【芯論語】借著華為發(fā)布鴻蒙OS 2.0 Beta版本，說說操作系統(tǒng)那些事兒

摘要：華為自研的智能手機操作系統(tǒng)鴻蒙OS終于面世了。這是一個大事件，它可能標志著自主可控的國產操作系統(tǒng)將從此走向成熟和普及，也標志著外國操作系統(tǒng)一統(tǒng)天下的局面即將結束。去年，面對美國的打壓，華為不得不亮出自己“壓箱底的備胎”。面對安卓操作系統(tǒng)可能斷供，華為爆出了自己有鴻蒙OS的計劃，網絡媒體上歡呼者甚眾，質疑者也不少，更有不少人冷嘲熱諷，怪腔怪調，不知出于什么目的。我對華為推出鴻蒙OS持信任和期待的態(tài)度。并高度看重鴻蒙OS推出的深遠影響。

2020年12月16日，華為在北京舉辦的鴻蒙(Harmony) OS 2.0 beta活動大會上，正式發(fā)布了面向手機應用的鴻蒙OS 2.0Beta版本，同時面向部分華為機型開放申請公測。這意味著華為將向200多萬手機開發(fā)者開放完整HarmonyOS 2.0系統(tǒng)，包括應用開發(fā)接口(API)、集成開發(fā)環(huán)境(IDE)、DevEco Studio工具平臺等。也意味著華為已經完成鴻蒙OS在華為手機上的適配，進入了應用開發(fā)階段。開發(fā)者可訪問華為開發(fā)者聯(lián)盟官網，申請獲取HarmonyOS2.0手機開發(fā)者Beta版本。

其實，早在2019年8月10日，華為在其全球開發(fā)者大會HDC2019上，推出了率先搭載鴻蒙OS的榮耀智慧屏電視，并宣告了鴻蒙OS的宏偉發(fā)展計劃。現(xiàn)在終于又開啟了智能手機的鴻蒙OS時代。

什么是操作系統(tǒng)(OS)？華為自研鴻蒙OS到底意味著什么？本文試圖借著這個熱點事件，說說關于操作系統(tǒng)的那些事兒，說說華為自研鴻蒙OS的重大意義和深遠影響。

一、什么是操作系統(tǒng)(OS)？

操作系統(tǒng)(Operating System，簡稱OS)是一種計算機基礎軟件。操作系統(tǒng)的任務一是管理計算機的所有硬件與軟件資源。例如管理與配置內存、決定系統(tǒng)資源供需的優(yōu)先次序、控制輸入設備與輸出設備、監(jiān)控網絡和管理文件系統(tǒng)等。二是提供計算機系統(tǒng)與用戶交互界面。這個最容易理解，我們使用電腦和手機，都離不開這個交互的界面。

圖1是操作系統(tǒng)的示意圖，可以看到它是計算機系統(tǒng)的中心。操作系統(tǒng)既是人和計算機的接口，又是軟件和硬件的交匯處，也是計算機資源的管理者和任務的調度者。好的操作系統(tǒng)可以把計算機的效能發(fā)揮到極致。所以，如果說CPU是所有計算機硬件的領頭大哥的話，OS就是所有計算機軟件的龍頭老大。在國家“核高基”重大專項中，CPU是最重要的高端通用芯片，操作系統(tǒng)是最重要的基礎性系統(tǒng)軟件。

圖1.OS是用戶交互窗口，也是資源管理和任務調度者

二、OS技術的發(fā)展歷程

從1946年誕生第一臺電子計算機以來，操作系統(tǒng)就伴隨計算機技術的發(fā)展而不斷成熟，不斷與時俱進，不斷創(chuàng)新發(fā)展。操作系統(tǒng)經歷了最早的串行模式，到分時并行模式，再到現(xiàn)在多處理器(CPU)時代的多CPU協(xié)調工作模式，甚至是分布式系統(tǒng)的協(xié)調并行工作模式等，不管模式如何變化，操作系統(tǒng)的任務和使命一直沒有改變。隨著PC個人計算機的復雜化，操作系統(tǒng)甚至借用了中大型計算機操作系統(tǒng)的某些技術。在硬件越來越復雜、功能愈來愈強大，PC的操作系統(tǒng)上逐步實現(xiàn)了以往只有在中大型計算機才有的功能，有些功能甚至應用在今天的智能手機上。

計算機70多年發(fā)展歷史中，出現(xiàn)了不同種類的操作系統(tǒng)。如果不考慮早期中大型計算機的操作系統(tǒng)，僅從桌面PC機出現(xiàn)開始算起的話，操作系統(tǒng)的發(fā)展大致分為三個階段，第一階段是以DOS為代表的磁盤操作系統(tǒng)時代；第二階段是以Windows為代表的視窗操作系統(tǒng)時代；第三階段是以安卓和iOS為代表的應用操作系統(tǒng)時代。

問題來了，現(xiàn)在操作系統(tǒng)處在移動互聯(lián)網時代嗎？未來操作系統(tǒng)是否會進入人工智能的時代？這些也許值得我們關注和思考。

三、幾個代表性的OS

1.MS-DOS磁盤操作系統(tǒng)

這是美國微軟公司1981年推出的操作系統(tǒng)。MS-DOS從1.0版、2.0版、3.0版，一直升級到2000年的MS-DOS 8.0最后一個版本。在Windows推出之前，MS-DOS一直是IBM PC機及兼容機中的最基本配備，也是PC機中最普遍使用的磁盤操作系統(tǒng)之一。它的最顯著特點是用戶接口(UI)方式是命令行輸入方式，如圖2所示。常用MS-DOS命令有20多條，每條命令還有許多形式參數。所以通過MS-DOS使用計算機，只有計算機專業(yè)人員或培訓過的人員才能玩得轉。

圖2.微軟MS-DOS的命令行用戶界面

2.Windows視窗操作系統(tǒng)

這是美國微軟公司于1985年推出的以視窗(Windows)和圖形用戶接口(GUI)為主的操作系統(tǒng)。Windows采用視窗和GUI模式，比起從前的DOS需要輸入指令行的方式更為人性化。隨著計算機硬件和軟件的不斷升級，微軟的 Windows也在不斷升級，架構從16位、32位再到64位,版本從最初的 Windows 1.0到大家熟知的 Windows 95、 Windows 98、 Windows 2000、 Windows XP、 Windows Vista、 Windows 7、Windows 8、Windows 8.1、Windows 10和Windows Server服務器企業(yè)級操作系統(tǒng)，微軟一直是Windows視窗操作系統(tǒng)的霸主。

圖3.微軟Windows的視窗圖形用戶界面

3. MacOS與iOS操作系統(tǒng)

MacOS是蘋果公司開發(fā)的圖形用戶界面操作系統(tǒng)，為蘋果 Macintosh 電腦專屬，自 2002 年起是所有 Mac 電腦上預裝的操作系統(tǒng)。

iOS是由蘋果公司于2007年推出的移動操作系統(tǒng)。這個操作系統(tǒng)最初是為iPhone設計的，后來陸續(xù)用到了iPad、iPod touch上。iOS與蘋果的MacOS操作系統(tǒng)一樣，都是圖形用戶界面的操作系統(tǒng)。

圖4. Mac電腦上的MacOS、iPhone和iPad上的iOS的圖形用戶界面

4.開源的安卓操作系統(tǒng)

安卓(Android)是美國谷歌公司開發(fā)的移動操作系統(tǒng)。Android是一種基于Linux內核的自由及開放源代碼的操作系統(tǒng)。主要用于移動設備，如智能手機和平板電腦。第一部Android智能手機發(fā)布于2008年10月。隨后，Android逐漸擴展到平板電腦及其他領域上，如電視、數碼相機、游戲機、智能手表等。2011年第一季度，Android在全球的市場份額首次躍居全球第一。目前Android平臺手機的全球市場份額已經超過80%。全世界采用這款系統(tǒng)的設備數量已經達到數十億臺。包括三星、華為、小米等智能手機品牌。

圖5.谷歌Android的圖形用戶界面

5.國產的鴻蒙操作系統(tǒng)

鴻蒙OS(HarmonyOS)是華為公司以備胎計劃自研的移動操作系統(tǒng)，也是一個面向萬物互聯(lián)時代的全場景、分布式的操作系統(tǒng)，華為希望和設備廠商以及應用開發(fā)者打造一個面向萬物互聯(lián)時代的超級終端體驗。鴻蒙 OS兼容安卓，但不同于安卓！鴻蒙 OS的遠大志向是希望打通手機、電腦、平板電腦、電視、汽車、智能穿戴的差異，兼容安卓應用和所有Web應用，統(tǒng)一形成一個全場景的分布式的操作系統(tǒng)。

2019年8月10日，華為在其全球開發(fā)者大會HDC2019上向全球發(fā)布了基于全新微內核、面向全場景的分布式操作系統(tǒng)——鴻蒙OS。華為消費者業(yè)務CEO余承東在演講中表示，使用鴻蒙OS的首款產品是華為榮耀智慧屏。

圖6. 2019華為全球開發(fā)者大會上，華為正式向全球公布了鴻蒙OS發(fā)展計劃

2020年12月16日，華為在北京舉行了HarmonyOS 2.0手機開發(fā)者Beta活動。現(xiàn)場正式發(fā)布了HarmonyOS 2.0 Beta版本。同時也開啟線上HarmonyOS 2.0 Beta版本的公測招募?？晒珳y的設備包括華為P40、P40 Pro、Mate30、Mate30Pro、Mate Pad Pro等設備，支持OTA升級，支持運行安卓應用。從某種意義上來說，鴻蒙OS只是系統(tǒng)的基礎底層更改，原先華為手機所用的安卓+ EMUI現(xiàn)在改換成了鴻蒙OS2.0 + EMUI。

鴻蒙OS設計有以下四方面優(yōu)點，一是分布式架構首次用于數字移動終端OS，實現(xiàn)跨終端無縫協(xié)同的體驗。二是確定時延引擎和高性能中間進程通信(IPC)技術實現(xiàn)了系統(tǒng)天生流暢的感受。三是基于微內核架構重塑終端設備可信安全。四是通過統(tǒng)一綜合開發(fā)環(huán)境(IDE)支撐一次開發(fā)，多端部署，實現(xiàn)跨終端生態(tài)共享。

四、OS兩個里程碑

在操作系統(tǒng)的發(fā)展過程中，創(chuàng)新技術不斷出現(xiàn)，里程碑的事件也很多，本文作為科普文章無法一一詳細介紹。但從應用廣泛和影響深遠角度，可以對兩個操作系統(tǒng)加以介紹，一個是視窗化操作系統(tǒng)Windows，另一個是觸屏化操作系統(tǒng)iOS。

1.視窗化操作系統(tǒng)Windows

前文已介紹過，美國微軟公司推出的Windows操作系統(tǒng)是以視窗和圖形用戶界面為核心的操作系統(tǒng)。雖然該技術的成熟經歷了較長的過程，主要是跟隨存儲容量和顯示分辨率提升而成長。但Windows技術對計算機普及和互聯(lián)網產業(yè)發(fā)展發(fā)揮了極大的推動作用，這是一個重大轉折點。Windows出現(xiàn)之前，計算機操作系統(tǒng)大多采用命令行的用戶接口方式，這些命令也稱為交互命令。但這種命令及所帶的命令參數不易理解和記憶，只有受過嚴格訓練的人才能使用，極大地限定了計算機使用者范圍，也限制了計算機的應用。Windows出現(xiàn)以后，大大降低了使用者的門檻，計算機及相關應用得到了極大普及，推動了互聯(lián)網和數字經濟的發(fā)展。Windows可以看成是開啟互聯(lián)網時代的歷程碑。

2.觸屏化操作系統(tǒng)iOS

前文也介紹過，iOS是由蘋果公司為iPhone、iPad和iPod touch研發(fā)的移動操作系統(tǒng)，它的用戶界面不僅是圖形化、視窗化，而且是一個觸屏化的操作系統(tǒng)。它的發(fā)明和推出改變了人們使用信息終端的模式，由視窗中點菜單方式轉變?yōu)橛|屏點圖標方式，一點一劃之間，劃出了一個移動互聯(lián)網時代，也劃出了規(guī)模龐大的“拇指經濟”，催生了“拇指一族”和“低頭族”。這些功勞和苦勞都歸功于喬布斯領導下的蘋果公司推出的iOS及其載體硬件iPhone系列手機。iPhone手機的平板樣式和觸屏化的用戶界面，統(tǒng)一了智能手機的樣貌。如果智能手機不是平板的、不是觸屏的，都不好意思說自己是一部智能手機。觸屏點圖標式的用戶界面使智能手機的用戶群體擴大到3歲左右的幼兒到80多歲的老者。筆者曾多次看到3歲左右的幼童用稚嫩的小手熟練地在智能手機上點點劃劃，尋找著自己喜歡的照片和動畫片，每次都感嘆不已。iOS可以看作是開啟移動互聯(lián)網時代的歷程碑。

五、OS是卡脖子技術

操作系統(tǒng)是最重要的基礎性系統(tǒng)軟件，我們如果全部依賴進口，它自然就是卡脖子技術。就在去年美國宣布打壓和制裁華為的時候，2019年5月20日谷歌宣布將停止與華為的部分合作,這意味著華為的下一代安卓智能手機將不再能使用谷歌游戲商城、Gmail和YouTube等谷歌服務，這等于敲響了華為智能手機OS供應鏈的警鐘。

我和讀者有同樣的疑問，安卓系統(tǒng)既然是開源的操作系統(tǒng)，為什么谷歌公司可以禁用或卡別人的脖子？我在參考資料5中找到了答案，請讀者參閱，本文不想重復贅述。

移動終端領域受到國外操作系統(tǒng)斷供威脅，在桌面PC機領域也有可能面臨同樣的狀況。此前，微軟公司斷供中國后來證實只是一個謠傳，但它確實的給中國敲響了警鐘。根據知乎@智芝全研究(參考資料1)，我國Windows 7的市場份額為48.24%，Windows 10為33%，其次是WindowsXP為4.73%。所以，Windows系統(tǒng)在國內占據著絕對的統(tǒng)治地位。即使是電腦小白，也都應明白操作系統(tǒng)對于計算機的重要性，沒有微軟Windows支持國產電腦，計算機行業(yè)無疑會面臨毀滅性打擊。那么，若Windows不能繼續(xù)使用，我們有“備胎”可選嗎？

圖7.國內各種OS的市占率(來源：知乎@智芝全研究)

早在2003年，德國政府就宣布將電腦操作系統(tǒng)從Windows遷移到Linux，時任微軟CEO 鮑爾默曾親自前往慕尼黑游說未果。2016年，在Win7停止支持后，韓國政府宣稱將用10年時間，把政府及公共機構的操作系統(tǒng)替換為基于Linux的開源操作系統(tǒng)。2018年，俄羅斯國防部決定，所有辦公電腦的操作系統(tǒng)都將改用本國公司研發(fā)的Astra Linux，處理器也要用國產芯片。

所以按照這種情況，我國大力發(fā)展國產軟件，并用國產操作系統(tǒng)來代替微軟的操作系統(tǒng)也勢在必行。我們發(fā)展國產操作系統(tǒng)的基礎(或者說是“備胎”)也是一些自主開發(fā)的以Linux為內核的操作系統(tǒng)。比如紅旗Linux、統(tǒng)信UOS系統(tǒng)、華為的歐拉(EulerOSLinux)系統(tǒng)、中興的新支點(NewStart)系統(tǒng)等。這方面的投入和研發(fā)力度亟待加強。

六、鴻蒙OS意思非凡

華為鴻蒙OS的推出，無論應用在榮耀智慧屏電視中，還是應用在智能手機中，都是一個很好的開端。它標志著我們可以打破安卓系統(tǒng)在移動終端操作系統(tǒng)的壟斷地位，打破美國對我們的卡脖子。特別是鴻蒙OS的立意高遠，它不僅是一款智能手機OS，而且是全球首個微內核分布式萬物互聯(lián)的操作系統(tǒng)，不僅可以用于手機、也可以適配于手表、平板、電視、電腦、家電和汽車等智能終端。所以，華為鴻蒙OS的推出意義非凡，其一是打破封鎖，其二是技術創(chuàng)新。相信未來我國的移動互聯(lián)網、數字經濟、物聯(lián)網等產業(yè)可以在鴻蒙OS的護航下，開辟出一片更新更廣闊的天地。移動終端OS的難題就這樣突破了，但PC機的OS還需繼續(xù)努力！

對華為推出鴻蒙OS的計劃，早期有人出于對操作系統(tǒng)開發(fā)和應用生態(tài)建設的畏難情緒，持質疑態(tài)度；有人持事不關己的態(tài)度，加以冷嘲熱諷；更有一些水軍黑華為、黑鴻蒙，但大部分人對華為鴻蒙OS抱有期待，我也就在此行列中。我對華為抱有信心，并對鴻蒙OS的前景持樂觀態(tài)度，原因有三。一是華為的研發(fā)能力沒有理由懷疑；二是華為現(xiàn)在研發(fā)并推出鴻蒙OS，有比當年微軟推出Windows、谷歌推出Android更有利的優(yōu)勢，這包括：1.華為有多年系統(tǒng)整機設計、生產和銷售的經驗積累，有銷售鏈和信息收集網絡。2.華為自研軟件可以在自己產品上公測和預裝。3.華為軟件和硬件產品形成了設計、應用、完善的技術升級迭代閉環(huán)，具有良好的技術創(chuàng)新條件。三是比起微軟、谷歌和蘋果等公司，華為更懂得系統(tǒng)應用。

現(xiàn)在鴻蒙OS 2.0 Beta版本已發(fā)布，又有人出來挑刺了，說鴻蒙OS有些地方做的很像安卓，是不是照抄安卓系統(tǒng)？或者質疑，是不是在安卓上加了一個“殼子”或“外套”？我的看法，一是華為推出鴻蒙OS的目的，就是要解決卡脖子問題，不可能不顧知識產權去抄別人的系統(tǒng)，或者在安卓系統(tǒng)上加個“殼子”或“外套”敷衍了事。二是在不侵犯谷歌的專利前提下，把系統(tǒng)的外觀和用法做得和安卓相似，甚至一模一樣，照顧到了用戶的使用習慣，這樣不是更好嗎？幫助華為糾錯是好事，應該提倡和支持。但千萬不要事不關己，冷眼旁觀，更不要充當黑水軍。

后序：對于我國龐大的電子信息制造產業(yè)和數字經濟來說，讓我們特別鬧心的是硬件和軟件的“卡脖子”問題。硬件包括核心電子器件、高端通用芯片，軟件包括基礎軟件?；A軟件就包括操作系統(tǒng)、數據庫和編程軟件。如果說我們在硬件方面因缺乏關鍵材料、設備和工藝，基礎薄、底子差，不能在短時間取得突破還有情可原的話，我們在軟件方面沒有這些制約，但卻長期受制于國外公司的話，就有點說不過去了。軟件只要有人有智慧，一臺電腦一支筆就能搞，為什么搞不好呢？筆者希望引發(fā)讀者討論，引起有關方面思考。希望今后加強對軟件人才培養(yǎng)，加強對軟件工程素養(yǎng)的培養(yǎng)，加強對基礎軟件的研發(fā)投入，使我國由應用軟件大國邁向核心基礎軟件的強國。

參考資料：

1.智芝全研究，如果微軟真的斷供中國，我們有“備胎”嗎？知乎網：https://zhuanlan.zhihu.com/p/180025996，

2.Young，操作系統(tǒng)發(fā)展的四個階段，豆瓣網：https://www.douban.com/note/356326341/，2014.6.8

3.鈦媒體,榮耀智慧屏將首發(fā)華為鴻蒙OS，明天正式發(fā)布,新浪網：https://tech.sina.com.cn/it/2019-08-09/doc-ihytcitm8086456.shtml， 2019.8.9

4.旺材芯片，華為鴻蒙，橫空出世！微信公眾號【芯路芯語】，2019.8.10

5.耿彪，安卓是開源的系統(tǒng)，為什么谷歌可以禁用別人？搜狐網：https://www.sohu.com/a/401321036_361212?_trans_=000014_bdss_dklzxbpcgP3p:CP=，2020.6.12

6.李一一，如何看待12月16日鴻蒙2.0beta活動？知乎網：https://www.zhihu.com/question/433690121/answer/1630453735，2020.12.17

7.黃燁鋒，鴻蒙系統(tǒng)新進展，解讀HarmonyOS 2.0手機開發(fā)者beta版的變化，電子工程專輯：https://www.eet-china.com/news/202012171054.html?eetc1217=，2020.12.17

8.芯路芯語，這次，華為鴻蒙手機真的來了！微信公眾號【芯路芯語】，2020.12.17