本文刊載于《中國科學院院刊》2023年第4期 “科技與社會”，原文标題《基于萬物網際網路的泛在作業系統的開源生态建構方法研究》，本文為精簡改編版。
王孟 李衛東*
華中科技大學 新聞與資訊傳播學院
建構自主可控、健康可持續的開源生态是泛在作業系統發展與應用的關鍵一環。針對萬物網際網路環境，結合泛在作業系統的新特性，文章總結出泛在作業系統開源生态的構成要素和系統模型，提出泛在作業系統開源生态的建構方法。文章探索泛在作業系統開源生态的構成要素、基礎平台和持續健康演化的方法與機制，為推進泛在作業系統的疊代創新，打破泛在作業系統開源生态孤島，促進泛在作業系統開源生态的初步實踐、協同發展提供新思路、探索新途徑。
随着資訊技術環境的變化和新型應用模式的出現，作業系統不斷演化和更新。為了更好地管理海量、異質、異構、自主的泛在資源，應對新應用和新場景帶來的挑戰，泛在作業系統應運而生。在泛在作業系統的比拼中，功能、技術是一方面，更重要的是，以開源為契機建立的生态。大陸泛在作業系統開源生态建設處于起步階段，呈迅猛發展趨勢，但目前存在的國内外差距巨大、參與者積極性不高、組織松散且管理力度不足、生态不成熟且碎片化嚴重等問題造成開源生态建設面臨諸多障礙，開源生态的價值和作用尚未得到充分發揮。這些沖突現象充分說明，大陸急需探究和采用有效方法，打破泛在作業系統開源生态孤島，建構大陸泛在作業系統開源生态。
1 泛在作業系統開源生态相關研究背景與發展現狀
作為一項正在起步的新型技術，泛在作業系統要想蓬勃發展，開源必不可少。
1.面向多樣性應用模式的泛在作業系統需要開源。開源已經成為軟體技術創新、産品疊代演化的關鍵要素，也是強化資訊産業基礎、驅動資訊産業變革的重要組織模式。
2.開源有利于共享前沿技術紅利，激活泛在作業系統創新生态。随着“人-機-物”融合發展，泛在作業系統開源有利于接入更多的終端裝置，連接配接各種場景應用和海量資料，讓更多的企業和開發者更友善地享受到泛在作業系統發展紅利，助力千行百業。
學術界和企業界對泛在作業系統開源的關注點不僅在于泛在作業系統開源本身還涉及到整個開源生态系統。事實上，關于開源軟體生态建構的研究很早就被關注。但目前大多數研究是在一個理想的環境中解決特定問題，由于這些研究互相分散和孤立，很難應用和推廣這些方法。要更好地建構泛在作業系統開源生态，必須基于目前的技術環境，針對新特性和新問題創新生态建構方法。
2 泛在作業系統開源生态
泛在作業系統開源生态概念闡釋
泛在作業系統特指秉承泛在計算思想，面向泛在化計算資源管理，支援泛在應用開發運作，具有泛在感覺、泛在互聯、輕量計算、輕量認知、回報控制、自然互動等新特征的新形态作業系統。目前作業系統的“碎片化”導緻數字基礎設施産生大量“軟煙囪”“生态孤島”“重複造輪子”等問題。開源作為目前軟體開發的主流，成為泛在作業系統生态建設的重要手段。本文認為，泛在作業系統開源生态是指在萬物互聯的開放創新環境下，以泛在作業系統為核心導向，借助相關平台，彙聚大量利益相關者，以吸引外部創新思想，适應差異化需求，支援泛在作業系統的持續疊代創新為目标，形成的各主體間良好協作，資源聚合的開源生态。
泛在作業系統開源生态構成要素
泛在作業系統是能運作在“萬物”上的作業系統，旨在把萬物有機地互聯起來。泛在作業系統開源生态由主體要素、環境要素和資源要素構成。
泛在作業系統開源生态的主體要素包括：開源基金會、産業聯盟組織、源代碼捐贈者、開發者（裝置開發者和應用開發者）、使用者、開源營運者等；泛在作業系統開源生态的環境要素指的是與整個系統的營運與發展密切相關的要素，旨在保障開源生态健康運作，主要包含文化氛圍、協作程度和制度保障等；泛在作業系統開源生态的資源要素助力開發者和使用者參與貢獻，主要分為雲計算資源、文檔資料、作業系統源代碼和生态服務平台等類型。
泛在作業系統開源生态系統模型
泛在作業系統開源生态系統以源代碼捐贈者為起點，形成源代碼捐贈者—開發者—開源項目—使用者的上下遊關系。這種關聯關系以開源項目為核心，形成供應鍊網絡（圖1）。
圖1 泛在作業系統開源生态系統模型
從圖1可以看出，在泛在作業系統開源生态系統中，主體要素持續地貢獻和營運，構成了系統的主幹網絡；資源要素作為系統的動力和基礎；環境要素構成系統的支撐和保障。各個要素之間有機結合，協同共生，促使泛在作業系統真正地互聯萬物，應用于全場景，賦能千行百業。
3 “三位一體”：泛在作業系統開源生态基礎平台的建構方法
自主“根社群”
1
以開源基金會為指導，搭好“聯接橋”
大陸開源基金會亟待管理制度和理念的創新支援。開源基金會主要為開源事業的健康有序發展提供頂層設計和配套服務。在頂層設計上，開源基金會應明确溝通機制和貢獻機制，建立統一的行為準則為開源社群的健康有序發展提供指導。在配套服務方面，開源基金會發掘更多優秀開源項目和人才，打造開源開放架構，為泛在作業系統的開源提供開源戰略咨詢、法務咨詢、項目營運、品牌營銷、學術交流、國際合作、教育訓練教育等服務。
2
建立“根社群”需要培育有吸引力的開源産品，緊跟技術趨勢
開源産品的技術優越性是衡量一個社群在全球開源生态話語權的重要名額，也是開發者和使用者選擇開源的最主要動因。是以，需要從技術先進性和技術吸引力出發來營運社群。從這個角度來說，中國龐大的人口與市場正是泛在作業系統最好的開源生态孵化器，泛在作業系統相關的産品可以被想象與應用，并開墾出适合大陸“根社群”成長的生态土壤。
代碼托管平台
代碼托管平台既是開源代碼的“托身”之所，也是開源活動（如技術讨論、思維碰撞、代碼送出）的聚集之地。一方面，代碼托管平台以第三方及中立者身份提供開源代碼托管服務，對代碼審查、使用、修改、存儲和删除等實行全生命周期管理。另一方面，以提升開發效率為導向打造開源代碼托管平台。抓住目前新興領域内軟體開發過程中影響開發效率的關鍵問題，打造與國際開源代碼托管平台相比服務差異化的開源代碼托管平台。
萬物互聯的生态服務平台
泛在作業系統開源生态的服務平台體系應從應用、系統軟體和硬體開發方面進行建構，具體包括全場景應用的完整平台工具鍊、技術服務、相容性測評服務和隐私安全機制等方面。華為移動服務平台（HMS）搭建的“連接配接一切”的傳播網絡，能為大陸泛在作業系統開源生态服務平台的建構提供借鑒和支援。
1.HMS支援“1+8+N”全場景裝置應用。HMS能為鴻蒙作業系統開發者提供可以實作“一次開發、多端部署”的高效開發工具，幫助鴻蒙作業系統部署在各類智能終端上，形成一個跨終端應用的融合共享生态。
2.開放分布式技術助力硬體開發，提升公共通信平台、分布式資料管理、分布式能力排程和虛拟外設四大能力。
3.注重合作夥伴的使用體驗和隐私安全。HMS提供相容性測評服務，實作全局端雲資料保護，確定運作在鴻蒙作業系統上的裝置和業務應用能穩定、正常運作。
4 泛在作業系統開源生态持續演化方法
本文拟從“人-機-物”三元融合視角出發，提出泛在作業系統開源生态持續健康演化的方法，包括協作機制、激勵機制、信任機制和保障機制。
協作機制
建設大陸自主的泛在作業系統開源生态必須同時堅持開放和治理的原則。
1.開源基金會負責泛在作業系統源代碼的孵化和運維。吸引大量主流廠商、科研院所和開發者的加入，形成“創新聯合體”和“去中心化”的開放群體參與組織結構，逐漸擴大泛在作業系統開源生态“朋友圈”。
2.建立開源項目群組織架構，成立開源項目群工作委員會。工作委員會是開源項目群的最高決策機構，負責開源項目社群的治理工作。這些舉措既具有限制性，又開放開源，實作強組織與弱組織機制的有機融合，有效確定泛在作業系統開源生态的可持續發展。
激勵機制
泛在作業系統開源中的激勵機制應以聲譽機制為主。例如，在開放原子基金會中，參與者根據貢獻的程度劃分不同等級（如白金捐贈人，黃金捐贈人和白銀捐贈人等），并根據其等級享有特定的權利和義務，進而激勵參與者積極貢獻以獲得更高等級的知識産權共享權和決策權。
在物質激勵機制的設計中，要推動建立市場化開源人才薪酬機制。物質激勵的額度設定會對參與者的多少，以及任務完成品質産生很大的影響。是以，要優化調整現有制度中對開源人才的薪酬限制，讓優秀的開源人才得到合理回報。同時，還可以實施開源項目的股權激勵政策和專項激勵計劃，全力扶持開發者創新，助力泛在作業系統走向全球。
基于情感需求的激勵機制是吸引個體開發者持續參與貢獻的重要手段。情感激勵主要包括“解決訴求”“個人成長”“正向激勵”和“生态推廣”4個方面。基于此，開源社群或者開源企業應積極搭建交流展示平台，激勵個體開發者不斷反哺開源。
保障機制
1
技術保障為泛在作業系統開源生态提供豐富的功能支援，提高開源項目開發的效率
在泛在作業系統開源生态中，常用的技術工具主要有編譯器、代碼遷移工具、雲測工具等。編譯器，支援跨終端裝置平台，能夠将不同語言代碼編譯成一套可執行檔案，突破裝置和語言限制，降低跨語言解釋開銷。代碼遷移工具，可自動掃描待遷移軟體進行源碼分析，并提供可遷移性評估及建議的可視化分析；能實作部分代碼的一鍵自動替換或修改，能降低排查困難、反複調試定位的難度，提升遷移效率。雲測工具，面向開發者提供基于社群平台的相容性測試、穩定性測試、性能測試服務功能，幫助快速識别和定位應用程式在運作階段的問題。
2
泛在作業系統開源生态的發展離不開政策法規的引導和支援
目前，政府應關注大陸軟體開發短闆，多措并舉培育健康可持續發展的泛在作業系統開源生态。
1.完善泛在作業系統開源共享的政策體系。在貫徹落實十四五規劃提出的一系列政策基礎上，積極完善開源相關法規和社群治理規則等。
2.引導多元主體參與整合泛在作業系統開源生态資源。支援不同行業領域布局泛在作業系統開源項目，打通行業壁壘。同時，可撥付試點資金或提供政策“綠燈”，有效指引開源基金會、企業和開發者等共建共治，加速實作生态融合。
3.積極防範開源風險。圍繞泛在作業系統項目，制定設計全生命周期的風險管理和審計标準，提高開源代碼的安全性。
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人才是保障機制運作最關鍵的要素
1. 培養開源領軍人才，加大對國外開源專業人才的引進力度，逐漸縮小國内外開源人才在數量、品質上的差距。
2. 加強開源生态建構所需的複合型人才培養。以泛在作業系統為導向，為産業内專業技術人才與生态營運人才創造更多合作空間與協同機會。
3.圍繞泛在作業系統的基本原理、機理及構造方法學等方面，實施人才專項培養計劃，以突破泛在作業系統在程式設計模型、核心創新、端邊雲多場景和安全可信方面的瓶頸，促進泛在作業系統開源生态蓬勃發展。
信任機制
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加強開源許可合規管理
開源許可證是開源生态的基石，對開源軟體的使用、複制、修改和分發等行為進行規範和限制，具有法律效力。開源基金會可針對泛在作業系統開源項目的開源許可進行合規審查，建立開源項目全生命周期的風險管控機制，對開源項目的引入、使用、孵化和退出的全流程管理做出流程規範，落實各環節的主體責任。
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加強開源代碼的知識産權管理，為開源生态健康運作保駕護航
1.開源社群要開展泛在作業系統開源知識産權保護教育訓練，進而提高開發者知識産權保護意識，加強開源企業知識産權保護的重視程度。
2.開源社群實施開源知識産權全流程管控，建立健全産業知識産權侵權監控機制和風險應對機制，加強開源領域軟硬體知識産權及商标管理。
3.開源社群要推動産業聯盟共同建構知識産權聯盟，成立泛在作業系統專項“專利池”，在保障泛在作業系統知識産權的同時，做到不侵權也不被侵權。
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堅持共建、共治、共享的商業模式，促進開發者和使用者之間的溝通和深入協作
不管是開源企業還是開源組織，都可以通過主動開源進行多元化的商業布局，使泛在作業系統開源在保持理想主義的同時，形成自循環、自保障的發展機制。此外，以國内龍頭企業開源技術或自主創新的作業系統為基礎，形成上下遊協同的戰略聯盟，積極跟進面向萬物互聯的泛在作業系統，參與未來數字基礎設施建設，共建具有競争力的商業生态體系。
5 結論與建議
泛在作業系統開源生态作為一個巨複雜适應性生态系統，需要多利益相關方堅持共建、共治、共享的開源理念，制定具有前瞻性的開源開放政策。基于此，提出3點建議：
1.制定中長期發展戰略路線。泛在作業系統開源生态的建構是一個持續的過程，多利益相關方（如政府、開源基金會及産業聯盟）需面向萬物互聯和泛在計算環境，制定契合自身發展條件的發展路線圖，掌握泛在作業系統創新和應用的主動權。
2.借鑒國際先進經驗。針對人-機-物融合帶來的邊界開放、資源異構，以及生态建構等不确定性難題，深入加強國際交流合作；通過與國際規則體系接軌，提前布局大陸在泛在作業系統開源生态的主導權。
3. 完善開源生态治理機制。集中關注泛在作業系統開源生态建構問題，分析泛在作業系統開源生态的運作機理和供應鍊安全風險，完善供應鍊安全風險源識别、評估體系和預警模型。
王孟 華中科技大學新聞與資訊傳播學院博士研究所學生。主要研究領域：網際網路管理、開源生态、科技與社會等。
李衛東 華中科技大學新聞與資訊傳播學院教授，國家認證計算機技術與軟體技術專業“系統分析師”（進階工程師級，國家人社部和工信部聯合認證），大資料與國家傳播戰略教育部哲學社會科學實驗室執行主任，國家傳播戰略研究院執行院長。主要研究領域：網際網路管理、資料治理、科技與社會等。
文章源自：王孟, 李衛東. 基于萬物網際網路的泛在作業系統開源生态建構方法研究. 中國科學院院刊, 2023, 38(4): 632-642. DOI: 10.16418/j.issn.1000-3045.20221121001