梅宏：拥抱泛在计算 | CCCF精选

32年前，马克·维瑟(Mark Weiser)提出泛在计算(ubiquitous computing)的概念1的计算，认为计算将融入到人类生活中，成为消失不见（invisile）的技术。虽然泛在计算的概念在当时过于超前，但是仍然催生了专注于人机交互技术的泛在计算研究领域，并取得了一系列重要进展。当前，经过30多年计算机硬件、软件和应用领域的技术创新和突破，马克的很多愿景已经或正在变成现实，人类社会经济的方方面面均已无法离开各种各样不同模式和规模的计算。新世纪以来，随着互联网、移动互联网、物联网、云计算、大数据、人工智能等信息技术的迅速发展，人机物三元融合的泛在计算时代正在开启。从早期的主机计算，到20世纪80年代开始的个人计算以及2000年开始的移动计算，再到泛在计算，新的计算模式以计算“无处不在、无迹可寻”为特征，呼唤新的软件技术，特别是新型操作系统。我将其称为泛在操作系统(ubiquitous OS)2。

操作系统是计算系统中最为关键的一层系统软件。回顾操作系统的发展，呈现一条主线和两条辅线的技术发展态势。主线是计算机硬件驱动，体现为如何高效管理硬件资源并充分发挥硬件资源提供的计算能力，其中，处理器的发展是核心驱动力；一条辅线是网络化驱动，即如何为支持网络而对操作系统进行相应的功能扩展，主要体现为以网络中间件为基础而逐渐演化出的不同类型的网络化操作系统；另一条辅线是应用驱动，体现为如何不断地沉淀应用共性以及提供方便易用的人机交互方式，特别值得一提的是，从命令行到图形用户界面（GUI）再到手指触摸，正是人机交互方式的演进极大地推进了计算技术的广泛及深度应用。从计算模式演进的视角观察，操作系统的发展呈现包容式发展的格局，新型操作系统的出现并未使原来的操作系统退出应用，而是通过网络化将其包含在内：个人计算时代是主机OS、桌面 OS和局域网、互联网中间件能力的组合，移动计算时代是主机OS、桌面OS、移动OS和包括移动互联网在内的中间件能力的组合，而泛在计算时代将是主机OS、桌面OS、移动OS、泛在OS和包括物联网在内的中间件能力的组合。

近年来，泛在操作系统受到学术界和产业界的关注，被写入了工信部《“十四五”软件与信息服务业发展规划》，并得到国家自然基金委信息学部专项、科技部重点研发计划等支持。在产业界，华为、腾讯、海尔等一批企业在物联网、云计算、智慧城市、智慧交通、智慧建筑、智能家居等领域的新型操作系统研发上也开展了积极探索和实践。本期由金芝和郭耀教授组织的“泛在操作系统：研究与实践”专题，从泛在计算的发展历史和现状出发，总结了泛在计算的最新进展与挑战，介绍了面向人机物融合泛在计算的泛在操作系统的概念、技术与挑战，并结合工业物联网、智能机器人、智慧交通、智慧家庭等不同泛在计算场景介绍了若干泛在操作系统的研发实践。

泛在操作系统的发展仍处于初期，其内涵及外延定义、核心技术挑战、构造理论及方法等仍有待形成广泛共识，期待本专题能够为泛在操作系统的研究与实践贡献一份推力，让我们从软件技术的视角去拥抱泛在计算时代。