OpenHarmony 成功亮相国际学术会议 ASPLOS 2024

4 月 27 日下午,首届 OpenAtom OpenHarmony(以下简称“OpenHarmony”)学术教程会(Research Tutorial,以下简称“学术教程会”)于美国加利福尼亚州圣地亚哥举行的 ASPLOS 2024 上成功举办。本次学术教程会以“OpenHarmony 操作系统的关键特性与能力”为主题,聚焦“基于 OpenHarmony 的前沿学术探索机遇与挑战“,详细介绍了 OpenHarmony 的分布式特性、并发验证框架及可信执行环境,并与来自全球各地的专家学者深入探讨了其在移动操作系统、分布式系统、系统架构设计、移动安全及软硬件协同等方面的应用前景和研究潜力。

OpenHarmony 学术教程会议程

ASPLOS 是涵盖操作系统、体系结构、编程语言等多个领域的国际顶尖学术会议之一。本次学术教程会由上海交通大学并行与分布式系统研究所(IPADS)及上海交通大学 OpenHarmony 技术俱乐部主办,并得到了 OpenHarmony 项目群技术指导委员会(TSC)、中国科学院软件研究所等单位和社区伙伴的支持和协助。

上海交通大学教授、上海交通大学 OpenHarmony 技术俱乐部主任夏虞斌详细阐述了当代操作系统的演变趋势及其重要性,并介绍了 OpenHarmony 的设计原则和技术优势。他指出,现代信息技术环境经历了三个主要变革:多样化与沉浸式的交互体验、场景驱动的应用开发以及以生态系统为核心的设计理念。而 OpenHarmony 的多样化设备提供统一而连贯的用户体验,简化的开发流程,垂直整合策略以实现优化性能的设计原则,以及从设备到云的 AI 原生软件架构和层次化的安全设计,适应了互联智能时代的新兴需求,使其成为全球增长最快的开源操作系统之一,并广泛应用于多种关键行业的软件和硬件产品。未来,期待与更多合作伙伴和国际研究者共同推进 OpenHarmony 的技术创新和进步。

Introduction to OpenHarmony 报告

上海交通大学助理研究员、上海交通大学 OpenHarmony 技术俱乐部指导老师杜东进一步解析了 OpenHarmony 的分布式功能。他提到,OpenHarmony 的分布式能力覆盖了多个层面:分布式硬件系统实现了资源共享,使其能够进行远程计算和多屏协作等;分布式软总线为各类分布式任务提供了一个统一的通信平台,实现设备的发现和连接管理、数据传输、网络质量和传输速率优化等;分布式数据的管理和共享则使得运行在 OpenHarmony 上的应用可以在不同的设备和应用之间轻松地共享和管理数据,确保了数据的一致性和安全性。此外,他还分享了一套全面的安全框架,以应对分布式网络结构所带来的更多安全挑战,确保跨设备的数据传输、设备认证及用户身份管理的安全。

Distributed Functionality of OpenHarmony 报告

上海交通大学硕士研究生、上海交通大学 OpenHarmony 技术俱乐部成员张璟现场演示了如何基于 OpenHarmony 完成应用程序开发和测试,由浅入深地讲解了如何构建、编译、安装、运行 OpenHarmony 和应用程序。在第一个教程中,他以一个基础的“HelloWorld”应用为例,介绍了如何在 OpenHarmony 的 RISC-V 虚拟机上运行程序,配置 DevEco Studio IDE 及 SDK 环境,并提供了详细的指导,包括使用命令行工具编译应用程序、生成签名以及将应用部署到 OpenHarmony 模拟器上;第二个教程中,他展示了如何为两个设备进行配对,并利用 OpenHarmony 的分布式功能实现了音乐接力播放和计算器计算的同步。这两个示例使开发者不仅可以快速掌握 OpenHarmony 平台的基本操作,还能深入了解其分布式系统的强大功能。

Distributed Capability of OpenHarmony 报告

华为德国德累斯顿研究所资深专家、OpenHarmony TSC 并发与协同 TSG 成员 Diogo Behrens 博士详细介绍了 OpenHarmony 的高效并发组件库 libvsync,并以树莓派为例,展示了弱内存模型如何引发并发问题,以及如何利用 libvsync 解决此问题。他提到,随着多核系统的普及以及 RISC-V 和 ARMv8 等弱内存模型的流行,现代硬件环境中的并发控制面临诸多挑战。这些挑战包括更复杂的 NUMA 层级、异构核心架构,增加了并发软件开发的难度,容易导致系统崩溃和数据损坏。OpenHarmony 的高效并发组件库 libvsync 以及 vsyncer 工具能够有效应对上述挑战,帮助开发者在无需深入了解并发原理的情况下,开发和验证并发代码。此外,他还探讨了内存屏障的优化和平衡,并将继续开发支持新兴架构的工具和库,以简化设计并提升并发系统的安全性和性能。

Concurrency Research based on OpenHarmony 报告

上海交通大学博士研究生、上海交通大学 OpenHarmony 技术俱乐部成员冯二虎深入讲解了蓬莱与 OpenHarmony 集成的分布式可信执行环境(TEE)架构设计,并介绍了相关使用教程。他首先解释了 TEE 的基础原理,强调其在隔离可信与不可信应用中的关键作用,并展示了蓬莱架构如何实现 TEE 与丰富执行环境(REE)之间的动态切换,确保安全性。他提到,通过将蓬莱整合进 OpenHarmony,形成了统一的 TEE 架构,不仅提高了跨平台的兼容性,也简化了可信应用的移植过程。此外,他还介绍了分布式 TEE 的概念,使得无原生 TEE 支持的设备也能通过远程方式共享 TEE 资源,提供全面的解决方案。其使用教程也展示了如何在 OpenHarmony 中设置开发环境、编译、部署及运行 TEE 应用的步骤,为开发者提供了实用的技术指南。

Security Research based on OpenHarmony 报告

茶歇期间,现场与会的专家学者在 OpenHarmony 样机上上手并尝试分布式等相关特性。

OpenHarmony 样机体验现场

本次教程会是 OpenHarmony 首次在国际学术会议上开展学术活动,不仅展示了国际学术界对 OpenHarmony 的认可,更是 OpenHarmony 领先技术和前瞻视野的展现,同时也标志着 OpenHarmony 操作系统构建国际学术影响力迈出了重要一步。

OpenAtom OpenHarmony(简称“OpenHarmony”)是由开放原子开源基金会(OpenAtom Foundation)孵化及运营的开源项目,目标是面向全场景、全连接、全智能时代,基于开源的方式,搭建一个智能终端设备操作系统的框架和平台,促进万物互联产业的繁荣发展。OpenHarmony 自开源以来,社区快速发展,版本已迭代到 4.1 Release,有超过 7500 名共建者、70 家共建单位,贡献代码行数超过 1.1 亿行。截至 2024 年 4 月 25 日,社区已有 293 家伙伴,累计有 210 个厂家的 559 款产品通过兼容性测评,其中软件发行版 44 款,商用设备 303 款,覆盖金融、超高清、教育、商显、工业、警务、城市、交通、医疗等领域。OpenHarmony 社区已成为“下一代智能终端操作系统根社区”,携手共筑万物互联的底座,使能千行百业的数字化转型。