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開(kāi)源項(xiàng)目 OpenHarmony

是每個(gè)人的 OpenHarmony

2022年9月30日，OpenHarmony項(xiàng)目群技術(shù)指導(dǎo)委員會(huì)，面向全社會(huì)公開(kāi)征集了對(duì)操作系統(tǒng)具有引領(lǐng)作用的前沿技術(shù)挑戰(zhàn)、工程技術(shù)難題和產(chǎn)業(yè)問(wèn)題。截止到2022年10月31日，OpenHarmony項(xiàng)目群技術(shù)指導(dǎo)委員會(huì)共收到OpenHarmony社區(qū)相關(guān)的軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)、科研院所和個(gè)人開(kāi)發(fā)者所提交的難題30道。通過(guò)本次難題的征集，OpenHarmony項(xiàng)目群技術(shù)指導(dǎo)委員會(huì)獲得了大量的來(lái)自產(chǎn)業(yè)界、工業(yè)界與學(xué)術(shù)界的一手難題材料，為OpenHarmony技術(shù)峰會(huì)《終端操作系統(tǒng)十大技術(shù)挑戰(zhàn)方向》的發(fā)布提供了非常寶貴的素材。

通過(guò)對(duì)本次難題的征集，并結(jié)合OpenHarmony的技術(shù)愿景以及技術(shù)架構(gòu)的大框架，由OpenHarmony項(xiàng)目群技術(shù)指導(dǎo)委員會(huì)的委員們進(jìn)行總結(jié)、抽象、拔高，最終形成《終端操作系統(tǒng)十大技術(shù)挑戰(zhàn)方向》，具體詳細(xì)介紹如下：

挑戰(zhàn)方向1：以用戶為中心、場(chǎng)景感知的應(yīng)用軟件新形態(tài)

PC及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，軟件服務(wù)以APP中心、以設(shè)備為邊界，依賴用戶輸入，被動(dòng)的提供服務(wù)，設(shè)備的感知能力有限，無(wú)法通過(guò)行為和場(chǎng)景感知主動(dòng)提供服務(wù)；萬(wàn)物智聯(lián)時(shí)代，設(shè)備算力及感知能力劇增，多設(shè)備可協(xié)同提供服務(wù)，以APP為中心的服務(wù)模式制約了用戶體驗(yàn)。需構(gòu)建一種服務(wù)按場(chǎng)景智能組合、最短路徑直達(dá)、多設(shè)備可協(xié)同的應(yīng)用軟件形態(tài)，來(lái)實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)的躍遷。

當(dāng)前，OpenHarmony已經(jīng)構(gòu)建分布式軟總線及原子化服務(wù)框架，初步具備跨APP協(xié)作、多設(shè)備協(xié)同能力，但仍然需要用戶主動(dòng)觸發(fā)服務(wù)流程，而且系統(tǒng)理解用戶需求準(zhǔn)確度較低，還無(wú)法將最合適的服務(wù)直接主動(dòng)提供給用戶。所以，未來(lái)OpenHarmony需持續(xù)探索以用戶為中心、場(chǎng)景感知的應(yīng)用軟件新形態(tài)。

挑戰(zhàn)方向2：多設(shè)備協(xié)同、多元化操控的自然交互體驗(yàn)

用戶界面（UI）是支持人機(jī)交互的軟硬件系統(tǒng)，廣泛存在于手機(jī)、電腦、平板、穿戴等終端。UI歷經(jīng)批處理（BI）、命令行（CLI）和當(dāng)前主流的圖形用戶界面（GUI）幾個(gè)主要階段。隨著終端硬件及其操控、協(xié)同方式的多元化，基于WIMP（Window, Icon, Menu and Pointer）范式的GUI已難以提供更好的用戶體驗(yàn)和更高的開(kāi)發(fā)效率，尤其在多設(shè)備協(xié)同場(chǎng)景中，各設(shè)備差異化的操控、顯示方式需要更自然的交互模式。

因此，界面范式必須邁向多種設(shè)備協(xié)同、多元化操控的自然交互。這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，首先需要終端操作系統(tǒng)定義全新的NUI（Natural user interface）交互范式，如基于語(yǔ)音、空間、姿態(tài)、注意力、腦機(jī)等更高效的人機(jī)操控方式；其次，還需實(shí)現(xiàn)跨設(shè)備UI設(shè)計(jì)及交互，解決設(shè)備特性的參數(shù)化抽象、0~N屏動(dòng)態(tài)布局、設(shè)備交互事件歸一、異構(gòu)硬件和軟件上任務(wù)場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)的無(wú)縫交互及顯示反饋等一系列技術(shù)難題。

挑戰(zhàn)方向3：用戶及負(fù)載感知的操作系統(tǒng)資源供給方法

當(dāng)前終端操作系統(tǒng)主要基于預(yù)設(shè)策略來(lái)進(jìn)行設(shè)備管理和資源供給，或需開(kāi)發(fā)人員及用戶來(lái)手動(dòng)調(diào)整。在不同場(chǎng)景下，應(yīng)用負(fù)載特征和用戶需求有較大的差異性，一套策略或參數(shù)無(wú)法很好適配應(yīng)用軟件及用戶的動(dòng)態(tài)需求。

所以，面對(duì)“千人千面”的應(yīng)用負(fù)載和用戶需求，提供精準(zhǔn)感知和智能決策機(jī)制，動(dòng)態(tài)的調(diào)整外設(shè)管理、資源供給等操作系統(tǒng)策略，實(shí)現(xiàn)能效及體驗(yàn)最優(yōu)成為未來(lái)終端操作系統(tǒng)必須面對(duì)的挑戰(zhàn)。

挑戰(zhàn)方向4：高能效、極簡(jiǎn)抽象的異構(gòu)運(yùn)行環(huán)境

終端設(shè)備負(fù)載逐年加重，如部分APP體積膨脹數(shù)百倍，用戶體驗(yàn)的需求持續(xù)提升，如刷新率從60Hz到90/120Hz，交互方式從小屏到XR；摩爾定律放緩，硬件能效增長(zhǎng)受限，電池能量密度的提升與需求之間存在差距。如何以有限的能量提供流暢且豐富的用戶體驗(yàn)，成為終端系統(tǒng)的核心挑戰(zhàn)。

利用異構(gòu)算力及高能效核并行可大幅提升系統(tǒng)整體能效。當(dāng)前終端系統(tǒng)中異構(gòu)計(jì)算單元以NPU、GPU為主，僅承載圖形及AI相關(guān)負(fù)載，缺乏通用的異構(gòu)協(xié)同框架。開(kāi)發(fā)高能效、極簡(jiǎn)抽象的異構(gòu)運(yùn)行環(huán)境，充分有效的利用異構(gòu)硬件資源，并降低應(yīng)用及系統(tǒng)本身的負(fù)載，是萬(wàn)物智聯(lián)時(shí)代以有限能量提供流暢而豐富用戶體驗(yàn)的可行路徑。

挑戰(zhàn)方向5：全生命周期的數(shù)據(jù)防泄漏與隱私保護(hù)機(jī)制

萬(wàn)物智聯(lián)時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)廣泛融入各垂直行業(yè)，帶來(lái)生產(chǎn)和生活方式革新的同時(shí)，智能終端接入的多樣性、通信的復(fù)雜性等問(wèn)題給設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用安全帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。其中，越來(lái)越智能的終端無(wú)時(shí)無(wú)刻不在窺探、獲取、存儲(chǔ)和共享用戶個(gè)人數(shù)據(jù)，并通過(guò)大數(shù)據(jù)分析推測(cè)個(gè)人習(xí)慣、喜好等，已經(jīng)成為信息安全的“重災(zāi)區(qū)”。

所以，搭建全生命周期的數(shù)據(jù)防泄漏與隱私保護(hù)機(jī)制勢(shì)在必行。TSC認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)在創(chuàng)建、存儲(chǔ)、使用、傳輸、銷(xiāo)毀的全生命周期內(nèi)不泄密、不篡改、可追溯是當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)。

挑戰(zhàn)方向6：全棧協(xié)同的操作系統(tǒng)漏洞消減及防御方法

軟件漏洞是影響軟件安全及質(zhì)量的主要要素，當(dāng)前大型軟件上的漏洞情況仍不容樂(lè)觀，尤其是內(nèi)存安全類(lèi)漏洞數(shù)量多危害大。同時(shí)，在進(jìn)行漏洞消減時(shí)，還需考慮運(yùn)行時(shí)的性能開(kāi)銷(xiāo)，開(kāi)發(fā)效率，生態(tài)遷移成本等一系列問(wèn)題。需軟硬件協(xié)同配合，才可實(shí)現(xiàn)性價(jià)比較高的方案。

TSC認(rèn)為，基于指令集、微架構(gòu)、編程語(yǔ)言、編譯器及操作系統(tǒng)的全棧協(xié)同創(chuàng)新，有望系統(tǒng)性的對(duì)漏洞進(jìn)行消減及防御，并具備高開(kāi)發(fā)效率、生態(tài)兼容、低性能開(kāi)銷(xiāo)、低硬件復(fù)雜度等特性是未來(lái)的挑戰(zhàn)目標(biāo)。

挑戰(zhàn)方向7：適用于超級(jí)終端的分布式多級(jí)安全架構(gòu)

分級(jí)安全（MLS--Multiple Layer Security）架構(gòu)是當(dāng)前強(qiáng)度最高的安全架構(gòu)，在高安領(lǐng)域被廣泛使用。實(shí)現(xiàn)在異構(gòu)分布式環(huán)境下，用戶和程序主體按照嚴(yán)格的規(guī)則訪問(wèn)數(shù)據(jù)和資源，同時(shí)保證數(shù)據(jù)在分布式系統(tǒng)中流動(dòng)時(shí)仍然保持統(tǒng)一的分級(jí)安全訪問(wèn)控制策略，是當(dāng)前面臨的巨大挑戰(zhàn)。

TSC認(rèn)為，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)可證明的分級(jí)安全架構(gòu)，確保在整個(gè)訪問(wèn)控制架構(gòu)中，分級(jí)標(biāo)簽便捷、可信、不可篡改、不可抵賴、不可偽造，訪問(wèn)控制機(jī)制不可越權(quán)、穿透，對(duì)數(shù)據(jù)和資源的訪問(wèn)嚴(yán)格滿足BLP和Biba的模型約束是核心挑戰(zhàn)。

挑戰(zhàn)方向8：智慧化全場(chǎng)景的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)方法與工具鏈

為支撐萬(wàn)物智聯(lián)時(shí)代以用戶為中心、場(chǎng)景感知的應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)，應(yīng)用廠商和開(kāi)發(fā)者需要一套完善的全場(chǎng)景智慧化的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)工具鏈。目前，業(yè)界主流IDE的智慧化場(chǎng)景主要局限在編碼階段，針對(duì)新一代終端操作系統(tǒng)，我們還需要提供輔助編碼、智能缺陷檢測(cè)、環(huán)境配置、三方庫(kù)推薦、自動(dòng)修復(fù)建議等全流程智慧化輔助，滿足易上手、高效率的應(yīng)用開(kāi)發(fā)需求。

具體而言，輔助編碼功能需滿足準(zhǔn)確性、安全性、穩(wěn)定性功能，保證沒(méi)有漏洞；智能缺陷檢測(cè)功能可分析出常見(jiàn)的各類(lèi)安全隱患和Bug；環(huán)境配置、工具鏈配置、模板選擇、三方庫(kù)推薦等能力支撐終端系統(tǒng)多設(shè)備自適應(yīng)開(kāi)發(fā)需求；針對(duì)典型性能瓶頸場(chǎng)景如應(yīng)用啟動(dòng)慢、渲染卡頓等，自動(dòng)識(shí)別性能瓶頸，為開(kāi)發(fā)者提供自動(dòng)修復(fù)的建議。

挑戰(zhàn)方向9：跨設(shè)備、跨系統(tǒng)、跨平臺(tái)的一次開(kāi)發(fā)多端部署平臺(tái)

隨著芯片、設(shè)備形態(tài)、OS的多樣化，APP開(kāi)發(fā)難度及成本面臨巨大挑戰(zhàn)；同時(shí)折疊機(jī)、車(chē)機(jī)、平板、穿戴、智能家居等設(shè)備普及，屏幕規(guī)格、人機(jī)交互方式趨于多樣化，應(yīng)用跨設(shè)備流轉(zhuǎn)需能靈活適配各種設(shè)備的用戶界面（UI）差異。

所以，TSC認(rèn)為，讓開(kāi)發(fā)者實(shí)現(xiàn)一次開(kāi)發(fā)、多端部署，并在性能、功能、和用戶體驗(yàn)上損失最??；同時(shí)構(gòu)建更先進(jìn)的UI布局引擎以及相關(guān)配套開(kāi)發(fā)工具，能夠更加高效、靈活地適應(yīng)多設(shè)備流轉(zhuǎn)的跨端應(yīng)用是未來(lái)的重要挑戰(zhàn)。

挑戰(zhàn)方向10：高開(kāi)發(fā)效率、分布式協(xié)同的統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)框架

萬(wàn)物智聯(lián)時(shí)代，智能終端上的外設(shè)及傳感器等器件品類(lèi)不斷增多，驅(qū)動(dòng)程序需在不同系統(tǒng)間、不同版本間遷移和維護(hù)，成本十分高昂。同時(shí)傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序框架難以實(shí)現(xiàn)原生的跨設(shè)備訪問(wèn)。

正是基于以上研判，TSC認(rèn)為，萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代終端操作系統(tǒng)需構(gòu)建高開(kāi)發(fā)效率、分布式協(xié)同的統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)框架，為硬件開(kāi)發(fā)提供豐富穩(wěn)定的南向接口、跨平臺(tái)、跨設(shè)備的驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)環(huán)境、安全隔離方案等諸多技術(shù)支持，以幫助硬件廠商大規(guī)?？s減驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)、遷移和維護(hù)成本，并能高效的開(kāi)發(fā)多設(shè)備分布式協(xié)同的驅(qū)動(dòng)程序。

最大的力是合力，最強(qiáng)的智是眾智，OpenHarmony項(xiàng)目群技術(shù)指導(dǎo)委員會(huì)為對(duì)本次《終端操作系統(tǒng)十大技術(shù)挑戰(zhàn)方向》的發(fā)布，有突出貢獻(xiàn)的團(tuán)體、個(gè)人表示感謝，評(píng)選出了6個(gè)“終端操作系統(tǒng)十大技術(shù)挑戰(zhàn)方向特別貢獻(xiàn)者”和8個(gè)“終端操作系統(tǒng)十大技術(shù)挑戰(zhàn)方向貢獻(xiàn)者”，具體評(píng)定辦法如下：

1、難題需要面向OpenHarmony主戰(zhàn)場(chǎng)，聚焦根技術(shù)的創(chuàng)新。

2、難題方向?yàn)閷?duì)操作系統(tǒng)發(fā)展具有引領(lǐng)作用的前沿技術(shù)挑戰(zhàn)、工程技術(shù)難題和產(chǎn)業(yè)技術(shù)問(wèn)題。

3、為了保證公平、公正，本次獎(jiǎng)項(xiàng)將制定評(píng)比標(biāo)準(zhǔn)，OpenHarmony項(xiàng)目群技術(shù)指導(dǎo)委員會(huì)委員基于OpenHarmony的技術(shù)愿景以及技術(shù)架構(gòu)的大框架，通過(guò)線上討論充分了解難題內(nèi)容，線下打分，組委會(huì)匯總分?jǐn)?shù)，最后由分?jǐn)?shù)排名來(lái)確定致謝名單，標(biāo)準(zhǔn)如下：

參加本次貢獻(xiàn)者評(píng)選的是6位來(lái)自產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界，在操作系統(tǒng)領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)非常豐富的TSC委員，他們是：武延軍、臧斌宇、張兆生、張榮超、李英偉，賈寧。

《終端操作系統(tǒng)十大技術(shù)挑戰(zhàn)方向特別貢獻(xiàn)者》致謝名單：

《終端操作系統(tǒng)十大技術(shù)挑戰(zhàn)方向貢獻(xiàn)者》致謝名單：

原文標(biāo)題：《終端操作系統(tǒng)十大技術(shù)挑戰(zhàn)方向》詳細(xì)介紹，以及貢獻(xiàn)者評(píng)定辦法與致謝名單

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