2023年5月19日下午于浙江省温州市香格里拉大酒店的丽水厅,CCF YOCSEF上海在2023年CCF青年精英大会(YEF)上,举办了“泛在操作系统--下一代操作系统的突围之路”技术论坛,论坛由YOCSEF上海主席孔令和,YOCSEF上海AC委员石亮共同担任执行主席。YOCSEF上海副主席李晋国、李洋,AC委员裴颂文、马骏、黄泽良,通信委员郭畅、吴文杰,老主席李超、老AC委员王加溢,还有来自全国各地高等院校、科研院所和企事业单位的兄弟姐妹50余人参加了论坛。
论坛主要分成两个环节,分别是嘉宾引导发言和思辩环节。在引导发言环节,5位嘉宾从泛在操作系统突围的5个维度进行了技术分享;在思辩环节,嘉宾与听众们对三个泛在操作系统的开放问题进行了深入讨论,现场气氛十分的热烈而有序。
第一位嘉宾是来自上海交通大学的夏虞斌教授,分享了题为“降低操作系统"安全税":软硬协同的轻量系统隔离”的引导发言。操作系统安全带来的性能损失已经越来越不可忽视,称为操作系统“安全税”,包括进程安全税、内存安全税、IO安全税等。近年来主流芯片厂商不断推出安全与隔离相关的硬件扩展,为操作系统安全税的降低带来了机遇。本次报告将介绍基于软硬协同的轻量级隔离机制,来降低操作系统安全税的方法。
第二位嘉宾是来自山东大学的汪云海教授,分享了题为“基于工具隐喻的泛在操作系统多模态人机交互架构模型”的引导发言。XiUOS等泛在操作系统扩展了人机交互模式。然而,当前交互架构模型存在诸多问题,如难以适应多模态交互场景、缺乏灵活性和可扩展性等。该模型不仅需要对各种常见交互行为进行结构化抽象描述,还需要支持界面表达与交互行为的分离。通过借鉴生活中“工具”的概念,提出了工具交互架构模型,利用自动机、交互服务、视觉反馈等组件,为不同交互模态构建统一高效的交互指令,并支持交互行为的重用与扩展。
第三位嘉宾是来自国防科技大学的王涛副研究员,分享了题为“开源生态的激励机制分析与实践”的引导发言。一直以来,开源社区主要依靠开发者志愿贡献来发展,但是也面临着核心开发者流失等挑战。报告介绍了为什么泛在操作系统需要开源生态,如何吸引开发者参与开源,思考与实践三个方面。报告也针对GitHub新推出的赞助机制的实际效果进行深入分析,包括激励机制类型、激励有效期、融资平台、开源社区等,分享基于知识产权共享的持续激励机制。
第四位嘉宾是来自华东师范大学的石亮教授,分享了题为“消费操作系统跨设备场景的可靠性与安全初探”的引导发言。随着移动IoT设备的广泛出现,特别是随着鸿蒙操作系统的快速部署,基于消费终端的跨设备管理变得越来越重要。通过跨设备能够实现更多任务处理的同时,实现设备间协同访问和管理的能力。然而,现有的跨设备管理依然存在诸多问题,特别是在延迟方面无法满足消费用户的访问需求,普遍存在延迟较高和系统卡顿的问题。为了解决以上问题,在本报告中,分别从文件系统、内存管理和进程管理三个角度展开研究,能够较好的改善用户体验。未来,该方向依然存在诸多可以优化的空间。
第五位嘉宾是来自南京大学的王慧妍助理研究员,分享了题为“人机物背景下泛在融合数据的高效缺陷处理”的引导发言。现代社会以信息技术、无线传感、人工智能为代表的新兴科技快速发展,大大拓展了时间、空间和人们认知范围,以及软件对海量数据的处理能力,人类正在进入一个“人机物”三元融合的万物智能互联时代。然而,伴随开放性的不断加强,软件不再只关注于在封闭式设置下的软件内部功能实现,而需要在“人机物”融合大背景下,充分考虑软件对来自各类泛在资源的异构数据的可靠理解与分析。针对泛在融合数据存在的数据缺陷与处理难点入手,介绍了基于通用语义约束的高效处理与缺陷检测手段,为软件探索在泛在场景下构建可靠的数据世界观的可能手段。
在思辩环节,5位嘉宾与观众共同深入探讨了3个思辩问题。
思辩问题一:万物互联场景下,泛在操作系统是否能够成功逆袭?
王慧妍:泛在操作系统相比现在操作系统概念更大,可以实现更多功能,逆袭关键是迁移应用场景,实现在多个场景的转换。
汪云海:以iPhone为例子,点出交互在逆袭中的重要性。对于开发者关键是使得模块可重用,可组合。
王涛:针对传统操作系统,每个时代有适合的操作系统。桌面Windows,移动安卓ios。泛在计算的用户规模大得多,需要新的操作系统适应不同的应用场景。中国在泛在系统方面有机会能逆袭。
夏虞斌:从跟跑到领跑的机会在于(1)新的工具和开发方法,现在已经有新的方法,理念来设计操作系统,有机会超越传统理念下设计的操作系统。(2)硬件推陈出新,传统操作系统有历史包袱,而新的操作系统确没有。
石亮:成功少不了用户需求。泛在操作系统为了使用统一的操作系统来管理存储、网络、计算等资源。用户群有需求,才有更多逆袭的机会。有了用户基数,才会发现更多问题,解决更多问题。
裴颂文:为什么需要泛在操作系统?它与通用操作系统的剪裁版有什么区别?
孔令和:在市场定位上来说,泛在操作系统聚焦在算力在手机以下的智能终端的操作系统,目前的市场还是蓝海,还没有完全合适的操作系统。在技术上来说,XiUOS等泛在操作系统也不是现有操作系统简单的裁剪版,它们的内核其实是很小,而重点在于组件,通过感联智控组件来实现万物互联场景的资源共享。
石亮:操作系统一直在发展,没有一统江湖的,都限制在一定场景下,没有实现统一的目标。
听众:泛在操作系统跟传统操作系统并不一定要划清界限。更强调软件对于功能的划分。
王涛:泛在操作系统以人为中心的。
思辩问题二:人机物共处,如何保障操作系统安全可靠?
夏虞斌:如何保证个性化数据的安全?GPT的出现大大影响了交互方式,但GPT缺乏个性化的内容。未来可能看到个性化数据和GPT的结合。以自动回复内容的GPT为例,个性化的内容需要得到保护,保障个人隐私与企业机密不泄漏。需要寻求一种更加通用的,在操作系统层面的数据共享的能力。
王慧妍:操作系统的设计包含了精巧的设计,泛在操作系统和各种各样外部资源相关,将这些外部资源都纳入到操作系统,可能会破坏原有操作系统的设计,需要引入验证的环节。
夏虞斌:验证这个观点非常正确。在将来引入更多智能组件以后,系统的不确定性将进一步增大,也存在很多难以解释的情况。未来的前沿方法可能将不在是“验证什么是错的”而是变成“验证不会做错”,也就是查找边界。
孔令和:对于不同的对象和架构中,安全可靠在那边更重要呢,是否有一个优先级。
王涛:传统的安全工作,在人事物融合的场景下,不再局限与系统本身,引入了更多设备和人,人可能也成了系统的一部分,引入了更多的变化。不能确定安全可靠在那边更可靠,需要一个系统性的方案来解决。
观众:针对夏老师安全税的提法,在人事物场景下,安全税可能在哪个方面呢?
夏虞斌:在更加宏观的层面,而不是体系结构这些更微观的。人机物中的人可能是最大的开销。
思辩问题三:新的操作系统的出现,生态建设该往何处走?
王涛:生态两个层面,首先是操作系统本身;人机物和操作系统形成的更大的生态。全局范式希望将工程范式(强组织)和开源(弱组织)两者结合起来。希望在核心团队之外吸引更多的开发者围绕相关方向路径做更多的探索和创新。
石亮:王涛报告中说到应该走开源路线。但是目前很多成功操作系统走闭源,那么泛在操作系统为何走开源呢?
王涛:闭源确实有成功的。但是Windows的成功局限在桌面,ios局限在移动终端。未来可能有很多未知的场景,选择开源激发更多的人来做多场景的探索,这是闭源是很难做到的,成本很高。
孔令和:泛在操作系统开源是为了突围。Windows在做的时候没有其他竞争者可以快速迭代。安卓有竞争对手,就开始尝试走开源路径,才会有更多的人使用。做泛在操作系统就是为了中国的缺芯少魂可以改观。不开源让一个公司做的话会很慢,投资周期太长。开源的方式能够吸引更多的高校、企业来共同参与。
王涛:认可孔老师的观点。能卷入更多开发人员更容易取得操作系统的成功。
汪云海:整个生态建设不完全是开源。系统完善和商业化也需要推进。既要开源也要闭源。
王涛:开源和商业化并不对立。确实需要商业化的产品,生态才健康。
石亮:开源不一定是特别好的选择。例如SUN公司,最终被微软收购。LINUX看似成功,但是LINUX本人却累得要死。开源也有很多心酸的问题,如何激励参与者一起来贡献还是很大的问题。不同阶段,开源和闭源要有所选择。最终的决定权应该还是在用户。用户积累到一定程度,还是得闭源。
王涛:开源的收益和长久的驱动力涉及到软件产业如何让开发者拿到更多的收益。开源实现商业化,一个方向是成为一种服务。在开源的基础之上推动软件市场的发展,推动更多商业化构建服务。
汪云海:操作系统和其他场景不一样。操作系统的开源可能没那么多参与者。
王涛:泛在操作系统和Windows还是不一样的。Windows大家不会去改。但是泛在操作系统场景更多,在不同场景可能需要更多内核的修改。支持开源或是部分开源,允许更多的修改。
最后,孔令和做了论坛的总结与展望。期待泛在操作系统的生态逐步建立,更多兄弟姐妹一起贡献,希望国内的操作系统实现突围。