泛在操作系统(Ubiquitous Operating System)这一术语在计算机领域中受到广泛关注。泛在操作系统是指面向人机物融合泛在计算的一类新型操作系统。它在信息技术进入人机物融合的泛在计算时代背景下,支持多种计算模式和应用场景的开发与运行。泛在操作系统旨在简化异构资源管理,凝练应用共性,体现了操作系统概念的延伸与泛化。它在不同的计算环境中构建特定的操作系统,如家庭操作系统、机器人操作系统、智慧城市操作系统等。
泛在操作系统拥有与传统操作系统一致的功能目标,即向下管理异构资源、向上提炼应用共性。与此同时,泛在操作系统还体现了对操作系统概念的延伸与泛化,其目标是构建面向不同计算模式和应用场景的泛在操作系统。泛在操作系统提供了资源虚拟化与异构性桥接能力,以及新型计算模式下的应用开发与运行支持。
泛在操作系统的发展背景与动机在于,随着互联网的普及、云计算、大数据、人工智能等新技术的兴起,以及人机物融合的泛在计算时代到来,操作系统面临了新挑战和变革。泛在操作系统应运而生,以管理硬件(物理设备、物体、计算设备)、软件的抽象与资源虚拟化机制以及提供应用的开发与运行环境为主要功能。
泛在操作系统在构造方法和运行机制上采用了软件定义的技术途径,包括硬件资源虚拟化和管理功能的可编程。它在人机物融合泛在计算场景中,需要构建灵活多变的系统结构,以支持泛在感知与互联、轻量计算与认知、动态适配、反馈控制、自然交互等新应用特征。
在泛在操作系统的研究中,学术界和产业界已给予广泛关注。泛在操作系统相关技术的研究涵盖构造方法、异构硬件抽象与管理、多模态协同人机交互以及开源生态构建、治理及安全评估等多个方面。产业界如腾讯、海尔等公司已在物联网、云计算、智慧城市等领域积极开展泛在操作系统的研究与实践。
未来泛在操作系统的发展展望在于,加强新时代软件基础前沿技术与方法的研究,深入、全面地开展面向人机物融合的泛在操作系统研究。开源、众包以及内源等软件开发社区模式的兴起,为泛在操作系统及其智能应用的开源社区与生态建设提供了新机遇。