资讯速递 | 2023 CNCC分论坛圆满结束，OpenHarmony独获2023 CCF科技进步特等奖！

2023 中国计算机大会（以下简称“CNCC”）-万物智联时代的智能终端操作系统与生态分论坛，于2023年10月28号下午在沈阳新世界酒店成功举办。此外，在2023 CNCC大会颁奖典礼上，OpenHarmony项目独获2023 CCF科技进步特等奖殊荣！CCF理事长、中国科学院院士梅宏教授，CCF奖励委员会主席、中国工程院院士廖湘科教授现场亲自为OpenHarmony项目获奖代表、OpenHarmony项目群技术指导委员会（以下简称“TSC”）主席陈海波颁奖！

本次分论坛由OpenHarmony TSC主席陈海波担任论坛主席，OpenHarmony TSC委员武延军担任共同主席。OpenHarmony TSC委员张兆生、张荣超、贾宁，OpenHarmony技术俱乐部主任夏虞斌，北京大学软件研究所副所长刘譞哲，清华大学国强教授刘云新等多位重量级嘉宾分享相关议题，近200位来自科研院所、高校和企业老师及专家参与，共同交流智能终端操作系统相关技术。分论坛由OpenHarmony TSC委员张荣超主持，包含5个技术报告和1个Panel。

报告一：《万物智联时代终端操作系统演进思考》

OpenHarmony TSC主席，华为基础软件首席科学家陈海波老师分享《万物智联时代终端操作系统演进思考》报告，报告从多个维度分享万物智联时代操作系统演进趋势的洞察、关键技术成果与演进思考、以及在OpenHarmony的实践。

陈海波老师在报告中表示，操作系统推动了各个历史时期信息产业浪潮诞生与发展。相应地，在不同历史时期的操作系统所承担的使命、技术特征、以及成功要素也是与该时期的产业特点息息相关。当前，正迎来万物智联时代这一重要的换道超车机遇期。

在万物智联时代，智能终端操作系统主要存在三大关键技术挑战，包括高效抽象：万物智联时代，如何高效抽象与协同硬件；全局最优：如何统筹全局资源提供最优性能、能效与体验；全场景协同：如何面向万物智联，构建分布式全场景协同体验三个方面。

此外，“昆虫纲悖论”呼唤“元OS架构”创新，即通过一个可以被灵活组装的操作系统能力集合(OS Kit)，基于一个高度弹性的架构，将这些操作系统能力组合成为满足千行百业场景需要的场景化操作系统。

陈海波老师介绍OpenHarmony实践元OS架构，弹性适配多场景。报告重点介绍了高性能只读压缩文件系统EROFS、基于DRAM与Flash深度融合的高性能内存管理、业务感知与多硬件资源协同的智能感知调度、分布式根技术支撑自由互联、流转、播控和共享、便捷高效支撑多设备、多应用开发等OpenHarmony涉及的关键技术。

此外，陈海波老师也分享了智能终端操作系统未来演进的思考，包括时空自然交互，带来体验跃迁；从单节点确定性走向端到端确定性；后摩尔时代，智能终端计算范式演进；从分层解耦走向垂直整合，底座技术重构；重构安全隐私范式，防止出现安全“木桶”；原生智能架构，构筑终端智能新体验6个思考点进行阐述。

报告二：《关于重构操作系统技术栈思考》

OpenHarmony TSC委员、中国科学院软件研究所副所长武延军首次分享“关于重构操作系统技术栈思考”技术报告。万物智联时代对操作系统提出了新的需求，如高带宽低时延互联、多样化算力、数据搬运、应用流转、多屏互动等。同时，与操作系统强关联的上下游新方向也在加速演进，以RISC-V、Rust为代表的新趋势已经显现。报告认为操作系统的传统技术栈已经到了可以进行大幅重构的时刻。武延军老师介绍四个层面的操作系统技术栈重构思考：聚焦RISC-V的指令集级别重构，选取LLVM的编译器级别重构，采用Rust的编程语言级别重构，以及替换GNU基础C库的运行时级别重构。希望通过这些大范围、体系化的技术重构，为万物智联的新生态，打下基础软件的新地基。

武延军老师首先介绍目前主流操作系统技术栈情况，主要分为四个层面，硬件交互层面以指令集为接口，目前支持最完整的是X86指令集和ARM指令集，RISC-V也有迅猛增长的势头；在内核层面，操作系统开发以C语言为主，近年开始逐渐出现Rust语言的身影；用户层POSIX接口由运行时C库来提供，目前应用最广泛的是glibc，musl以及bionic等。

此外，武延军老师表示目前正处于移动互联网时代的顶峰，万物互联时代的前夜。万物互联时代将有亿万级别的设备加入到网络环境中，大量设备需要操作系统为应用提供良好的跨设备协作能力，这是操作系统设计开发的一大挑战。同时，网络技术的发展满足了互联设备间高带宽、低延迟的需求，使异构互联等假设真正成为现实，万物互联的操作系统需要及时提供高带宽/低时延的能力。对应用层面，多设备协作、应用流转等全新设计成为可能。人与机器的交互将逐步摆脱目前触控为主的UI方式，转向多设备的协同交互，更加自然隐蔽。

武延军老师表示，针对上述提到的操作系统在万物互联时代将遇到的挑战，操作系统对应技术栈的演进方向也将随之改变。在操作系统抽象层面，仅仅开发支持硬件抽象的操作系统，并不能很好的在万物互联的海量设备上做多样化拓展，操作系统抽象的要求将被拔高，这也意味着操作系统技术栈需要作出适应。一方面，软硬件将以各自节奏快速进行迭代，海量设备将成为成千上万软硬件厂商的角逐平台，用户由此受益；这进一步要求作为软硬件交互接口的指令集需要更加透明灵活，与硬件厂商应当进一步解绑。其次，不同设备上的应用除了需要更大程度的源码复用迁移，还需要高度可定制化的编译过程，来进一步提升操作系统在不同设备上的拓展能力。在编程语言方面，C语言经过几十年的迭代，已经能够在操作硬件和性能优化方面做到几乎极致，但是过于灵活的语法已经成为目前代码安全性的一大威胁。在万物互联时代，数据流转将成为常态，完全使用C语言的操作系统将面临着攻击面过大的危险。如何在保证开发效率的同时，兼顾系统性能与安全，将成为OS技术栈的一个关注重点。再次，正如前面提到的，移动互联网时代的生态建设，其实就是海量应用的生态支撑。而绝大多数应用依赖于C库提供的通用编程接口而非直接进行系统调用；如何提供更灵活可迁移的C库，让应用开发能够自然运用多设备能力，使用操作系统提供的跨设备协作能力，将是未来技术栈演进的一个重要方向。另一方面，目前大模型的应用已经逐渐开始影响软件开发的工作流程，在不远的将来也将势必影响操作系统等基础软件的研发，如何可靠高效的让操作系统技术栈与大模型代码生成能力相结合，也是一个值得思考的问题。

武延军老师接下来从4个重点方向剖析面向万物智联的OS技术栈演进：

重构一：面向指令集的标准化演进

武延军老师表示，从OS/360提出基于指令集架构的计算机实现分离思想开始，指令集已经成为软硬件互操作接口的标准层。万物互联时代的操作系统需要支持大量的设备，而同时兼顾多种指令集，或是依赖于某一硬件厂商提供的指令集，将会大大拖慢软硬件迭代速度。操作系统为适应多种指令集发展将需要承担沉重设计包袱；开源的RISC-V指令集的迭代方式，无疑具有更强的适应性，未来操作系统技术栈将深入到软硬件交互的最前沿，以RISC-V开源指令集为焦点，下沉系统软件实现需求，真正做到软硬件厂商合力一处。

反过来，万物智联场景将催生大量垂直优化需求，软硬件厂商针对优化需求而反馈到RISC-V基金会层面，能够推进RISC-V指令集更快速适应万物智联场景。这一点是旧有格局中从硬件厂商到软件适配的单向迭代流程所无法满足的。

重构二：基于LLVM的编译器级别“重构”

武延军老师认为，未来操作系统技术栈的编译套件也将迎来一轮重构，LLVM表现出的强大定制性和商业友好，将在万物智联时代更受软件厂商青睐。如果所有组件都采用LLVM框架编译，针对组件自身设计挖掘定制化编译需求；将能够以LLVM为桥梁，释放软件优化的潜力，并可与RISC-V可拓展开源指令集的优势叠加，有助于厂商在多个设备上同时进行软硬件协同优化。这件事情，早在十几年前就已经受到苹果的关注并付诸实践。万物智联的浪潮将是在开源视角推进这一模式的有利时机。

重构三：Rust与 C 融合的编程语言级重构

武延军老师认为，从操作系统技术栈重构的角度，Rust更应当作为现有C语言的有利补充。

前面提到，C本身是与第四版Unix一同出现，是一门为了管理硬件，贴合底层而生的高级语言，它具有几乎无法超越的性能优化能力，以及操作硬件的能力。但随之而来的是C语言的语法灵活程度太高，像指针这样的语法即使动用代码静态分析，也极难保证内存安全。

而Rust作为新兴的系统编程语言，通过编译器检查的方式来保障内存安全，在保证类C的性能的同时，能够大幅提升开发效率和协作效率。从语法层面弥补了C语言过于灵活的缺点，但同时保留了和C二进制兼容的优势。同时，Rust在直接操作裸内存的方面没有C灵活；因此Rust作为C代码重构的有利补充，将有助于达到安全和性能双赢的局面。从开源操作系统软件迭代的角度而言，这将会大大明确开发过程的安全边界，减轻操作系统核心开发人员的心智负担。

重构四：用muslc替换glibc的C标准库级别重构

武延军老师认为，万物智联时代的应用，或将延续移动互联网时代的应用组织模式，但存在跨设备运行、应用流转等新的特征。在这一基础上，应用眼中的操作系统能力，主要表现为C库的能力，C库将是操作系统能力的有效外延。在万物智联时代，操作系统技术栈需要提供更加灵活可定制，更高效，且可无缝迁移的C库。glibc存在代码臃肿等问题，在移动互联网时代已然捉襟见肘；而musl作为更轻量的C语言运行时库，或可成为万物智联时代C库的一个基础版本。在此基础上，依赖LLVM良好的定制性，可以实现拓展性更强的C库。

报告三：《泛在智能系统软件：进展与挑战》

北京大学软件研究所副所长、ACM杰出科学家刘譞哲，分享“泛在智能系统软件：进展与挑战”技术报告。在泛在计算时代，智能化已经成为信息化应用的重要特征，高效可靠地支持机器学习/深度学习模型已经成为系统软件必备的基础能力。随着模型结构日益复杂、异构资源不断涌现、算力需求持续增长、以及对数据安全隐私的逐渐重视，对系统软件的设计和实现提出了新的挑战，也带来了新的机遇。报告介绍刘譞哲老师团队近年来在面向泛在智能系统软件的进展，包括面向端侧/边缘侧原位计算范式的异构资源协同调度、混合精度并行化模型训练、非匀速多模型协同推理等方面的工作。

报告四：《智能终端操作系统的个人数据处理与保护》

OpenHarmony技术俱乐部主任，上海交通大学教授夏虞斌分享“智能终端操作系统的个人数据处理与保护”技术报告。智能终端作为个人的数字世界主要入口，记录了大量的个人数据，合理利用这些数据将带来效率的极大提升。报告主要介绍在终端操作系统层面，利用人工智能和机密计算等新技术，实现对个人数据的存储、使用和保护的新方法。

报告五：《面向异构设备的DNN模型推理优化》

清华大学国强教授、博士生导师刘云新，分享“面向异构设备的DNN模型推理优化”技术报告。出于隐私保护、数据安全、高可靠、低延迟以及节省成本的考虑，在端侧设备上部署和运行DNN模型成为趋势。和云端服务器相比，端侧设备不仅计算资源有限，计算硬件也呈现强异构性，包括大小核CPU、GPU、DSP以及NPU等。如何充分利用这些异构多处理器的计算能力提升DNN模型推理的性能，面临巨大的挑战。本报告介绍刘云新老师团队近期在面向异构设备的DNN模型推理优化方面的相关工作，重点关注如何提升基于异构多处理器的并行DNN模型推理的性能，以及如何高效自动生成适配异构多处理器的DNN模型。

Panel 圆桌讨论

分论坛的最后环节，OpenHarmony TSC委员贾宁主持Panel圆桌讨论，陈海波、夏虞斌、刘云新、 张兆生、 张荣超等嘉宾参与，基于“万物智联时代我国智能终端操作系统的机遇、挑战，以及如何实现开源共创的合力”的主题，嘉宾就下一代终端操作系统的主要特征以及给工作生活会带来什么样的改变，终端操作系统当前演进最大的挑战及后发的操作系统如何获得竞争优势，人工智能的浪潮下操作系统有哪些机遇和挑战，开源社区在推动我国终端操作系统发展上能起到哪些作用及如何更好的激发社区活力，学术界与产业界如何协作才能更好的形成合力推动我国操作系统发展等话题进行深入讨论。

此外，在2023 CNCC大会颁奖典礼上颁发了“CCF科学科技成果奖”。该奖设立于2012年，授予在计算机科学、技术或工程领域具有重要发现、发明、原始创新，在相关领域有一定国际影响力，且国内尚未获得政府奖励的优秀科技成果。2023年共有40个项目分别获得CCF科技成果奖的自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖。

OpenHarmony项目独获2023 CCF科技进步特等奖殊荣！CCF理事长、中国科学院院士梅宏教授，CCF奖励委员会主席、中国工程院院士廖湘科教授现场亲自为OpenHarmony项目获奖代表、OpenHarmony技术指导委员会主席陈海波颁奖。

分论坛嘉宾合影留念

分论坛主席陈海波老师为分论坛嘉宾颁发证书

分论坛现场观众交流

2023年11月4日，第二届开放原子开源基金会OpenHarmony技术大会即将在北京国家会议中心盛大开幕。本次大会由OpenAtom OpenHarmony(简称“OpenHarmony")项目群技术指导委员会(TSC)主办，由华为技术有限公司、江苏润开鸿数字科技有限公司、广东九联开鸿科技发展有限公司、软通动力信息技术(集团)股份有限公司、深圳开鸿数字产业发展有限公司合作支持。本届大会以“技术筑生态，智联赢未来”为主题，在第一届技术大会成功举办的经验和基础上，以更高规格、更大规模和更丰富的议程，为与会者带来一场技术盛宴。

大会将开设主论坛和八大分论坛，不仅将面向全球展示OpenHarmony操作系统的技术革新、分享阶段性技术成果，还将特邀全球开源操作系统技术领袖，行业前沿领域的实践专家、高校技术导师、众多开发者与贡献者，共话操作系统未来技术方向，共享开放生态布局进展，共绘万物互联的智慧蓝图。敬请期待！

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审核编辑 黄宇