本文刊载于《中国科学院院刊》2023年第4期 “科技与社会”，原文标题《基于万物互联网的泛在操作系统的开源生态构建方法研究》，本文为精简改编版。
王孟 李卫东*
华中科技大学 新闻与信息传播学院
构建自主可控、健康可持续的开源生态是泛在操作系统发展与应用的关键一环。针对万物互联网环境，结合泛在操作系统的新特性，文章总结出泛在操作系统开源生态的构成要素和系统模型，提出泛在操作系统开源生态的构建方法。文章探索泛在操作系统开源生态的构成要素、基础平台和持续健康演化的方法与机制，为推进泛在操作系统的迭代创新，打破泛在操作系统开源生态孤岛，促进泛在操作系统开源生态的初步实践、协同发展提供新思路、探索新途径。
随着信息技术环境的变化和新型应用模式的出现，操作系统不断演化和升级。为了更好地管理海量、异质、异构、自主的泛在资源，应对新应用和新场景带来的挑战，泛在操作系统应运而生。在泛在操作系统的比拼中，功能、技术是一方面，更重要的是，以开源为契机建立的生态。大陆泛在操作系统开源生态建设处于起步阶段，呈迅猛发展趋势，但当前存在的国内外差距巨大、参与者积极性不高、组织松散且管理力度不足、生态不成熟且碎片化严重等问题造成开源生态建设面临诸多障碍，开源生态的价值和作用尚未得到充分发挥。这些矛盾现象充分说明，大陆急需探究和采用有效方法，打破泛在操作系统开源生态孤岛，构建大陆泛在操作系统开源生态。
1 泛在操作系统开源生态相关研究背景与发展现状
作为一项正在起步的新型技术，泛在操作系统要想蓬勃发展，开源必不可少。
1.面向多样性应用模式的泛在操作系统需要开源。开源已经成为软件技术创新、产品迭代演化的关键要素，也是强化信息产业基础、驱动信息产业变革的重要组织模式。
2.开源有利于共享前沿技术红利，激活泛在操作系统创新生态。随着“人-机-物”融合发展，泛在操作系统开源有利于接入更多的终端设备，连接各种场景应用和海量数据，让更多的企业和开发者更方便地享受到泛在操作系统发展红利，助力千行百业。
学术界和企业界对泛在操作系统开源的关注点不仅在于泛在操作系统开源本身还涉及到整个开源生态系统。事实上，关于开源软件生态构建的研究很早就被关注。但目前大多数研究是在一个理想的环境中解决特定问题，由于这些研究相互分散和孤立，很难应用和推广这些方法。要更好地构建泛在操作系统开源生态，必须基于当前的技术环境，针对新特性和新问题创新生态构建方法。
2 泛在操作系统开源生态
泛在操作系统开源生态概念阐释
泛在操作系统特指秉承泛在计算思想，面向泛在化计算资源管理，支持泛在应用开发运行，具有泛在感知、泛在互联、轻量计算、轻量认知、反馈控制、自然交互等新特征的新形态操作系统。目前操作系统的“碎片化”导致数字基础设施产生大量“软烟囱”“生态孤岛”“重复造轮子”等问题。开源作为当前软件开发的主流，成为泛在操作系统生态建设的重要手段。本文认为，泛在操作系统开源生态是指在万物互联的开放创新环境下，以泛在操作系统为核心导向，借助相关平台，汇聚大量利益相关者，以吸引外部创新思想，适应差异化需求，支持泛在操作系统的持续迭代创新为目标，形成的各主体间良好协作，资源聚合的开源生态。
泛在操作系统开源生态构成要素
泛在操作系统是能运行在“万物”上的操作系统，旨在把万物有机地互联起来。泛在操作系统开源生态由主体要素、环境要素和资源要素构成。
泛在操作系统开源生态的主体要素包括：开源基金会、产业联盟组织、源代码捐赠者、开发者（设备开发者和应用开发者）、用户、开源运营者等；泛在操作系统开源生态的环境要素指的是与整个系统的运营与发展密切相关的要素，旨在保障开源生态健康运行，主要包含文化氛围、协作程度和制度保障等；泛在操作系统开源生态的资源要素助力开发者和用户参与贡献，主要分为云计算资源、文档资料、操作系统源代码和生态服务平台等类型。
泛在操作系统开源生态系统模型
泛在操作系统开源生态系统以源代码捐赠者为起点，形成源代码捐赠者—开发者—开源项目—用户的上下游关系。这种关联关系以开源项目为核心，形成供应链网络（图1）。
图1 泛在操作系统开源生态系统模型
从图1可以看出，在泛在操作系统开源生态系统中，主体要素持续地贡献和运营，构成了系统的主干网络；资源要素作为系统的动力和基础；环境要素构成系统的支撑和保障。各个要素之间有机结合，协同共生，促使泛在操作系统真正地互联万物，应用于全场景，赋能千行百业。
3 “三位一体”：泛在操作系统开源生态基础平台的构建方法
自主“根社区”
1
以开源基金会为指导，搭好“联接桥”
大陆开源基金会亟待管理制度和理念的创新支持。开源基金会主要为开源事业的健康有序发展提供顶层设计和配套服务。在顶层设计上，开源基金会应明确沟通机制和贡献机制，建立统一的行为准则为开源社区的健康有序发展提供指导。在配套服务方面，开源基金会发掘更多优秀开源项目和人才，打造开源开放框架，为泛在操作系统的开源提供开源战略咨询、法务咨询、项目运营、品牌营销、学术交流、国际合作、培训教育等服务。
2
建立“根社区”需要培育有吸引力的开源产品，紧跟技术趋势
开源产品的技术优越性是衡量一个社区在全球开源生态话语权的重要指标，也是开发者和用户选择开源的最主要动因。因此，需要从技术先进性和技术吸引力出发来运营社区。从这个角度来说，中国庞大的人口与市场正是泛在操作系统最好的开源生态孵化器，泛在操作系统相关的产品可以被想象与应用，并开垦出适合大陆“根社区”成长的生态土壤。
代码托管平台
代码托管平台既是开源代码的“托身”之所，也是开源活动（如技术讨论、思维碰撞、代码提交）的聚集之地。一方面，代码托管平台以第三方及中立者身份提供开源代码托管服务，对代码审查、使用、修改、存储和删除等实行全生命周期管理。另一方面，以提升开发效率为导向打造开源代码托管平台。抓住当前新兴领域内软件开发过程中影响开发效率的关键问题，打造与国际开源代码托管平台相比服务差异化的开源代码托管平台。
万物互联的生态服务平台
泛在操作系统开源生态的服务平台体系应从应用、系统软件和硬件开发方面进行构建，具体包括全场景应用的完整平台工具链、技术服务、兼容性测评服务和隐私安全机制等方面。华为移动服务平台（HMS）搭建的“连接一切”的传播网络，能为大陆泛在操作系统开源生态服务平台的构建提供借鉴和支持。
1.HMS支持“1+8+N”全场景设备应用。HMS能为鸿蒙操作系统开发者提供可以实现“一次开发、多端部署”的高效开发工具，帮助鸿蒙操作系统部署在各类智能终端上，形成一个跨终端应用的融合共享生态。
2.开放分布式技术助力硬件开发，提升公共通信平台、分布式数据管理、分布式能力调度和虚拟外设四大能力。
3.注重合作伙伴的使用体验和隐私安全。HMS提供兼容性测评服务，实现全局端云数据保护，确保运行在鸿蒙操作系统上的设备和业务应用能稳定、正常运行。
4 泛在操作系统开源生态持续演化方法
本文拟从“人-机-物”三元融合视角出发，提出泛在操作系统开源生态持续健康演化的方法，包括协作机制、激励机制、信任机制和保障机制。
协作机制
建设大陆自主的泛在操作系统开源生态必须同时坚持开放和治理的原则。
1.开源基金会负责泛在操作系统源代码的孵化和运维。吸引大量主流厂商、科研院所和开发者的加入，形成“创新联合体”和“去中心化”的开放群体参与组织结构，逐步扩大泛在操作系统开源生态“朋友圈”。
2.建立开源项目群组织架构，成立开源项目群工作委员会。工作委员会是开源项目群的最高决策机构，负责开源项目社区的治理工作。这些举措既具有约束性，又开放开源，实现强组织与弱组织机制的有机融合，有效确保泛在操作系统开源生态的可持续发展。
激励机制
泛在操作系统开源中的激励机制应以声誉机制为主。例如，在开放原子基金会中，参与者根据贡献的程度划分不同等级（如白金捐赠人，黄金捐赠人和白银捐赠人等），并根据其等级享有特定的权利和义务，从而激励参与者积极贡献以获得更高等级的知识产权共享权和决策权。
在物质激励机制的设计中，要推动建立市场化开源人才薪酬机制。物质激励的额度设定会对参与者的多少，以及任务完成质量产生很大的影响。因此，要优化调整现有制度中对开源人才的薪酬限制，让优秀的开源人才得到合理回报。同时，还可以实施开源项目的股权激励政策和专项激励计划，全力扶持开发者创新，助力泛在操作系统走向全球。
基于情感需求的激励机制是吸引个体开发者持续参与贡献的重要手段。情感激励主要包括“解决诉求”“个人成长”“正向激励”和“生态推广”4个方面。基于此，开源社区或者开源企业应积极搭建交流展示平台，激励个体开发者不断反哺开源。
保障机制
1
技术保障为泛在操作系统开源生态提供丰富的功能支持，提高开源项目开发的效率
在泛在操作系统开源生态中，常用的技术工具主要有编译器、代码迁移工具、云测工具等。编译器，支持跨终端设备平台，能够将不同语言代码编译成一套可执行文件，突破设备和语言限制，降低跨语言解释开销。代码迁移工具，可自动扫描待迁移软件进行源码分析，并提供可迁移性评估及建议的可视化分析；能实现部分代码的一键自动替换或修改，能降低排查困难、反复调试定位的难度，提升迁移效率。云测工具，面向开发者提供基于社区平台的兼容性测试、稳定性测试、性能测试服务功能，帮助快速识别和定位应用程序在运行阶段的问题。
2
泛在操作系统开源生态的发展离不开政策法规的引导和支持
当前，政府应关注大陆软件开发短板，多措并举培育健康可持续发展的泛在操作系统开源生态。
1.完善泛在操作系统开源共享的政策体系。在贯彻落实十四五规划提出的一系列政策基础上，积极完善开源相关法规和社区治理规则等。
2.引导多元主体参与整合泛在操作系统开源生态资源。支持不同行业领域布局泛在操作系统开源项目，打通行业壁垒。同时，可拨付试点资金或提供政策“绿灯”，有效指引开源基金会、企业和开发者等共建共治，加速实现生态融合。
3.积极防范开源风险。围绕泛在操作系统项目，制定设计全生命周期的风险管理和审计标准，提高开源代码的安全性。
3
人才是保障机制运行最关键的要素
1. 培养开源领军人才，加大对国外开源专业人才的引进力度，逐步缩小国内外开源人才在数量、质量上的差距。
2. 加强开源生态构建所需的复合型人才培养。以泛在操作系统为导向，为产业内专业技术人才与生态运营人才创造更多合作空间与协同机会。
3.围绕泛在操作系统的基本原理、机理及构造方法学等方面，实施人才专项培养计划，以突破泛在操作系统在编程模型、内核创新、端边云多场景和安全可信方面的瓶颈，促进泛在操作系统开源生态蓬勃发展。
信任机制
1
加强开源许可合规管理
开源许可证是开源生态的基石，对开源软件的使用、复制、修改和分发等行为进行规范和约束，具有法律效力。开源基金会可针对泛在操作系统开源项目的开源许可进行合规审查，建立开源项目全生命周期的风险管控机制，对开源项目的引入、使用、孵化和退出的全流程管理做出流程规范，落实各环节的主体责任。
2
加强开源代码的知识产权管理，为开源生态健康运行保驾护航
1.开源社区要开展泛在操作系统开源知识产权保护培训，从而提高开发者知识产权保护意识，加强开源企业知识产权保护的重视程度。
2.开源社区实施开源知识产权全流程管控，建立健全产业知识产权侵权监控机制和风险应对机制，加强开源领域软硬件知识产权及商标管理。
3.开源社区要推动产业联盟共同构建知识产权联盟，成立泛在操作系统专项“专利池”，在保障泛在操作系统知识产权的同时，做到不侵权也不被侵权。
3
坚持共建、共治、共享的商业模式，促进开发者和用户之间的沟通和深入协作
不管是开源企业还是开源组织，都可以通过主动开源进行多元化的商业布局，使泛在操作系统开源在保持理想主义的同时，形成自循环、自保障的发展机制。此外，以国内龙头企业开源技术或自主创新的操作系统为基础，形成上下游协同的战略联盟，积极跟进面向万物互联的泛在操作系统，参与未来数字基础设施建设，共建具有竞争力的商业生态体系。
5 结论与建议
泛在操作系统开源生态作为一个巨复杂适应性生态系统，需要多利益相关方坚持共建、共治、共享的开源理念，制定具有前瞻性的开源开放策略。基于此，提出3点建议：
1.制定中长期发展战略路线。泛在操作系统开源生态的构建是一个持续的过程，多利益相关方（如政府、开源基金会及产业联盟）需面向万物互联和泛在计算环境，制定契合自身发展条件的发展路线图，掌握泛在操作系统创新和应用的主动权。
2.借鉴国际先进经验。针对人-机-物融合带来的边界开放、资源异构，以及生态构建等不确定性难题，深入加强国际交流合作；通过与国际规则体系接轨，提前布局大陆在泛在操作系统开源生态的主导权。
3. 完善开源生态治理机制。集中关注泛在操作系统开源生态构建问题，分析泛在操作系统开源生态的运行机理和供应链安全风险，完善供应链安全风险源识别、评估体系和预警模型。
王孟 华中科技大学新闻与信息传播学院博士研究生。主要研究领域：互联网管理、开源生态、科技与社会等。
李卫东 华中科技大学新闻与信息传播学院教授，国家认证计算机技术与软件技术专业“系统分析师”（高级工程师级，国家人社部和工信部联合认证），大数据与国家传播战略教育部哲学社会科学实验室执行主任，国家传播战略研究院执行院长。主要研究领域：互联网管理、数据治理、科技与社会等。
文章源自：王孟, 李卫东. 基于万物互联网的泛在操作系统开源生态构建方法研究. 中国科学院院刊, 2023, 38(4): 632-642. DOI: 10.16418/j.issn.1000-3045.20221121001