借着华为发布鸿蒙OS 2.0 Beta版本，说说操作系统那些事儿
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2020-12-24 12:32
来源：芯论语（WorldofChips）
物联网智库 转载
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导 读
华为自研的智能手机操作系统鸿蒙OS终于面世了。这是一个大事件，它可能标志着自主可控的国产操作系统将从此走向成熟和普及，也标志着外国操作系统一统天下的局面即将结束。去年，面对美国的打压，华为不得不亮出自己“压箱底的备胎”。面对安卓操作系统可能断供，华为爆出了自己有鸿蒙OS的计划，网络媒体上欢呼者甚众，质疑者也不少，更有不少人冷嘲热讽，怪腔怪调，不知出于什么目的。我对华为推出鸿蒙OS持信任和期待的态度。并高度看重鸿蒙OS推出的深远影响。
2020年12月16日，华为在北京举办的鸿蒙(Harmony) OS 2.0 beta活动大会上，正式发布了面向手机应用的鸿蒙OS 2.0Beta版本，同时面向部分华为机型开放申请公测。这意味着华为将向200多万手机开发者开放完整HarmonyOS 2.0系统，包括应用开发接口(API)、集成开发环境(IDE)、DevEco Studio工具平台等。也意味着华为已经完成鸿蒙OS在华为手机上的适配，进入了应用开发阶段。开发者可访问华为开发者联盟官网，申请获取HarmonyOS2.0手机开发者Beta版本。
其实，早在2019年8月10日，华为在其全球开发者大会HDC2019上，推出了率先搭载鸿蒙OS的荣耀智慧屏电视，并宣告了鸿蒙OS的宏伟发展计划。现在终于又开启了智能手机的鸿蒙OS时代。
什么是操作系统(OS)？华为自研鸿蒙OS到底意味着什么？本文试图借着这个热点事件，说说关于操作系统的那些事儿，说说华为自研鸿蒙OS的重大意义和深远影响。
一、什么是操作系统(OS)？
操作系统(Operating System，简称OS)是一种计算机基础软件。操作系统的任务一是管理计算机的所有硬件与软件资源。例如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、监控网络和管理文件系统等。二是提供计算机系统与用户交互界面。这个最容易理解，我们使用电脑和手机，都离不开这个交互的界面。
图1是操作系统的示意图，可以看到它是计算机系统的中心。操作系统既是人和计算机的接口，又是软件和硬件的交汇处，也是计算机资源的管理者和任务的调度者。好的操作系统可以把计算机的效能发挥到极致。所以，如果说CPU是所有计算机硬件的领头大哥的话，OS就是所有计算机软件的龙头老大。在国家“核高基”重大专项中，CPU是最重要的高端通用芯片，操作系统是最重要的基础性系统软件。
图1.OS是用户交互窗口，也是资源管理和任务调度者
二、OS技术的发展历程
从1946年诞生第一台电子计算机以来，操作系统就伴随计算机技术的发展而不断成熟，不断与时俱进，不断创新发展。操作系统经历了最早的串行模式，到分时并行模式，再到现在多处理器(CPU)时代的多CPU协调工作模式，甚至是分布式系统的协调并行工作模式等，不管模式如何变化，操作系统的任务和使命一直没有改变。随着PC个人计算机的复杂化，操作系统甚至借用了中大型计算机操作系统的某些技术。在硬件越来越复杂、功能愈来愈强大，PC的操作系统上逐步实现了以往只有在中大型计算机才有的功能，有些功能甚至应用在今天的智能手机上。
计算机70多年发展历史中，出现了不同种类的操作系统。如果不考虑早期中大型计算机的操作系统，仅从桌面PC机出现开始算起的话，操作系统的发展大致分为三个阶段，第一阶段是以DOS为代表的磁盘操作系统时代；第二阶段是以Windows为代表的视窗操作系统时代；第三阶段是以安卓和iOS为代表的应用操作系统时代。
问题来了，现在操作系统处在移动互联网时代吗？未来操作系统是否会进入人工智能的时代？这些也许值得我们关注和思考。
三、几个代表性的OS
1.MS-DOS磁盘操作系统
这是美国微软公司1981年推出的操作系统。MS-DOS从1.0版、2.0版、3.0版，一直升级到2000年的MS-DOS 8.0最后一个版本。在Windows推出之前，MS-DOS一直是IBM PC机及兼容机中的最基本配备，也是PC机中最普遍使用的磁盘操作系统之一。它的最显著特点是用户接口(UI)方式是命令行输入方式，如图2所示。常用MS-DOS命令有20多条，每条命令还有许多形式参数。所以通过MS-DOS使用计算机，只有计算机专业人员或培训过的人员才能玩得转。
图2.微软MS-DOS的命令行用户界面
2.Windows视窗操作系统
这是美国微软公司于1985年推出的以视窗(Windows)和图形用户接口(GUI)为主的操作系统。Windows采用视窗和GUI模式，比起从前的DOS需要输入指令行的方式更为人性化。随着计算机硬件和软件的不断升级，微软的 Windows也在不断升级，架构从16位、32位再到64位,版本从最初的 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服务器企业级操作系统，微软一直是Windows视窗操作系统的霸主。
图3.微软Windows的视窗图形用户界面
3. MacOS与iOS操作系统
MacOS是苹果公司开发的图形用户界面操作系统，为苹果 Macintosh 电脑专属，自 2002 年起是所有 Mac 电脑上预装的操作系统。
iOS是由苹果公司于2007年推出的移动操作系统。这个操作系统最初是为iPhone设计的，后来陆续用到了iPad、iPod touch上。iOS与苹果的MacOS操作系统一样，都是图形用户界面的操作系统。
4.开源的安卓操作系统
安卓(Android)是美国谷歌公司开发的移动操作系统。Android是一种基于Linux内核的自由及开放源代码的操作系统。主要用于移动设备，如智能手机和平板电脑。第一部Android智能手机发布于2008年10月。随后，Android逐渐扩展到平板电脑及其他领域上，如电视、数码相机、游戏机、智能手表等。2011年第一季度，Android在全球的市场份额首次跃居全球第一。目前Android平台手机的全球市场份额已经超过80%。全世界采用这款系统的设备数量已经达到数十亿台。包括三星、华为、小米等智能手机品牌。
图5.谷歌Android的图形用户界面
5.国产的鸿蒙操作系统
鸿蒙OS(HarmonyOS)是华为公司以备胎计划自研的移动操作系统，也是一个面向万物互联时代的全场景、分布式的操作系统，华为希望和设备厂商以及应用开发者打造一个面向万物互联时代的超级终端体验。鸿蒙 OS兼容安卓，但不同于安卓！鸿蒙 OS的远大志向是希望打通手机、电脑、平板电脑、电视、汽车、智能穿戴的差异，兼容安卓应用和所有Web应用，统一形成一个全场景的分布式的操作系统。
2019年8月10日，华为在其全球开发者大会HDC2019上向全球发布了基于全新微内核、面向全场景的分布式操作系统——鸿蒙OS。华为消费者业务CEO余承东在演讲中表示，使用鸿蒙OS的首款产品是华为荣耀智慧屏。
2020年12月16日，华为在北京举行了HarmonyOS 2.0手机开发者Beta活动。现场正式发布了HarmonyOS 2.0 Beta版本。同时也开启线上HarmonyOS 2.0 Beta版本的公测招募。可公测的设备包括华为P40、P40 Pro、Mate30、Mate30Pro、Mate Pad Pro等设备，支持OTA升级，支持运行安卓应用。从某种意义上来说，鸿蒙OS只是系统的基础底层更改，原先华为手机所用的安卓+ EMUI现在改换成了鸿蒙OS2.0 + EMUI。
鸿蒙OS设计有以下四方面优点，一是分布式架构首次用于数字移动终端OS，实现跨终端无缝协同的体验。二是确定时延引擎和高性能中间进程通信(IPC)技术实现了系统天生流畅的感受。三是基于微内核架构重塑终端设备可信安全。四是通过统一综合开发环境(IDE)支撑一次开发，多端部署，实现跨终端生态共享。
四、OS两个里程碑
在操作系统的发展过程中，创新技术不断出现，里程碑的事件也很多，本文作为科普文章无法一一详细介绍。但从应用广泛和影响深远角度，可以对两个操作系统加以介绍，一个是视窗化操作系统Windows，另一个是触屏化操作系统iOS。
1.视窗化操作系统Windows
前文已介绍过，美国微软公司推出的Windows操作系统是以视窗和图形用户界面为核心的操作系统。虽然该技术的成熟经历了较长的过程，主要是跟随存储容量和显示分辨率提升而成长。但Windows技术对计算机普及和互联网产业发展发挥了极大的推动作用，这是一个重大转折点。Windows出现之前，计算机操作系统大多采用命令行的用户接口方式，这些命令也称为交互命令。但这种命令及所带的命令参数不易理解和记忆，只有受过严格训练的人才能使用，极大地限定了计算机使用者范围，也限制了计算机的应用。Windows出现以后，大大降低了使用者的门槛，计算机及相关应用得到了极大普及，推动了互联网和数字经济的发展。Windows可以看成是开启互联网时代的历程碑。
2.触屏化操作系统iOS
前文也介绍过，iOS是由苹果公司为iPhone、iPad和iPod touch研发的移动操作系统，它的用户界面不仅是图形化、视窗化，而且是一个触屏化的操作系统。它的发明和推出改变了人们使用信息终端的模式，由视窗中点菜单方式转变为触屏点图标方式，一点一划之间，划出了一个移动互联网时代，也划出了规模庞大的“拇指经济”，催生了“拇指一族”和“低头族”。这些功劳和苦劳都归功于乔布斯领导下的苹果公司推出的iOS及其载体硬件iPhone系列手机。iPhone手机的平板样式和触屏化的用户界面，统一了智能手机的样貌。如果智能手机不是平板的、不是触屏的，都不好意思说自己是一部智能手机。触屏点图标式的用户界面使智能手机的用户群体扩大到3岁左右的幼儿到80多岁的老者。笔者曾多次看到3岁左右的幼童用稚嫩的小手熟练地在智能手机上点点划划，寻找着自己喜欢的照片和动画片，每次都感叹不已。iOS可以看作是开启移动互联网时代的历程碑。
五、OS是卡脖子技术
操作系统是最重要的基础性系统软件，我们如果全部依赖进口，它自然就是卡脖子技术。就在去年美国宣布打压和制裁华为的时候，2019年5月20日谷歌宣布将停止与华为的部分合作,这意味着华为的下一代安卓智能手机将不再能使用谷歌游戏商城、Gmail和YouTube等谷歌服务，这等于敲响了华为智能手机OS供应链的警钟。
我和读者有同样的疑问，安卓系统既然是开源的操作系统，为什么谷歌公司可以禁用或卡别人的脖子？我在参考资料5中找到了答案，请读者参阅，本文不想重复赘述。
移动终端领域受到国外操作系统断供威胁，在桌面PC机领域也有可能面临同样的状况。此前，微软公司断供中国后来证实只是一个谣传，但它确实的给中国敲响了警钟。根据知乎@智芝全研究(参考资料1)，我国Windows 7的市场份额为48.24%，Windows 10为33%，其次是WindowsXP为4.73%。所以，Windows系统在国内占据着绝对的统治地位。即使是电脑小白，也都应明白操作系统对于计算机的重要性，没有微软Windows支持国产电脑，计算机行业无疑会面临毁灭性打击。那么，若Windows不能继续使用，我们有“备胎”可选吗？
早在2003年，德国政府就宣布将电脑操作系统从Windows迁移到Linux，时任微软CEO 鲍尔默曾亲自前往慕尼黑游说未果。2016年，在Win7停止支持后，韩国政府宣称将用10年时间，把政府及公共机构的操作系统替换为基于Linux的开源操作系统。2018年，俄罗斯国防部决定，所有办公电脑的操作系统都将改用本国公司研发的Astra Linux，处理器也要用国产芯片。
所以按照这种情况，我国大力发展国产软件，并用国产操作系统来代替微软的操作系统也势在必行。我们发展国产操作系统的基础(或者说是“备胎”)也是一些自主开发的以Linux为内核的操作系统。比如红旗Linux、统信UOS系统、华为的欧拉(EulerOSLinux)系统、中兴的新支点(NewStart)系统等。这方面的投入和研发力度亟待加强。
六、鸿蒙OS意思非凡
华为鸿蒙OS的推出，无论应用在荣耀智慧屏电视中，还是应用在智能手机中，都是一个很好的开端。它标志着我们可以打破安卓系统在移动终端操作系统的垄断地位，打破美国对我们的卡脖子。特别是鸿蒙OS的立意高远，它不仅是一款智能手机OS，而且是全球首个微内核分布式万物互联的操作系统，不仅可以用于手机、也可以适配于手表、平板、电视、电脑、家电和汽车等智能终端。所以，华为鸿蒙OS的推出意义非凡，其一是打破封锁，其二是技术创新。相信未来我国的移动互联网、数字经济、物联网等产业可以在鸿蒙OS的护航下，开辟出一片更新更广阔的天地。移动终端OS的难题就这样突破了，但PC机的OS还需继续努力！
对华为推出鸿蒙OS的计划，早期有人出于对操作系统开发和应用生态建设的畏难情绪，持质疑态度；有人持事不关己的态度，加以冷嘲热讽；更有一些水军黑华为、黑鸿蒙，但大部分人对华为鸿蒙OS抱有期待，我也就在此行列中。我对华为抱有信心，并对鸿蒙OS的前景持乐观态度，原因有三。一是华为的研发能力没有理由怀疑；二是华为现在研发并推出鸿蒙OS，有比当年微软推出Windows、谷歌推出Android更有利的优势，这包括：1.华为有多年系统整机设计、生产和销售的经验积累，有销售链和信息收集网络。2.华为自研软件可以在自己产品上公测和预装。3.华为软件和硬件产品形成了设计、应用、完善的技术升级迭代闭环，具有良好的技术创新条件。三是比起微软、谷歌和苹果等公司，华为更懂得系统应用。
现在鸿蒙OS 2.0 Beta版本已发布，又有人出来挑刺了，说鸿蒙OS有些地方做的很像安卓，是不是照抄安卓系统？或者质疑，是不是在安卓上加了一个“壳子”或“外套”？我的看法，一是华为推出鸿蒙OS的目的，就是要解决卡脖子问题，不可能不顾知识产权去抄别人的系统，或者在安卓系统上加个“壳子”或“外套”敷衍了事。二是在不侵犯谷歌的专利前提下，把系统的外观和用法做得和安卓相似，甚至一模一样，照顾到了用户的使用习惯，这样不是更好吗？帮助华为纠错是好事，应该提倡和支持。但千万不要事不关己，冷眼旁观，更不要充当黑水军。
后序：对于我国庞大的电子信息制造产业和数字经济来说，让我们特别闹心的是硬件和软件的“卡脖子”问题。硬件包括核心电子器件、高端通用芯片，软件包括基础软件。基础软件就包括操作系统、数据库和编程软件。如果说我们在硬件方面因缺乏关键材料、设备和工艺，基础薄、底子差，不能在短时间取得突破还有情可原的话，我们在软件方面没有这些制约，但却长期受制于国外公司的话，就有点说不过去了。软件只要有人有智慧，一台电脑一支笔就能搞，为什么搞不好呢？笔者希望引发读者讨论，引起有关方面思考。希望今后加强对软件人才培养，加强对软件工程素养的培养，加强对基础软件的研发投入，使我国由应用软件大国迈向核心基础软件的强国。
参考资料：
1.智芝全研究，如果微软真的断供中国，我们有“备胎”吗？知乎网：https://zhuanlan.zhihu.com/p/180025996，
2.Young，操作系统发展的四个阶段，豆瓣网：https://www.douban.com/note/356326341/，2014.6.8
3.钛媒体,荣耀智慧屏将首发华为鸿蒙OS，明天正式发布,新浪网：https://tech.sina.com.cn/it/2019-08-09/doc-ihytcitm8086456.shtml， 2019.8.9
4.旺材芯片，华为鸿蒙，横空出世！微信公众号【芯路芯语】，2019.8.10
5.耿彪，安卓是开源的系统，为什么谷歌可以禁用别人？搜狐网：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日鸿蒙2.0beta活动？知乎网：https://www.zhihu.com/question/433690121/answer/1630453735，2020.12.17
7.黄烨锋，鸿蒙系统新进展，解读HarmonyOS 2.0手机开发者beta版的变化，电子工程专辑：https://www.eet-china.com/news/202012171054.html?eetc1217=，2020.12.17
8.芯路芯语，这次，华为鸿蒙手机真的来了！微信公众号【芯路芯语】，2020.12.17
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