操作系统的重要性与开源鸿蒙

世界第一台通用计算机诞生于1946年，计算速度是每秒5000次加法或400次乘法，是手工计算的20万倍，大大提升了人类的计算效率。然而，早期的计算机没有操作系统，仍然只是“会计算的机器”，体积笨重（占地高达170平米）不说，而且使用过程还需要依靠多名操作员日夜轮流交替地进行硬件开关控制与守护。

第一个操作系统诞生于1956年，早期操作系统的作用主要是替代操作员（Operator），简化输入输出等硬件控制与守护。这也是操作系统（Operating Systems）名字的由来。之后，操作系统的内涵与外延不断地丰富与演进，并不断推动了信息产业的发展浪潮，从主机时代到PC时代，再到移动互联网时代。发展到今天，操作系统已经无处不在了，覆盖了个人终端设备、行业专用设备、网络设备、数据中心等，可以说，现代操作系统已经成为数字经济的底座。

然而，我国长期以来面临着的“缺芯少魂”（“芯”指芯片，“魂”指操作系统）的挑战。随着5G移动通信技术、人工智能、云计算等技术的持续演进， 我们正在进入一个万物智联的时代，泛在化、场景化与生态化等新的诉求给操作系统带来新的挑战，也给我国操作系统的发展提供了换道超车的机会。

在这个历史机遇下，华为公司于2020年将其智能终端操作系统（鸿蒙操作系统）的基础能力捐献给开放原子开源基金会，并由开放原子开源基金会整合业界多家参与者的贡献，形成开源鸿蒙项目（OpenHarmony），目前已在千行百业广泛应用，装机量已经超过7亿设备，成为当前发展最快的智能终端开源操作系统。

近期，笔者采访了OpenHarmony技术指导委员会主席，倾听其在操作系统领域的学习、研究、以及产学研融合过程的心路历程。

情定操作系统

1982年，陈海波出生于湖南隆回（也就是“早安隆回”这首歌中的隆回），从小就学习成绩优异，2000年他以优异的成绩考入复旦大学，开始系统性学习计算机软件方面的知识。虽然他在计算机领域的天赋初露锋芒，但此时的陈海波并没有找到自己真正感兴趣的研究方向，学习之余他花费了很长一段时间在校外接私活、帮别人做各种应用软件。2003年暑假的一天，他正在宿舍用电脑完成暑期大作业，突然，他的电脑屏幕上出现了一个倒计时，然后电脑不受控制的重启，重启之后又出现倒计时，如此反复，当时他几乎崩溃。后来，他才知道他的电脑的操作系统中了一种名为“冲击波”的病毒，由此，他对操作系统产生了浓厚的兴趣，希望能深入探究操作系统背后的运作机理，从而掌握如何设计一个安全可靠的操作系统的方法与技术。

由此，陈海波坚定地踏入了操作系统的研究之路，并且由本科直升硕博连读更进一步从事操作系统领域的研究。2009年1月，陈海波提前半年从复旦大学博士毕业，其关于面向云计算平台操作系统可信性的研究获得了教育部颁发的全国优秀博士毕业论文奖（全国优博），全国优博每年颁发不超过100人，计算机学科每年只有一到两名获奖者，这也是复旦大学计算机学科创立以来首次获得全国优博。

博士毕业后两年，28岁的他由于在操作系统领域的突出研究成果，2011年被上海交通大学破格从讲师晋升为教授，成为上海交通大学系统软件方向的学术带头人。

深耕操作系统研究

操作系统领域不仅需要精深的专业知识，也需要非常好的架构思维与设计实现能力，可谓信息技术集大成者，因而研究门槛非常高。国际操作系统领域历史最悠久、影响力最大的学术会议SOSP （操作系统原理大会，成立于1967年）每两年召开一次，每次只录用20余篇论文，国际上很多图灵奖获得者的代表性工作都在这个会议上首发，可谓是操作系统领域的“奥斯卡”。然而，正如2006年《中国计算机学会通讯》的一篇论文指出“SOSP会议是一个有着近40年历史的操作系统会议。在此会议上中国没有一篇论文。”

陈海波认为，在学术研究领域，博而不精是大忌。因此，在论文方面，他觉得没有必要只追求数量，要突破就要追求巅峰。2011年，陈海波带领团队在SOSP上发表研究论文，结束了亚洲学者40多年来在此会议上的空白，这也给了我国操作系统领域的研究者以巨大的信心，激励着很多研究者努力突破操作系统的前沿研究。

而他并没有停留于此，经过不懈努力，陈海波教授近5年来在SOSP／OSDI上发表的论文数已经达到世界第一，并且大量成果产生了广泛的学术与产业影响。2017年，SOSP首次在欧美之外的地方举办，来到了中国上海，陈海波也成为SOSP 2017的两位大会主席之一，也是SOSP会议历届主席中的首位中国学者。

近期，他还当选了ACM（国际计算机协会）SIGOPS（操作系统专委会）主席，这也是SIGOPS自1965年成立以来首位来自非北美学者的主席，也是我国学者首次担任ACM所属专委主席。这也展现了国际学术界对我国操作系统领域研究进展的认可。

产学研结合 致力操作系统产业化

陈海波认为：如何操作系统领域的科研成果只停留在论文上，只停留在实验室，那就很难发挥这些成果的价值。因此，他坚持科技创新同国家需要、市场需求相结合，推动科学研究、实验开发、推广应用“三级跳”，让前沿技术走出实验室。

陈海波带领团队在低时延与高可信操作系统前沿研究与产业化方面取得了一系列成果，提出了低时延操作系统的关键方法；突破工业界通用操作系统的形式化验证方法，提高了工业界操作系统的性能与安全性；突破了微内核架构操作系统的多项关键技术难题，并通过产学研深度融合，成功部署于超过十亿台设备，推动了我国操作系统的研究与大规模产业应用。

此外，他还积极投入到我国开源操作系统的事业中去，尤其是前文提到的开源鸿蒙（OpenHarmony）项目。“鸿蒙生万物”，陈海波理想中的“开源鸿蒙”，是一个操作系统的“工业母机”，以它为基础，可以构建出面向千行百业的各种智能终端操作系统出来。

OpenHarmony的愿景是，通过“架构解耦、弹性部署”、“ 自由流转、智慧协同”、“ 极简开发、一致体验”等技术特征，面向万物智联世界构建分布式全场景协同的开源操作系统基座与生态系统。当前OpenHarmony已在千行百业广泛应用，装机量已经超过7亿设备，成为当前发展最快的智能终端开源操作系统根社区。

通过多种方式，推动操作系统人才培养

在攀登操作系统领域学术高峰和产业落地过程，让陈海波更深刻地理解了人才培养地重要性。多年来，他积极尝试多种方式，推动操作系统人才培养。

2011年，陈海波与微软亚洲研究院的张峥博士等一起，联合多所高校和科研机构的老师，创立了中国计算机系统研究会ChinaSys，旨在促进中国研究者在计算机系统相关领域的研究和实践，以期在国际计算机系统领域发出“中国好声音”。在担任ChinaSys主席期间，ChinaSys已成为我国计算机系统研究者和实践者重要的思想交换的学术论坛。

为了培养更多操作系统人才，2020年，他和夏虞斌教授等撰写了操作系统教材《现代操作系统：原理与实现》（后改版改名为《操作系统：原理与实现》），并录制了相关课程，通过MOOC等方式开放了相关课程课件，让学生们与企业员工能够比较轻松地掌握相关操作系统知识。该书深入浅出，将理论知识与动手实验进行了很好的融合，出版后仅数月就获得了51CTO 最受读者喜爱IT 图书奖。

他还积极推动OpenHarmony社区与高校的产学研融合，推动国内十几所高校成立了“OpenHarmony高校技术俱乐部”，通过操作系统挑战课题、竞赛、技术讲座等多种形式，共建、共享操作系统技术与人才生态。

2022年12月，陈海波荣获2022年度陈嘉庚青年科学奖信息技术科学奖，他随即就将获得的奖金20万元全部捐赠给家乡隆回县虎形山瑶族乡，用于少数民族信息科技教育事业。

信息技术经过70年的洗炼现已进入万物智联的爆发期，操作系统是这个精彩时代的核心。展望未来，陈海波将继续推动操作系统产学研深度融合，让中国操作系统研究走向世界，并让核心技术创新成果落地祖国，矢志不渝地追求将“缺芯少魂”的“少”字早日去掉。

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