软件吞噬一切，开源吞噬软件2022.12

操作系统演进：历史、现在与展望 第1页MindSpore：人工智能开源生态系统实践 第18页技术使能艺术：新一代HDR Vivid视频技术标准 第122页2022年12月第 3 期（总第3期）内部资料 免费交流准印证号：（粤BL）022060040Communications of HUAWEI RESEARCH华为研究内部资料，免费交流准印证号：（粤BL）022060040主编：廖恒本期责任主编：陈海波，陆品燕编委会：廖恒，童文，肖新华，胡邦红，周慧慧，鲍丰，Jeff Xu，陈海波，陆品燕，张小俊，李瑞华，白博索阅、投稿、建议和意见反馈，请联系：HWResearch@huawei.com印刷数量：4000本印刷单位：雅昌文化（集团）有限公司印刷地址：深圳市南山区深云路19号印刷日期：2022年12月16日版权所有 © 2022 华为技术有限公司，保留一切权利。编者按陈海波华为基础软件首席科学家陆品燕华为理论计算机首席科学家欢迎大家来到《华为研究》软件与理论分册！软件正在重塑数字世界与物理世界，成为数字世界的核心基础设施。如何构建软件基础能力并突破软件核心技术，是现代企业乃至国家拥抱数字世界的核心抓手。与物理世界的对象不同，软件是一种“看不见摸不着”的逻辑实体，可能也是人类迄今为止所设计的最复杂的系统，一个大型软件系统的代码往往可达数亿行。软件的发展有其客观规律，不存在一劳永逸的“银弹”。软件包含基础软件、应用软件与工具软件等不同类型，面向智能终端、嵌入式设备、云与企业 IT 等诸多产业，它们的发展规律各具特色，生态现状与需求也存在差异。软件的生命周期与供应链管理具有自身的独特性，支撑软件不断发展的软件理论也在不断演进。研究与掌握这些规律和理论，是我们研发出好软件的关键。华为公司长期以来在软件与理论领域持续投入，不仅面向终端、联接、计算、云与智能驾驶等多产业构筑了良好的竞争力，通过可信及软件工程变革不断提升软件的工程与可信能力，还构建了欧拉和鸿蒙两大操作系统生态，从而推动了openEuler、OpenGuass、MindSpore、OpenHarmony 等基础软件开源社区的建设。本分册汇聚了华为公司在基础软件、软件理论以及开源社区构建等领域的专家观点与新近成果。在基础软件领域，《操作系统演进：历史、现在与展望》从产业应用演进与硬件演进两个维度来分析操作系统发展轨迹、创新机遇与技术挑战，并介绍 openEuler 和 OpenHarmony 在技术演进方面的实践；《GaussDB：云原生分布式数据库》介绍了中央软件院高斯部开发的企业级分布式数据库平台 GaussDB Kernel，以及该平台的架构和主打特性；《MindSpore：人工智能开源生态系统实践》介绍了深度学习框架 MindSpore 的主要架构与核心技术，以及在人工智能开源生态系统方面的实践探索；《华为毕昇编译器的创新与实践》在总结分析编译器技术演进的基础上，系统性地介绍了华为毕昇编译器的技术创新与实践，分析核心技术特性，并阐述了进一步演进和创新的技术方向。在软件理论领域，《在线匹配领域的最新进展》介绍了在线匹配技术的最新学术进展；《面向组合优化的学习增强算法设计》介绍了在组合优化中运用 AI 技术的新近学术成果；求解器是一类非常重要的工具软件，也是工业软件的核心基础，《随机游走与适应度函数相结合求解布尔可满足性问题》介绍了随机游走技术在 SAT 求解器算法中的重大突破；域理论是编程语言及其分析工具最早的数学理论基础，《域理论与交互式计算》是一篇综述文章，详细介绍了域理论自上世纪六十年代以来的发展历史，以及在编程模型不断演进的过程中，如何被用于刻画交互、并发等行为。“软件吞噬一切，开源吞噬软件”，《开源策略的制定与社区构建的度量》从企业开源策略的制定和企业开源社区的构建等方面阐述了企业如何利用开源发展生态经济，并推动产业数字化转型。本分册还有很多优秀文章，内容面向软件领域的关键挑战，力求贴近产业热点，希望对读者有所启发。不当之处，也请多多批评指正！01121837基础软件操作系统演进：历史、现在与展望陈海波，钱梽杨，贾宁，胡欣蔚，李毅GaussDB：云原生分布式数据库Andy Li，任阳MindSpore：人工智能开源生态系统实践于璠，时北极，王紫东，金学峰，陈雷，苏腾，李锐锋，周斌，丁诚，谭焜华为毕昇编译器的创新与实践高耀清，华保健 48587910211312289软件理论软件技术与生态在线匹配领域的最新进展唐志皓，张宇昊面向组合优化的学习增强算法设计黄棱潇，王彧弋，阎翔随机游走与适应度函数相结合求解布尔可满足性问题蔡少伟，姜滔域理论与交互式计算Glynn Winskel智能汽车LiDAR辅助GNSS-RTK定位 Han Gao，Weisong Wen，Li-Ta Hsu，Yongliang Wang技术使能艺术：新一代HDR Vivid视频技术标准余全合，徐巍炜，王弋川，张继武，陈虎，袁乐开源策略的制定与社区构建的度量侯培新，李自，王晔晖01 | 华为研究2022 年 12 月基础软件操作系统承上启下，向上服务应用，向下管理与挖潜硬件能力，是构建硬件生态与应用生态的关键。本文分别从产业与应用演进和硬件演进两个维度来分析其发展轨迹、创新机遇与技术挑战，并介绍 openEuler 和 OpenHarmony 的实践。关键词操作系统，openEuler，OpenHarmony摘要陈海波 1，钱梽杨 1，贾宁 1，胡欣蔚 1，李毅 21 中央软件院2 终端 BG 软件部操作系统演进：历史、现在与展望华为研究 | 022022 年 12 月图 1 操作系统在整个计算系统中的定位图 2 操作系统与产业应用的共生发展历史1 引言按照《计算机科学技术百科全书（第三版）》[1] 的定义，操作系统是“管理硬件资源、控制程序运行、改善人机界面和为应用软件提供支持的一种系统软件”。操作系统自诞生以来，其内涵与外延一直在不断扩大，早期的操作系统只包含操作系统内核与原始的 Shell（如命令行终端），现代操作系统的功能不断扩大，包含了扩展操作系统内核管理与抽象硬件资源功能的操作系统服务以及为应用创建执行环境与管理应用执行的应用框架（如图 1）。操作系统在整个计算系统中发挥“承上启下”的关键作用。承上就是为应用提供运行时和开发环境服务，并在一些场景下还作为应用生态与云服务的入口；启下则是高效、安全地管理硬件，最大程度地发挥硬件潜力，并使能硬件生态。本文将分别从产业与应用演进和硬件演进两个维度来观察和思考其发展轨迹，并从应用场景驱动与硬件驱动两个维度来展望操作系统发展方向。最后，本文将介绍openEuler 和 OpenHarmony 的创新实践。操作系统应用系统服务内核芯片和硬件云服务应用框架2 产业演进中的操作系统2.1 操作系统伴随产业浪潮诞生与发展回顾操作系统的发展史（见图 2），在业界取得成功的操作系统通常都是伴随着产业浪潮诞生与发展的，并与产业互相促进。在早期的计算机中软件硬件深度耦合，从而使得应用程序开发的专业性高、开发效率低，对更方便地使用计算机并进行应用开发的需求直接推动了编程语言和操作系统的诞生，也使得软硬件持