼的Android系統分支。開放原子基金會OpenHarmonyhttps:/ 目標是面向全場景、全連接、全智能時代、基于開源的方式，搭建一個智能終端設備操作系統的框架和平臺。泛在操作系統開源生態體系研究報告|02.泛在操作系統的開源生態發展現狀15北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院16嵌入式及物聯網操作系統是指用于嵌入式系統、物聯網終端設備的操作系統，通常包括與硬件相關的底層驅動軟件、系統內核、設備驅動接口、通訊協議、圖形界面、標準化瀏覽器等。目前，業界嵌入式及物聯網操作系統有TencentOS Tiny,Ten

64、centOS Edge,FreeRTOS，HarmonyOS,AliOS Things，RT-Thread、SylixOS等，北京大學也研發了工業物聯網操作系統矽璓XiUOS。嵌入式及物聯網操作系統的部分國際、國內開源工作情況如下表所示。目前國內外高校、企業在此方面的開源工作較為豐富，相關產品可以支撐滿足不同復雜度的應用場景需求。例如，2021年5月4日，北京大學信息技術高等研究院泛在操作系統實驗室在Trustie和木蘭社區開源發布了矽璓工業物聯操作系統XiUOS。XiUOS是一款面向工業物聯場景的泛在操作系統，支持工業物聯網應用，幫助解決在車間內實施智能化生產面臨的“全面感知、泛在互聯、實時

65、認知、精準調控”等問題，促進工業領域人機物的深度互聯和融合計算，使能智能制造?！案新撝亍惫I物聯應用框架是XiUOS的重點，面向工業環境智能化生產特點和需求做了針對性設計和優化，以簡化工業物聯應用的開發、部署、管理和運維。TencentOSTiny（騰訊捐贈待更名）是開放原子開源基金會孵化的，面向物聯網領域開發的實時操作系統，具有低功耗，低資源占用，模塊化，安全可靠等特點，可有效提升物聯網終端產品開發效率。TencentOSTiny（待更名）提供精簡的RTOS內核，內核組件可裁剪可配置，可快速移植到多種主流MCU（如 STM32、NXP、GD32、沁恒 RISC-VMCU）及模組芯片上。而且

66、，基 于 RTOS 內 核 提 供了豐富的 物 聯 網 組 件，內 部 集 成 主 流 物 聯 網 協 議棧（如CoAP/MQTT/TLS/DTLS/LoRaWAN/NB-IoT 等），可助力物聯網終端設備及業務快速接入騰訊云物聯網平臺。2.2.5.基礎平臺類操作系統嵌入式及物聯網操作系統嵌入式及物聯網操作系統開源OS組織/公司Contiki-NG CommunityContiki-NGhttps:/ 是一種用于物聯網中資源受限設備的操作系統，于2017 年發布第一個版本。Real Time Engineers Ltd.FreeRTOShttps:/www.freertos.org/zh-cn

67、-cmn-s/FreeRTOS 是用于嵌入式設備的實時操作系統內核，由 2003 年最初發布。泛在操作系統開源生態體系研究報告|02.泛在操作系統的開源生態發展現狀北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院云操作系統，又稱云計算中心操作系統、云OS，是云計算后臺數據中心的整體管理運營系統，它是指構架于服務器、存儲、網絡等基礎硬件資源之上的云平臺綜合管理系統。目前，行業內已有多款云操作系統產品，如OpenStack云操作系統、微軟的Microsoft Azure、騰訊遨馳Orca、阿里飛天云OS、京東云混合多云操作系統云艦、浪潮云海OS、國云OS等。2.2.6.基礎平臺類操作系統云操作系統嵌入式及

68、物聯網操作系統開源OS組織/公司開源OS產品簡介官方網站RIOT CommunityRIOThttps:/www.riot-os.org/RIOT 是一個適用于物聯網設備的低內存占用操作系統。OpenWrt ProjectOpenWrthttps:/openwrt.org/OpenWrt是適用于嵌入式設備的一個Linux發行版，由2004年首次發布。ArmMbedhttps:/ FoundationZephyrhttps:/zephyrproject.org/Zephyr是一個小型的實時操作系統，用于資源受限的嵌入式互聯設備，在2016年發布。Canonical Ubuntu Corehttp

69、s:/ Core是一個輕量，容器化，且為物聯網設備和嵌入式系統所打造的版本。開放原子開源基金會TencentOS Tiny（待更名）https:/ Tiny 是騰訊面向物聯網領域開發的實時操作系統，于2019 年對外開源發布，2020 年捐贈給開放原子開源基金會。開放原子開源基金會AliOS Things（待更名）https:/ Things 是阿里巴巴 2017年推出的面向 IoT 領域的輕量級開源物聯網嵌入式操作系統，2021 年捐贈給開放原子開源基金會。北京大學XiUOShttps:/xuos.io/XiUOS操作系統是一款面向工業物聯場景的泛在操作系統。2021年5月4日，北京大學梅宏

70、院士操作系統團隊研發成果XiUOS矽璓工業物聯操作系統正式在確實Trustie和木蘭開源社區發布。泛在操作系統開源生態體系研究報告|02.泛在操作系統的開源生態發展現狀17北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院18騰訊分布式云操作系統遨馳Orca是行業首個全域治理的云原生操作系統。是騰訊分布式云戰略的載體，騰訊云分布式云將中心云的產品和服務延伸到本地、邊緣、終端，用戶任意需要的地方。遨馳Orca基于騰訊20多年云架構技術積累與海量業務錘煉，基于開源創新的產品理念打造，可統一調度騰訊云內外的服務器、kubernetes集群等資源，并為用戶提供統一管理和極致資源利用率等，可高效支持分布式云場景，

71、滿足數實融合趨勢下各行各業數字化轉型對云計算的多樣化需求。云操作系統的部分國際、國內開源工作情況如下表所示。智慧城市操作系統的定位是一種面向城市計算的資源管理與應用構建需求的泛在操作系統，其核心技術本質是對下管理城市各類設施與數字資源、對上支撐各類場景的城市數字化與智能化應用。智慧城市操作系統的部分國際、國內開源工作情況如下表所示。2.2.7.應用場景類操作系統智慧城市操作系統云操作系統開源OS組織/公司OpenInfra FoundationOpenStackhttps:/www.openstack.org/開源OS產品簡介官方網站OpenStack始于2010年，是Rackspace和美國

72、國家航空航天局的合作項目，是一個自由、開源的云計算平臺。目前，由OpenInfra基金會開發和管理。Red HatOpenShifthttps:/ 是由紅帽公司于 2011年推出的 PaaS 云計算平臺，供用戶創建網絡應用（App、網站）。OpenNebula CommunityOpenNebulahttps:/opennebula.io/OpenNebula是專門為云計算打造的開源系統，用于構建和管理企業云，首次公開發布于2008 年。Apache Software FoundationApache CloudStackhttps:/cloudstack.apache.org/CloudSt

73、ack于2010年由C發布，是用于創建、管理和部署基礎設施云服務的開源云計算軟件。Cloud Foundry FoundationCloud Foundryhttps:/www.cloudfoundry.org/Cloud Foundry是一個開源的云計算平臺，首次發布于2011年，目前由Cloud Foundry 基金會管理。泛在操作系統開源生態體系研究報告|02.泛在操作系統的開源生態發展現狀北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院 自動駕駛操作系統是智能汽車的核心軟件，也是實現軟件定義汽車的關鍵支撐能力，具體包括針對汽車場景定制的復雜大規模嵌入式系統運行環境以及自動駕駛核心功能模塊。自動

74、駕駛操作系統的部分國際、國內開源工作情況如下表所示。2.2.8.應用場景類操作系統自動駕駛操作系統智慧城市操作系統開源OS組織/公司IoTOSIoTOShttp:/ FoundationCityOShttps:/cityos.io/CityOS允許當地市民從頭開始快速開發智慧城市，允許人們輕松設計、構建、定制、部署和維護智慧城市應用程序和硬件。IOTOS打造開放的物聯網中間件平臺，廣泛適用于建筑、環保、工業等IoT多系統數據融合與集成場景，以子系統設備接入為核心，提供數據展示及應用擴展能力，幫助企業快速搭建行業應用、交付信息化集成項目。KaaIoTKaahttps:/ 作為一個靈活的平臺，可以

75、作為舊設備和全新設備的云中心，提供智慧城市解決方案以及用于智能建筑自動化。自動駕駛操作系統開源OS組織/公司開源OS產品簡介官方網站百度Apollohttps:/www.apollo.auto/阿波羅是百度于2017年開源發布的為汽車行業及自動駕駛領域合作伙伴提供的開源自動駕駛汽車技術平臺。Comma.aiopenpilothttps:/comma.ai/openpilot是由comma.ai開發的開放源代碼半自動駕駛系統。在2016年開放源代碼。Autoware FoundationAutoware.Autohttps:/www.autoware.org/Autoware.Auto是于201

76、8年12月由Autoware基金會發布的自動駕駛汽車“一體化”開源軟件。泛在操作系統開源生態體系研究報告|02.泛在操作系統的開源生態發展現狀19北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院2.2.9.應用場景類操作系統智慧建筑操作系統機器人操作系統提供了一系列程序庫和工具，可實現對機器人構件的硬件抽象描述和驅動管理、以及支撐軟件開發者創建機器人應用軟件。機器人操作系統的部分國際、國內開源工作情況如下表所示。2.2.10.應用場景類操作系統機器人操作系統20智慧建筑操作系統是用于智慧建筑場景的操作系統，針對建筑內的硬件、應用、服務等資源，提供物聯、管理與數字服務，賦予建筑綜合協同的智慧能力，并為建

77、筑管理運營者與建筑業主方提供安全、高效、便利的建筑綜合管理運營系統。目前，OpenMotics等組織所開發的智慧建筑操作系統，可以用于城市類的各類建筑。此外，騰訊云的智慧建筑操作系統微瓴雖然不是開源操作系統，但在探索開放生態系統模式，通過提供給建筑產業鏈多個環節使用的工具箱，降低產業從業者進入智慧化體系的門檻，支持建筑產業鏈上的各類硬件設備廠商、智慧建筑集成商、建筑地產開發和運營企業、物業公司等各類生態主體基于智慧建筑操作系統進行快速的開發創新。智慧建筑操作系統的部分國際、國內開源工作情況如下表所示。智慧建筑操作系統開源OS組織/公司開源OS產品簡介官方網站KaaIoTKaahttps:/ 作

78、為一個靈活的平臺，可以作為舊設備和全新設備的云中心，提供智慧城市解決方案以及用于智能建筑自動化。OpenMoticsOpenMoticshttps:/ RoboticsROShttps:/www.ros.org/ROS是專為機器人軟件開發所設計出來的一套開源操作系統架構，由2007年首次發布。RobotologyYARPhttps:/yarp.it/latest/index.htmlYARP(Yet Another Robot Platform）用于處理機器人中傳感器、執行器和處理器之間的通信，在2002年首次發布。智能家居操作系統一方面通過對家具、電器、傳感器等家庭設備的抽象和虛擬化，實現對

79、家庭設備資源的統一管理和控制；另一方面通過可編程設備的組件化開發、自動化規則配置來實現對回家場景、健康場景、娛樂場景、運動場景、離家場景等的應用開發和運行支持。智能家居操作系統的部分國際、國內開源工作情況如下表所示。2.2.11.應用場景類操作系統智能家居操作系統智能家居操作系統開源OS組織/公司開源OS產品簡介官方網站Home Assistant Core Team and CommunityHome Assistanthttps:/www.home-assistant.io/Home Assistant是用于家庭自動化的免費開源軟件，在2013年9月首次公開發布。openHAB Teamo

80、penHABhttps:/www.openhab.org/openHAB 是一種用 Java 編寫的開源家庭自動化軟件。它部署在本地并連接到來自不同供應商的設備和服務。Domoticz CommunityDomoticzhttps:/ 是可以讓您完全訪問管理家庭自動化的開源軟件。泛在操作系統開源生態體系研究報告|02.泛在操作系統的開源生態發展現狀21北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院22-泛在操作系統開源生態體系框架-泛在操作系統開源生態體系研究報告|03.泛在操作系統開源生態體系框架北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院泛在操作系統開源生態體系研究報告|03.泛在操作系統開源生態體

81、系框架開源生態是指商業組織、非營利機構以及廣大個體開發者和用戶，圍繞核心開源技術（軟件）的開發、應用和市場建立互利互補的依賴關系，從而形成的生態系統。開源生態由于匯聚了企業、開發者、開源基金會、產業聯盟、政府、院校等眾多參與方，持續吸納來自全球各界的貢獻，具有極快的發展速度和極大的創新潛力。隨著協助開源軟件開發和維護的現代平臺的出現和不斷完善，如 GitHub,Bitbucket 和 GitLab,開源軟件項目正在以前所未有的速度增長。近年來，開源生態在全球科技創新和產業發展領域的影響力不斷增加。開源生態關鍵內容包括個體學習、群體協作與生態可持續三個方面：1）個體學習：個體（主要包括開發者、維

82、護者等）作為開源生態的參與者，是影響軟件質量和效率的關鍵因素，同時也是開源生態中最核心的角色之一。利用數據來度量個體學習和認知能力，利用海量的軟件活動數據和先進的分析方法和工具，來建立對個體和群體行為的度量并以此來觀察開源生態的特征和問題，是未來的核心挑戰之一。2）群體協作：全球化軟件活動已經發展成為一種不可逆轉的趨勢。分布在世界各地的軟件涉眾需要協同開發并發布高質量的軟件，并需要持續迭代反饋以改進和升級軟件，這些都將導致大規模的通信、協調和合作。因此，其中所涉及的社會性問題，如軟件活動中涉及的眾多角色能否積極參與并良好的協作，會影響軟件生態中各類活動的效率以及產品的質量。3）生態可持續：開源

83、生態，在缺乏集中規劃和管理的情況下，一個擁有數千個存儲庫和開發人員的生態系統如何運行？不同的涉眾如何一起工作以完成不同的任務？軟件生態系統如何可持續發展？這些都是值得探究的問題。在當前的時代背景下，開源像一股洪流席卷了全球軟件產業，不僅是一種開放共享的軟件形態，更成為數字時代新的生產方式和協作模式。開源的成功主要是能夠借助快速形成的技術生態逐步建立新的商業生態，為更多的企業帶來新的發展機遇。隨著開源的迅速發展，社會力量不斷涌入，開源生態已經成為當下開源發展的一個核心關鍵詞。3.1.1.開源生態構成3.泛在操作系統開源生態體系框架開源生態的構成及其發展因素3.123北京大學&騰訊研究院北京大學&

84、騰訊研究院3.1.2.開源生態與軟件供應鏈24一個軟件項目可能同時依賴數千個其他項目。圖 3.1-1展示了CRAN（Comprehensive R Archive Network，語言綜合檔案網絡）復雜龐大的運行時依賴關系，其中節點是軟件包（Pack-age），連線是軟件包之間的運行時依賴關系。CRAN 在運行時上千個軟件包會建立上萬個依賴關系。不同于圍繞同一軟件項目形成的生態系統，這種由于項目之間的相互依賴（例如軟件的構建或運行時依賴、開發者同時參與多個軟件項目、軟件代碼的復制粘貼、軟件項目的定制化等）形成的復雜關系網絡被稱為軟件供應鏈。軟件供應鏈與開源生態密切相關。一種常見的軟件供應鏈模式

85、是企業將開源軟件當作上游，對其進行定制化形成企業自研平臺，并在此基礎上開發各類應用。例如，很多企業在云操作系統OpenStack基礎上定制開發了自己的云平臺，或者在移動智能終端操作系統Android基礎上定制開發了自有手機操作系統等。與此同時，開源構件在開源平臺、企業自研平臺，以及各類應用中被判斷開源生態歸根結底有兩個維度，一是軟硬件能否在供應鏈上占據關鍵位置，二是能否建立可持續的團隊，把全國、全世界資源都整合進來。如果技術、項目、軟件能在各種供應鏈關系網絡上形成一個關鍵節點，那么在水平橫向上可以說是成功的。在垂直縱向維度，圍繞技術、軟件、項目能夠匯聚一個可持續的社區，圍繞軟件不斷進行開發、維

86、護，某種程度上也就成功了。因此從橫向和縱向兩個維度去看開源項目是否成功，這個在開源的意義上才能夠可持續。圖3.1-1 CRAN 運行時的依賴關系泛在操作系統開源生態體系研究報告|03.泛在操作系統開源生態體系框架北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院廣泛使用。開源平臺、企業自研平臺、各類應用、開源構件之間相互依賴但又在一定程度上獨立演化。因此，開源軟件是構成軟件供應鏈的重要元素，需要研究其分類、評測與特性識別，以更好支持軟件供應鏈行為。具體來說，需要研究開源軟件的自動分類與標注，使得開源軟件能夠被更快地了解和使用；需要研究相似開源軟件的自動評測與對比，使得開源軟件能夠被正確而高效地使用；需要

87、研究開源軟件的核心特性的識別與分析，理解各個特性在開源軟件中扮演的角色及其重要性，從而避免重復造輪子，同時使得新的有價值的特性能夠及時得到應用；需要研究開源軟件中優質代碼的評價方法，使其可以用于代碼搜索結果的優化排序以及開發人員的能力評價。開源軟件的另外一個重要研究內容是其變更影響，即確定開源軟件的代碼變更對于使用該開源軟件的影響范圍及影響程度。需要研究開源代碼中安全漏洞的自動預警與修復，確保軟件的安全性；需要研究開源軟件的版本自動升級與熱/冷替代，保證使用了開源軟件的所有軟件都能夠可靠地實現版本升級或替換；需要研究開源平臺與企業自研平臺的同步演化，保證開源平臺上的新特性能夠及時得到應用，而自

88、研平臺上的特性能夠回饋給開源社區。此外，軟件供應鏈在為人們提供便利的同時，也引入了新的風險和不確定性。一方面，供應鏈上任何一個節點的問題都可能波及鏈條上其他節點，使得損失被放大，例如月下載量達到千萬的npm包就曾被黑客篡改，大量軟件項目和開發者受到影響。另一方面，任何一個節點都可能受到供應鏈上其他節點的問題影響，使得問題定位與解決變得困難。因此，對于軟件生態供應鏈風險的評估就變得愈發重要，很多企業（尤其是大企業）在這方面的需求也不斷增加。具體而言，需要在對形成軟件供應鏈的軟件之間的功能性和組織性依賴關系進行大規模分析的基礎上，對軟件供應鏈中的脆弱點進行識別與分析，從而避免由此帶來的潛在風險。隨

89、著軟件活動數據的逐漸豐富，軟件供應鏈的研究開始從原來基于少量數據的定性分析方法向基于大數據的量化分析方法轉變。這種量化供應鏈中的風險及其傳遞關系的方法為降低這些風險及其影響力提供了良好的契機。但需要指出的是，由于軟件供應鏈幾乎囊括了開發、運行過程中涉及的所有軟硬件，涉及項目眾多，項目間關系極其復雜，該方面的研究目前還處于初始階段。當前操作系統呈現出代碼規模龐大、系統結構復雜、組件成分多樣、版本演化分化的發展態3.1.3.泛在操作系統的開源生態構建需求泛在操作系統開源生態體系研究報告|03.泛在操作系統開源生態體系框架25北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院26勢。僅一個操作系統的版本就需要

90、維護數以萬計的開源軟件包以支撐其功能和生態，例如，Ubuntu 18.04 涉及29207個軟件包。由于開源代碼的開放性與可獲取性，使得操作系統形成了更加錯綜復雜的上下游開源構件供應鏈，例如，Andoid所含開源構件及其組合、依賴關系，能形成包含上百萬節點的開源供應關系網絡?？梢钥吹?，類似操作系統這樣的大型軟件供應鏈幾乎涵蓋了開發、運行、使用過程中涉及的所有軟硬件及其生態。數以萬計相互依存的軟件項目形成的供應鏈為軟件開發和使用帶來了前所未有的困難；同時，規模指數級增長的軟件項目及其之間龐雜的依賴關系使得供應鏈的復雜度激增。因此，如何理解并利用大規模代碼和項目的供應鏈行為是一個亟待解決的重要問題

91、，其目的是幫助開發者/使用者提高效率并規避風險，包括利用供應鏈高效地找到可依賴的或可替換的高質量軟件構件、工具或平臺，及時發現供應鏈中的脆弱點并避免由此帶來的潛在風險，并避免重復造輪子等。開源操作系統供應鏈構件眾多、依賴復雜，泛在操作系統由于其需面向更多變的場景更復雜的泛在計算環境，相關的開源生態和供應鏈安全成了構建泛在操作系統生態亟須解決的關鍵問題。為了應對泛在操作系統這樣的復雜軟件供應鏈所帶來的挑戰，需要理解并度量大規模代碼和項目的供應鏈模式，從中挖掘可借鑒的成功經驗，同時及時識別潛在風險。以下是泛在操作系統開源生態構建方面需要考慮的重點問題。泛在操作系統面向的是泛在計算場景，為此需要集成

92、硬件資源、數據資源、軟件平臺、應用軟件等，使其具有柔性靈活的軟件定義能力、動態適配能力、泛在互聯能力和自然交互能力。為此，泛在操作系統需集成各類泛性軟件構建以滿足不同場景、不同業務的復雜需求，這進一步提升了泛在操作系統地對軟件供應鏈的依賴程度，軟件供應鏈行為分析是泛在操作系統開源生態系統的關鍵一環。面向泛在操作系統的構建與應用需求，需要研究形成供應鏈的軟件之間的功能性和組織性依賴關系，并進一步通過分析代碼提交對象和軟件包依賴等手段獲取生態系統中的各類對象及他們之間的關聯，建立包含開發者、項目、軟件制品的多維軟件供應鏈模型，并基于供應鏈建立各個對象的度量。該模型為生態系統中的軟件涉眾解決某個問題

93、尋找恰當的代碼片段、軟件庫、開發者等提供有效的幫助。面向泛在操作系統的軟件供應鏈行為分析泛在操作系統開源生態體系研究報告|03.泛在操作系統開源生態體系框架北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院泛在操作系統向下需管理泛在化計算資源，向上需支持泛在應用開發運行，既需要面臨“云管邊端物”乃至“人”的海量異構資源尤其是各種泛在化的“端”資源的有效管理，也需要進行各種多樣化的新型應用的共性凝練，還需要支持和適應場景動態多變的復雜泛在計算環境，應對開放環境帶來的安全可信挑戰，為此面向泛在操作系統的軟件供應鏈的風險評估成為關鍵，這是保障泛在操作系統安全可靠運行的關鍵支撐。構建泛在操作系統的生態體系將有助

94、于泛在操作系統的良性發展與迭代優化。泛在操作系統的生態體系建設需要多方參與、共建共治，其生態體系的建設與健康發展，需要完善的機制與先進的技術，需要研究面向泛在操作系統的生態體系組成要素與構建方法、研究面向多變需求的自適應自演化的生態形成機制、需要研究面向多因素的泛在操作系統生態評估與管理體系等，進而打造一個不斷生長繁榮的泛在操作系統生態體系。面向泛在操作系統的軟件供應鏈的風險評估 開源生態體系存在商業與開源混合的現象，商業組織在開源生態中扮演越來越重要的角色。在開源生態構建中，如何更好地促進各方創新、各種利益如何平衡、生態如何可持續發展等問題都是需要考慮的問題。在此方面，可以參考借鑒國際上成熟

95、開源社區的運營和發展模式。以國際服務器操作系統開源生態為例，Redhat、Ubuntu、SUSE 是基于 Linux 基礎開源組件的三個具有廣泛全球影響力的服務器操作系統體系，他們在幾乎一致的上游基礎上各自做商業發行版本，相互兼容、百花齊放、快速迭代，并共同支撐和兼容下游的云平臺、AI 框架、Tomcat 等常用開源軟件運行，也不斷推動了服務器操作系統技術和產業的繁榮發展。從第 2 章泛在操作系統開源工作全景圖可以看出，目前不同類型的操作系統均有多個開源推動主體/項目，支持開源與商業的有機融合、激發各類主體創新活力，將有利于促進操作系統技術的群體協作創新。泛在操作系統的構建與運維將會更加復雜，

96、如在智慧城市、智慧交通等復雜場景下，需要解決泛在資源分散、應用場景多變、服務提供靈活等問題，以促進不同系統之間的集成和互通，更靈活、集約、迅速地響應新業務需求。此外，如何設計有效地提供運維和運營服務的 泛在操作系統開源生態中的商業組織參與泛在操作系統開源生態體系研究報告|03.泛在操作系統開源生態體系框架27北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院3.2.1.泛在操作系統在軟件供應鏈中定位泛在操作系統開源生態體系3.228軟件供應鏈從水平橫向維度涵蓋軟硬件全棧的各類供應鏈關系網絡，垂直維度從項目社區維度展示各類主體如何匯聚、協作、可持續發展。泛在操作系統在軟件供應鏈中處于中樞位置，既需要對接上

97、游硬件、又需要支撐下游各類應用軟件，如下圖所示。泛在操作系統的泛在資源抽象管理層，不僅對傳統的計算、存儲資源進行抽象，還對各類傳感器、數據等泛在資源進行抽象，這一層的實現機制與傳統操作系統的硬件抽象層或驅動層很類似，但可以抽象與管理更加豐富多樣的資源；泛在應用開發與運行層與傳統操作系統相比，不僅要具備傳統操作系統的作業管理和支撐用戶交互能力，還需要提供具有相應場景特色的應用開發運行支撐能力，既可以支撐傳統運行在節點上的應用程序，也可以支撐運行在云計算平臺這樣的網絡層上的應用，以及面向智慧城市這樣的更高層場景的應用。因此，泛在操作系統在軟件供應鏈中涵蓋固件、驅動程序、內核、網絡管理軟件、數據融合

98、與治理平臺、平臺軟件等范圍。機制，如何設計合理多方共贏的盈利模式，均是需要研究與解決的問題。為此，需要改變原有的各系統承建企業各自提供運維和運營服務的機制，建立新的規則或機制，使得其他數字化技術、產品、服務提供商也能高效、便捷參與應用場景類操作系統的共同建設和迭代升級。硬件固件開放技術架構云計算&技術體系 應用開發工具類技術體系數據融合與治理體系用戶市場技術產品仿真和計算工具體系 技術能力：泛在軟硬件抽象，泛在資源虛擬化，泛在應用編程和泛在運行時支撐環境（工具鏈）生態能力：建設特有供應鏈，成為全球供應鏈中關鍵節點體量漸增處理器指令集驅動程序網絡管理平臺軟件仿真軟件應用軟件數據融合與治理固 件內

99、 核圖3.2-1 泛在操作系統在軟件供應鏈中的定位泛在操作系統開源生態體系研究報告|03.泛在操作系統開源生態體系框架泛在OS北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院3.2.2.泛在操作系統開源生態框架泛在操作系統開源生態框架如圖3.3所示，分別由泛在操作系統核心框架、面向泛在操作系統的開源社區營造與治理、面向泛在操作系統的軟件供應鏈構建以及面向泛在操作系統的開源標準聯動制定四部分構成。泛在操作系統核心框架定義了泛在操作系統提供了管理硬件（物理設備+物體+計算設備）和軟件的抽象與資源虛擬化機制，以及應用的編程和運行時支撐環境，主要由泛在資源抽象管理層、泛在應用開發與運行層構成。目前，開源、眾包

100、以及內源等軟件開發社區模式已成為傳統組織型軟件開發模式之外的重要模式，因此帶來開源閉源交織的復雜軟件供應鏈和生態，構建泛在操作系統及其智能應用的開源社區與生態已成為必然趨勢。為此，需要研究面向泛在操作系統的開源社區營造與治理，開放源代碼社區由相關技術生態中涉眾組成，包括企業內部人員，上下游合作伙伴，用戶以及第三方擁有共同技術興趣愛好的開發者和志愿者所組成，根據相應的開源軟件許可證協議公布軟件源代碼的網絡平臺，同時也為網絡成員提供一個自由學習交流的空間。該社區應面向泛在操作系統基礎軟件特性，構建開放共享社區，并有效支持開源社區的治理，包括開源社區管理、社區成員管理、社區貢獻管理、社區許可證管理、

101、商業化管理等。當前，泛在操作系統應用和產業化還處于相對早期階圖3.2-2 泛在操作系統開源生態框架數據/信息計算/進程存儲/數據庫通信/關聯泛在資源抽象人+物異構資源泛在資源管理APIs編程模型庫函數開發工具集軟件開發工具（SDKs）泛在應用運行與維護泛在資源抽象管理層 泛在應用開發與運行層 APPAPPAPPAPP面向泛在操作系統的開源社區營造與治理泛在OS開源社區構建泛在OS開源社區成員管理泛在OS開源社區商業化管理泛在OS開源社區貢獻管理泛在OS開源社區許可證管理面向泛在操作系統開源標準聯動制定泛在OS標準體系規劃泛在OS核心標準制定泛在OS標準宣貫與實施泛在OS標準開源聯動機制.面向泛

102、在操作系統的軟件供應鏈構建與運維軟件供應鏈行為分析軟件供應鏈風險評估軟件供應鏈管理流程軟件供應鏈安全保障.泛在操作系統開源生態體系研究報告|03.泛在操作系統開源生態體系框架29北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院30段，應鼓勵企業、研究機構、用戶單位、個體開展泛在操作系統的技術框架、參考實現和集成開發套件等研發創新，積極融入國際開源社區，同時建立相關中文開源社區，基于開放、共享、協同、生態的精神，推動泛在操作系統發展，社區的良好發展將有力促進泛在操作系統生態體系的建設與演化，為此需加速泛在操作系統及其智能應用開源社區的建設。由于操作系統的供應鏈構件眾多、依賴復雜，導致暴露攻擊面越來越多，

103、使得有關操作系統的安全問題從傳統的單一軟件的代碼安全拓展到了供應鏈生態安全，其復雜性和安全性問題爆炸式增加，當有開源構件存在缺陷或構件間存在沖突，這些風險會隨著軟件供應鏈快速傳遞到上下游，進而會影響整個操作系統的生態的技術發展和生態環境。為此，需要研究面向泛在操作系統全生命周期的供應鏈構建與維護，針對泛在操作系統的開發、應用、測試等需求，研究軟件供應鏈行為，進行供應鏈風險評估，制定合理供應鏈管理流程，并提供供應鏈安全保障等。當前美國NIST針對供應鏈安全分別制定了兩個影響力較大的標準NIST-IR-7622和NIST-SP-800-161標準以及軟件供應鏈安全實踐指南系列等標準指南，我們國家也

104、制定了 信息安全技術 ICT供應鏈安全風險管理指南標準，這在一定程度上為供應鏈的構建與風險管理提供了指導，但是，面向泛在操作系統的供應鏈目前尚缺成功案例，其構建與運維機制需進一步探索。此外，還需兼顧開源軟件供應鏈的知識產權要求、開源軟件供應鏈合規性要求以及開源軟件供應鏈的可靠性要求，進而打造適宜泛在操作系統良序發展的生態環境。在人機物融合趨勢下，泛在操作系統尚處于快速發展階段，但其定義、架構等方面缺乏統一的認知和標準規范。需探索開源軟件項目成果相結合的標準研制模式，嘗試開源標準聯動模式。開源界具有技術領先性、國際性更強、發展速度快、更新頻率高等特性，而標準界強調技術合規性、地域性更強、流程周期

105、較長、更新頻率低，為此，將兩者的優勢聯合在一起，研究泛在操作系統標準體系框架、制定核心技術標準、宣貫與實施相關標準并研究標準與開源的聯動機制，更好推動泛在操作系統的研發與應用，為泛在操作系統生態系統的構建提供有力支撐。此外，在具體的操作系統類型方面，桌面操作系統、服務器操作系統的國家、行業標準相對較為成熟；但移動智能終端操作系統、云操作系統僅有信息安全技術要求，標準體系尚不健全；物聯網操作系統、智慧城市操作系統、智慧交通操作系統、智慧建筑操作系統標準尚屬空白。因此，需針對缺失的標準開展國家標準或行業標準的預研編制工作，加快泛在操作系統標準體系與相關標準的制定工作。泛在操作系統開源生態體系研究報

106、告|03.泛在操作系統開源生態體系框架北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院-泛在操作系統開源生態體系挑戰與建議-泛在操作系統開源生態體系研究報告|04.泛在操作系統開源生態體系挑戰與建議31北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院32泛在操作系統開源生態體系研究報告|04.泛在操作系統開源生態體系挑戰與建議隨著人類社會、信息空間、物理世界不斷融合，一個萬物互聯人機物融合的時代正在開啟，面對快速增長的海量異質異構的泛在資源，不斷涌現的各類復雜的管理與應用需求，以及不斷變化的人機物融合場景，這為泛在操作系統的構建與運行帶來巨大的挑戰。鑒于開源軟件是一項復雜系統工程，代碼開放共享、開發者全球分布

107、協作、以及人機協同群智創新等特征使得開源軟件的研發與開源社區的運維亦成為所需面臨的挑戰。泛在操作系統開源生態體系的構建與其開源社區的運維模式無疑會面臨諸多挑戰，主要集中在基礎平臺構建的核心技術推進、開源生態平臺與社區的建設發展、開源生態鏈形成與完善、開源產品應用與演化、知識產權保護、以及復合型人才培養等方面。操作系統是最基礎最復雜的軟件之一，長期以來，以 Windows、Linux、Android、iOS 等操作系統占據了主導地位，我國國產操作系統尚未形成良性的產業發展鏈與生態平臺，傳統基礎軟件跟隨分叉為主，核心技術領域缺少引領能力，已有的基礎軟件開源項目規模小，影響力不足，項目成熟度不夠，用

108、戶使用門檻高，且缺乏其他國家地區參與者。為此，如何集中科研力量，在重點領域突破核心技術，以點帶面迭代優化，成為首要需解決的問題?；A平臺構建的核心技術研發挑戰開源軟件的良性發展需要構建起良好的生態，一個開源產品，社區的文化氛圍和協同創造力可以吸引志趣相投的開發者們，在社區共享、共創、共贏，并會激發出無限的創造力。開源生態的建設根植于社區，有了健康社區生態的哺育，開源技術才能獲得持續成長，開源軟件方能不斷完善。國際上成功的基金會模式在中國復制面臨系列障礙，其他探索還在初期階段，需要時間和效果的檢驗。構建泛在操作系統的開源生態社區更需要符合國情與市場需求的模式，不斷吸引眾多業界廠商與優秀人才的加入

109、，共同提升開源產品的質量。開源生態平臺與社區的建設發展4.泛在操作系統開源生態體系挑戰與建議挑戰分析4.1北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院雖然目前國內已有不少泛在操作系統的開源軟件及其社區，但是尚不能成規模，國內目前的開源生態鏈主要還是以業務功能鏈為主，在基礎軟件領域生態尚屬初期，規模相對較小。目前，利益相關者的開源生態鏈形成尚需時日，用戶規模及其活躍度尚不足以形成生態效應，并且集中表現在缺少第三方開發者的支持，以及裝機率低維護成本高等。開源生態鏈形成與完善當前，基礎軟件的開源及其社區建設亟需多方面的支持與保障，一方面需要政策促進基礎軟件開源的科研投入，另一方面需要依靠市場需求牽引基礎

110、軟件開源的落地實踐。此外，國際開源授權協議體系復雜，合規規范使用難度大，為此需要研究開源“游戲規則”，打造符合國情的合適的開源模式，構建良序發展的環境。此外，泛在操作系統可改變傳統煙囪式建設、運維和管理模式，面向人機物融合的新環境，提供標準化、一體化的泛在資源接入和構件化、場景化的泛在應用構建支持，為此，如何選擇典型應用場景，開展泛在操作系統開源軟件的應用，促進其不斷演化與優化，成為尚需解決的關鍵問題之一。開源產品應用與演化開放和共享是開源軟件的主要特征，但其依舊面臨侵權危機，唯有強力的規制路徑，才能維持其健康發展的長久動力。國內軟件領域知識產權“文化”欠缺，保護力度一直不足。開源發展仍然需要

111、嚴格的知識產權保護制度支撐，基于許可證的IP保護更為復雜困難；本土開源許可證面臨兼容與國際化難題。知識產權保護目前，兼具開源知識與操作系統基礎專業知識的復合型人才缺口巨大。開源知識普及教育不夠，開源人才匱乏，使用多貢獻少；國際開源項目缺乏核心參與，領導力不足。相對于傳統IT，開源對人才有著更多和更高的要求，需要有理解開源生態和掌握開源技術的開源意識，開拓互聯網創新應用的創新意識，以及貼近應用、技術熟練、善于協作的實踐能力。然而，當前中國高校的軟件 開源人才培養泛在操作系統開源生態體系研究報告|04.泛在操作系統開源生態體系挑戰與建議33北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院34泛在操作系統的

112、最終服務對象是人類，人群中蘊含著巨大的智慧與創作力，為了更好地聚集群體智慧，需構建泛在操作系統的開源生態，通過營造開放透明的社區創作環境，充分激發人類的需求創新以及大規模群體的參與熱情，并以自組織或無組織的松散方式相互協作，最終實現群體智慧的涌現，進而不斷豐富泛在智能應用，最終將泛在操作系統打造為“共創共贏”的基礎平臺。在泛在操作系統的開源生態體系建設研究方面，需加強以下方面的建設：人才培養缺少相關的配套設施與機制，既沒有形成有效的網絡化軟件協同開發和創新實踐支撐環境，也沒有建立有效的課堂教學與軟件實踐深度融合的培養模式。為此，如何培養高質量的復合型人才，成為泛在操作系統開源生態建設的重大挑戰

113、之一。泛在操作系統正處于探索成型期，人機物融合泛在計算環境多變、需求多樣、場景復雜，需要對硬件資源、數據資源、系統平臺及應用軟件等進行柔性靈活的軟件定義，以支持泛在感知與互聯、輕量計算與認知、動態適配、反饋控制、自然交互等新應用特征。面對這樣的場景，傳統軟件理論、方法、技術、工具等已不能滿足泛在系統開發的需求，因此，需加強新時代軟件基礎前沿技術與方法的研究，進而深入、全面地開展面向人機物融合的泛在操作系統研究，并成為泛在操作系統開源項目的核心關鍵主導力量，繼而營造開放透明的社區創作環境，充分激發人類的需求創新以及大規模群體的參與熱情，并以自組織或無組織的松散方式相互協作，實現群體智慧的涌現，不

114、斷豐富泛在智能應用，打造“共創共贏”的基礎軟件平臺。目前，開源、眾包以及內源等軟件開發社區模式已成為傳統組織型軟件開發模式之外的重要1、加強面向人機物融合的泛在操作系統核心技術研究，成為開源生態的關 鍵節點。2、加速泛在操作系統及其智能應用開源社區及其軟件供應鏈的建設，營造 良好的開源生態環境。若干思考與建議4.2泛在操作系統開源生態體系研究報告|04.泛在操作系統開源生態體系挑戰與建議北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院模式，因此帶來開源閉源交織的復雜軟件供應鏈和生態，構建泛在操作系統及其智能應用的開源社區與生態已成為必然趨勢。因此，基于互聯網群體智能的軟件開發方法和支撐平臺研究、智能應

115、用市場的建立與運用等，均成為泛在操作系統建設需考慮的重要研究內容之一。同時，泛在操作系統應用和產業化還處于相對早期階段，應鼓勵企業、研究機構、用戶單位、個體開展泛在操作系統的技術框架、參考實現和集成開發套件等研發創新，積極融入國際開源社區，同時建立相關中文開源社區，基于開放、共享、協同、生態的精神，推動泛在操作系統發展。探索適用于泛在操作系統的開源軟件的設計、開發和采購以及開源軟件供應鏈的構建，重點研究面向泛在操作系統軟件供應鏈的高效構建、全面管理、安全保障、知識產權保護等技術與方案，打造適應于我國國情的泛在操作系統開源社區與供應鏈體系。在人機物融合趨勢下，泛在操作系統尚處于快速發展階段，但其

116、定義、架構等方面缺乏統一的認知和標準規范。此外，在具體的操作系統類型方面，桌面操作系統、服務器操作系統的國家、行業標準相對較為成熟；但移動智能終端操作系統、云操作系統僅有信息安全技術要求，標準體系尚不健全；物聯網操作系統、智慧城市操作系統、智慧交通操作系統、智慧建筑操作系統標準尚屬空白。為此，探索開源軟件項目成果相結合的標準研制模式，嘗試開源標準聯動模式。開源世界具有技術領先性、事實代碼為介質、國際性更強、發展速度快、更新頻率高等特性，而標準世界強調技術合規性、文檔為其主要介質、地域性更強、流程周期較長、更新頻率低，為此，將兩者的優勢聯合在一起，可以更好推動泛在操作系統的研發與應用。3、加快泛

117、在操作系統相關的標準研制，開啟開源標準聯動模式建議主管部門推動建立適合泛在操作系統開源社區、開源項目發展的機制，支持構建促進開源與商業有機融合的框架，在激發群體智能的同時，促進各界的通力合作。例如，支持開放原子開源基金會、中國計算機學會開源發展委員會等開源相關中立組織探索建立公平、公正、開放、合作的開源生態共建機制，并會同我國專業的標準化機構共同制定統一的泛在操作系統相關標準和參考實現平臺，指導我國操作系統開源社區和項目百花齊放發展，促進更多企業和開發者參與開源生態；同時，鼓勵我國已在桌面操作系統、服務器操作系統、移動智能終端操作系統、嵌入式及物4、加快建立泛在操作系統開源工作機制，引導各社區

118、百花齊放創新泛在操作系統開源生態體系研究報告|04.泛在操作系統開源生態體系挑戰與建議35北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院36聯網操作系統、云操作系統以及各應用場景類操作系統方面開展開源工作的企業加強協同和合作，支持以企業為主體、產學研用協同的泛在操作系統開源社區體系化發展。據統計，89%的HR表示很難找到擁有合適開源技能的開源技術人員，67%的HR經理說在半年之內對開源技術人員的需求會比任何其他領域都要多，60%的公司尋找全職開源技術人員。泛在操作系統開源工作處于起步階段，建議加強泛在操作系統生態相關的研發人才培養體系建設，進一步加強開源技能、開源意識、開源文化方面的課程培養；支持產

119、、學、研與行業協會、基金會共同合作，開展“開放原子校源行”“開放原子全球開源大賽”等活動，共同培育泛在操作系統產業發展相關的開源人才。我國應用領域的多樣性和市場的縱深度正催生未來技術的變革并蓄勢引領，例如在新一代人工智能、5G、車聯網、工業互聯網、泛在操作系統等方面潛力巨大。開源為我國信息技術發展提供了“彎道超車”的新機遇，其獨特的開放協作模式有助于釋放新型舉國科技體制的強大勢能，高效匯聚大眾智慧，促進技術和應用生態的快速形成，推動我國自主創新技術邁向世界科技前列。泛在操作系統的最終服務對象是人類，人群中蘊含著巨大的智慧與創作力，為了更好地聚集群體智慧，需構建泛在操作系統的開源生態，通過營造開

120、放透明的社區創作環境，充分激發人類的需求創新以及大規模群體的參與熱情，并以自組織或無組織的松散方式相互協作，最終實現群體智慧的涌現，進而不斷豐富泛在智能應用，最終將泛在操作系統打造為“共創共贏”的基礎平臺。5、多方協同培養開源人才，促進泛在操作系統開源繁榮泛在操作系統開源生態體系研究報告|04.泛在操作系統開源生態體系挑戰與建議北京大學&騰訊研究院北京大學&騰訊研究院泛在操作系統開源生態體系研究報告|參考文獻參考文獻1.梅宏，曹東剛，謝濤，泛在操作系統：面向人機物融合泛在計算的新藍海，中國科學院院刊，2021,36(12).2.北京大學，騰訊研究院.泛在操作系統實踐與展望研究報告.2022.8

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