【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供一种操作系统的能力抽象方法，具体涉及一种工业物联泛在操作系统的能力抽象方法，属于操作系统领域。
技术介绍
1、工业物联是通过互联网连接到工业应用的传感器和仪器设备，该网络采用物联感知和通信技术收集工业应用数据，并对数据进行分析，目的是优化生产过程、提高生产效率、降低制造成本、改善产品质量，最终实现将传统工业提升到智能化的新阶段。
2、泛在计算(ubiquitous computing)认为计算是广泛存在的，未来的计算机可以嵌入到人类生活、生产和社会活动环境中的各种不同物体，通过数据收集和处理、信息综合和分析以及知识生成和表示，实时生成“智能环境”，扩展在人类生活的方方面面的感知、认知理解、分析决策能力。
3、工业物联泛在操作系统是在工业物联网环境下服务于多样化泛在计算应用的开发运行和适应演化的系统软件平台。作为一种操作系统，其本质上仍然是提供资源虚拟化和应用编程接口的一个软件层，核心是如何提供合适的抽象。因此，构建工业物联泛在操作系统要研究如何认识工业物联的计算环境与该环境中各种支持实现感知、计算、通信、执行、服务等能力的异构资源，以及工业物联场景下的泛在应用的本质特征，为其提供有效的抽象模型，以更好地凝练应用共性，更有效地管理资源。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种工业物联泛在操作系统的能力抽象方法，通过最基本的资源虚拟化技术来对泛在资源进行抽象，构建不同工业物联泛在操作系统都必须要支持的核心功能，用以解决工业物联场景下海量、异质
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种工业物联泛在操作系统的能力抽象方法，将工业物联资源抽象为能力，为应用提供对泛在资源的资源访问和权限控制的抽象，该方法的步骤包括：
4、a.通过资源抽象层对泛在资源的处理，包括：
5、a1.对特定工业物联场景下用于提供给上层应用的所有泛在资源进行封装，所述泛在资源包括传统的计算机硬件资源、物理硬件资源以及抽象资源，所述抽象资源包括物联网系统中的数据库、工业物联操作系统中的ai推断框架等；
6、a2.使用驱动程序和程序运行库的方式将不同种类的泛在资源转变为统一化的编程接口，使得系统不需要对泛在资源具体的使用方式、驱动程序的具体实现等涉及到异构资源独特性的细节进行感知，进而实现对于工业物联场景下多样复杂的各类资源的统一化管理，保证系统的泛在性；
7、a3.针对工业物联下资源种类和数量变化的情况，通过新的驱动程序插装卸载的方式对资源管理集合进行增加与删除，将新的资源纳入系统管理资源的范畴，保证泛在操作系统的灵活性，减少因资源变动引入的系统再生成的代价，并通过统一的编程接口来管理资源；
8、b.在所述泛在资源抽象的基础上建立工业物联的能力抽象，包括：
9、b1.基于泛在资源抽象层提供的编程接口，将基于所管理的资源范围生成相应的能力模块，对每一种资源进行注册，上层应用通过能力使用资源；
10、b2.对于所有注册的资源，通过能力定义层为其提供完整的管理，包括启动、关闭、撤销和基于权限控制的分配能力；
11、b3.当加入新的泛在资源或资源卸载后，还可根据资源抽象层提供的编程接口进行资源管理列表的修改，实现能力的灵活调整；
12、c.将所述能力交予泛在操作系统的能力管理层进行管理，包括：
13、c1.在资源启动之后，可以在能力列表中查找到资源所提供的能力，可以从上层调用(invoke)该能力，同时能力模型中还内嵌了能力的传递(delegate)机制和能力回收(revoke)的功能，从而可以有效的对能力进行管理；
14、c2.应用可以通过能力的传递来获得能力，使用能力，通过能力来管理底层的资源。不同应用程序通过能力传递来获取能力的使用权限。当需要回收能力时，能力管理层控制回收分配给应用的能力；
15、c3.能力的管理使用限制通信的方式来限制能力的传递，仅受信任的对象才可以与能力定义层直接通信，进行能力交换，以此保证能力传递的安全性。能力管理层使用生成中间能力节点的能力传递方式来简化能力的回收；
16、d.实时监控所述能力的使用情况和运行状态，针对工业物联泛在操作系统中的各个任务，对其使用的能力进行调度，包括：
17、d1.能力的调度由能力调度层进行，将资源(r)映射到对于自动机(am)上的函数f:r->am。基于能力的任务管理包括两个平面：资源定义平面和控制平面。资源定义平面描述系统包含的所有资源和它们之间的连接关系，除了包含能力抽象的自动机外，还包括了不同资源间的连接关系集合；
18、d2.控制平面负责对计算任务进行调度和管理。将资源定义平面与控制平面分离，上层任务可以不关心下层的资源调度情况，只负责任务的逻辑编写，简化应用开发的复杂度；
19、d3.能力调度层定义一个任务为一个函数t:d╳am->d,该函数将数据d∈d通过某个自动机的处理(自动机来自资源的抽象)，转换为新的数据d’∈d。同时，定义任务运行的代价函数c:t->real,其将任务映射到广义实数域real上。代价函数c表示任务运行的综合性代价，其包括了时间，功耗，用户体验等一切与任务执行质量有关的因素，特别地，定义任务执行失败的代价为+∞。基于以上定义，控制平面负责的任务调度可表示为一个优化问题，即将一个任务t分解为若干子任务序列t1⊙t2⊙t3…⊙tn,使得∑c(ti)最小。
20、进一步，所述步骤b2具体为：在资源注册的时候，通过参数传递资源对应的操作，在资源注册并启动后，从能力抽象中查询并调用资源对应的操作功能；异构资源包括各种不同的操作，提供可扩展的资源编程接口。
21、本专利技术的有益效果：
22、本专利技术提出的一种工业物联泛在操作系统的能力抽象方法，将工业物联资源抽象为能力，为应用提供对工业物联资源的资源访问和权限控制的抽象，可以解决工业物联海量、异质、异构、自主等泛在资源的管理问题，同时适配动态多变的上层应用场景，满足频繁变化的应用需求，可以支持灵活多样的资源虚拟化机制与异构资源管理功能，侧重于新型应用模式下的应用开发与管理支撑。
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1.一种工业物联泛在操作系统的能力抽象方法，其特征在于，将工业物联资源抽象为能力，为应用提供对泛在资源的资源访问和权限控制的抽象，该方法的步骤包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B2具体为：在资源注册的时候，通过参数传递资源对应的操作，在资源注册并启动后，从能力抽象中查询并调用资源对应的操作功能。
【技术特征摘要】
1.一种工业物联泛在操作系统的能力抽象方法，其特征在于，将工业物联资源抽象为能力，为应用提供对泛在资源的资源访问和权限控制的抽象，该方法的步骤包括：
2....
【专利技术属性】
技术研发人员：郭耀，雷瀚文，曹东刚，陈向群，梅宏，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
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