摘要：華為自研的智能手機(jī)操作系統(tǒng)鴻蒙OS終于面世了。這是一個(gè)大事件，它可能標(biāo)志著自主可控的國產(chǎn)操作系統(tǒng)將從此走向成熟和普及，也標(biāo)志著外國操作系統(tǒng)一統(tǒng)天下的局面即將結(jié)束。去年，面對(duì)美國的打壓，華為不得不亮出自己“壓箱底的備胎”。面對(duì)安卓操作系統(tǒng)可能斷供，華為爆出了自己有鴻蒙OS的計(jì)劃，網(wǎng)絡(luò)媒體上歡呼者甚眾，質(zhì)疑者也不少，更有不少人冷嘲熱諷，怪腔怪調(diào)，不知出于什么目的。我對(duì)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(yuǎn)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(dòng)大會(huì)上，正式發(fā)布了面向手機(jī)應(yīng)用的鴻蒙OS 2.0Beta版本，同時(shí)面向部分華為機(jī)型開放申請(qǐng)公測(cè)。這意味著華為將向200多萬手機(jī)開發(fā)者開放完整HarmonyOS 2.0系統(tǒng)，包括應(yīng)用開發(fā)接口（API）、集成開發(fā)環(huán)境（IDE）、DevEco Studio工具平臺(tái)等。也意味著華為已經(jīng)完成鴻蒙OS在華為手機(jī)上的適配，進(jìn)入了應(yīng)用開發(fā)階段。開發(fā)者可訪問華為開發(fā)者聯(lián)盟官網(wǎng)，申請(qǐng)獲取HarmonyOS2.0手機(jī)開發(fā)者Beta版本。
其實(shí)，早在2019年8月10日，華為在其全球開發(fā)者大會(huì)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(jì)劃。現(xiàn)在終于又開啟了智能手機(jī)的鴻蒙OS時(shí)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(gè)熱點(diǎn)事件，說說關(guān)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(yuǎn)影響。
一、什么是操作系統(tǒng)（OS）？
操作系統(tǒng)（Operating System，簡(jiǎn)稱OS）是一種計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)軟件。操作系統(tǒng)的任務(wù)一是管理計(jì)算機(jī)的所有硬件與軟件資源。例如管理與配置內(nèi)存、決定系統(tǒng)資源供需的優(yōu)先次序、控制輸入設(shè)備與輸出設(shè)備、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和管理文件系統(tǒng)等。二是提供計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與用戶交互界面。這個(gè)最容易理解，我們使用電腦和手機(jī)，都離不開這個(gè)交互的界面。
圖1是操作系統(tǒng)的示意圖，可以看到它是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的中心。操作系統(tǒng)既是人和計(jì)算機(jī)的接口，又是軟件和硬件的交匯處，也是計(jì)算機(jī)資源的管理者和任務(wù)的調(diào)度者。好的操作系統(tǒng)可以把計(jì)算機(jī)的效能發(fā)揮到極致。所以，如果說CPU是所有計(jì)算機(jī)硬件的領(lǐng)頭大哥的話，OS就是所有計(jì)算機(jī)軟件的龍頭老大。在國家“核高基”重大專項(xiàng)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(chǔ)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(wù)調(diào)度者
二、OS技術(shù)的發(fā)展歷程
從1946年誕生第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)以來，操作系統(tǒng)就伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷成熟，不斷與時(shí)俱進(jìn)，不斷創(chuàng)新發(fā)展。操作系統(tǒng)經(jīng)歷了最早的串行模式，到分時(shí)并行模式，再到現(xiàn)在多處理器（CPU）時(shí)代的多CPU協(xié)調(diào)工作模式，甚至是分布式系統(tǒng)的協(xié)調(diào)并行工作模式等，不管模式如何變化，操作系統(tǒng)的任務(wù)和使命一直沒有改變。隨著PC個(gè)人計(jì)算機(jī)的復(fù)雜化，操作系統(tǒng)甚至借用了中大型計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的某些技術(shù)。在硬件越來越復(fù)雜、功能愈來愈強(qiáng)大，PC的操作系統(tǒng)上逐步實(shí)現(xiàn)了以往只有在中大型計(jì)算機(jī)才有的功能，有些功能甚至應(yīng)用在今天的智能手機(jī)上。
計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)，僅從桌面PC機(jī)出現(xiàn)開始算起的話，操作系統(tǒng)的發(fā)展大致分為三個(gè)階段，第一階段是以DOS為代表的磁盤操作系統(tǒng)時(shí)代；第二階段是以Windows為代表的視窗操作系統(tǒng)時(shí)代；第三階段是以安卓和iOS為代表的應(yīng)用操作系統(tǒng)時(shí)代。
問題來了，現(xiàn)在操作系統(tǒng)處在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代嗎？未來操作系統(tǒng)是否會(huì)進(jìn)入人工智能的時(shí)代？這些也許值得我們關(guān)注和思考。
三、幾個(gè)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(jí)到2000年的MS-DOS 8.0最后一個(gè)版本。在Windows推出之前，MS-DOS一直是IBM PC機(jī)及兼容機(jī)中的最基本配備，也是PC機(jī)中最普遍使用的磁盤操作系統(tǒng)之一。它的最顯著特點(diǎn)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(shù)。所以通過MS-DOS使用計(jì)算機(jī)，只有計(jì)算機(jī)專業(yè)人員或培訓(xùn)過的人員才能玩得轉(zhuǎn)。
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(jì)算機(jī)硬件和軟件的不斷升級(jí)，微軟的 Windows也在不斷升級(jí)，架構(gòu)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(wù)器企業(yè)級(jí)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(yù)裝的操作系統(tǒng)。
iOS是由蘋果公司于2007年推出的移動(dòng)操作系統(tǒng)。這個(gè)操作系統(tǒng)最初是為iPhone設(shè)計(jì)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(dòng)操作系統(tǒng)。Android是一種基于Linux內(nèi)核的自由及開放源代碼的操作系統(tǒng)。主要用于移動(dòng)設(shè)備，如智能手機(jī)和平板電腦。第一部Android智能手機(jī)發(fā)布于2008年10月。隨后，Android逐漸擴(kuò)展到平板電腦及其他領(lǐng)域上，如電視、數(shù)碼相機(jī)、游戲機(jī)、智能手表等。2011年第一季度，Android在全球的市場(chǎng)份額首次躍居全球第一。目前Android平臺(tái)手機(jī)的全球市場(chǎng)份額已經(jīng)超過80%。全世界采用這款系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量已經(jīng)達(dá)到數(shù)十億臺(tái)。包括三星、華為、小米等智能手機(jī)品牌。
圖5.谷歌Android的圖形用戶界面
5.國產(chǎn)的鴻蒙操作系統(tǒng)
鴻蒙OS（HarmonyOS）是華為公司以備胎計(jì)劃自研的移動(dòng)操作系統(tǒng)，也是一個(gè)面向萬物互聯(lián)時(shí)代的全場(chǎng)景、分布式的操作系統(tǒng)，華為希望和設(shè)備廠商以及應(yīng)用開發(fā)者打造一個(gè)面向萬物互聯(lián)時(shí)代的超級(jí)終端體驗(yàn)。鴻蒙 OS兼容安卓，但不同于安卓！鴻蒙 OS的遠(yuǎn)大志向是希望打通手機(jī)、電腦、平板電腦、電視、汽車、智能穿戴的差異，兼容安卓應(yīng)用和所有Web應(yīng)用，統(tǒng)一形成一個(gè)全場(chǎng)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(huì)HDC2019上向全球發(fā)布了基于全新微內(nèi)核、面向全場(chǎng)景的分布式操作系統(tǒng)——鴻蒙OS。華為消費(fèi)者業(yè)務(wù)CEO余承東在演講中表示，使用鴻蒙OS的首款產(chǎn)品是華為榮耀智慧屏。
圖6. 2019華為全球開發(fā)者大會(huì)上，華為正式向全球公布了鴻蒙OS發(fā)展計(jì)劃
2020年12月16日，華為在北京舉行了HarmonyOS 2.0手機(jī)開發(fā)者Beta活動(dòng)。現(xiàn)場(chǎng)正式發(fā)布了HarmonyOS 2.0 Beta版本。同時(shí)也開啟線上HarmonyOS 2.0 Beta版本的公測(cè)招募。可公測(cè)的設(shè)備包括華為P40、P40 Pro、Mate30、Mate30Pro、Mate Pad Pro等設(shè)備，支持OTA升級(jí)，支持運(yùn)行安卓應(yīng)用。從某種意義上來說，鴻蒙OS只是系統(tǒng)的基礎(chǔ)底層更改，原先華為手機(jī)所用的安卓+ EMUI現(xiàn)在改換成了鴻蒙OS2.0 + EMUI。
鴻蒙OS設(shè)計(jì)有以下四方面優(yōu)點(diǎn)，一是分布式架構(gòu)首次用于數(shù)字移動(dòng)終端OS，實(shí)現(xiàn)跨終端無縫協(xié)同的體驗(yàn)。二是確定時(shí)延引擎和高性能中間進(jìn)程通信（IPC）技術(shù)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)天生流暢的感受。三是基于微內(nèi)核架構(gòu)重塑終端設(shè)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(shí)現(xiàn)跨終端生態(tài)共享。
四、OS兩個(gè)里程碑
在操作系統(tǒng)的發(fā)展過程中，創(chuàng)新技術(shù)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(xì)介紹。但從應(yīng)用廣泛和影響深遠(yuǎn)角度，可以對(duì)兩個(gè)操作系統(tǒng)加以介紹，一個(gè)是視窗化操作系統(tǒng)Windows，另一個(gè)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(shù)的成熟經(jīng)歷了較長的過程，主要是跟隨存儲(chǔ)容量和顯示分辨率提升而成長。但Windows技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)普及和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)揮了極大的推動(dòng)作用，這是一個(gè)重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)。Windows出現(xiàn)之前，計(jì)算機(jī)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(shù)不易理解和記憶，只有受過嚴(yán)格訓(xùn)練的人才能使用，極大地限定了計(jì)算機(jī)使用者范圍，也限制了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用。Windows出現(xiàn)以后，大大降低了使用者的門檻，計(jì)算機(jī)及相關(guān)應(yīng)用得到了極大普及，推動(dòng)了互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。Windows可以看成是開啟互聯(lián)網(wǎng)時(shí)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(dòng)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(gè)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(diǎn)菜單方式轉(zhuǎn)變?yōu)橛|屏點(diǎn)圖標(biāo)方式，一點(diǎn)一劃之間，劃出了一個(gè)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，也劃出了規(guī)模龐大的“拇指經(jīng)濟(jì)”，催生了“拇指一族”和“低頭族”。這些功勞和苦勞都?xì)w功于喬布斯領(lǐng)導(dǎo)下的蘋果公司推出的iOS及其載體硬件iPhone系列手機(jī)。iPhone手機(jī)的平板樣式和觸屏化的用戶界面，統(tǒng)一了智能手機(jī)的樣貌。如果智能手機(jī)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(jī)。觸屏點(diǎn)圖標(biāo)式的用戶界面使智能手機(jī)的用戶群體擴(kuò)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(jī)上點(diǎn)點(diǎn)劃劃，尋找著自己喜歡的照片和動(dòng)畫片，每次都感嘆不已。iOS可以看作是開啟移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的歷程碑。
五、OS是卡脖子技術(shù)
操作系統(tǒng)是最重要的基礎(chǔ)性系統(tǒng)軟件，我們?nèi)绻恳蕾囘M(jìn)口，它自然就是卡脖子技術(shù)。就在去年美國宣布打壓和制裁華為的時(shí)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(jī)將不再能使用谷歌游戲商城、Gmail和YouTube等谷歌服務(wù)，這等于敲響了華為智能手機(jī)OS供應(yīng)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(qǐng)讀者參閱，本文不想重復(fù)贅述。
移動(dòng)終端領(lǐng)域受到國外操作系統(tǒng)斷供威脅，在桌面PC機(jī)領(lǐng)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(shí)只是一個(gè)謠傳，但它確實(shí)的給中國敲響了警鐘。根據(jù)知乎@智芝全研究（參考資料1），我國Windows 7的市場(chǎng)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(nèi)占據(jù)著絕對(duì)的統(tǒng)治地位。即使是電腦小白，也都應(yīng)明白操作系統(tǒng)對(duì)于計(jì)算機(jī)的重要性，沒有微軟Windows支持國產(chǎn)電腦，計(jì)算機(jī)行業(yè)無疑會(huì)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(nèi)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(shí)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(shí)間，把政府及公共機(jī)構(gòu)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(chǎn)芯片。
所以按照這種情況，我國大力發(fā)展國產(chǎn)軟件，并用國產(chǎn)操作系統(tǒng)來代替微軟的操作系統(tǒng)也勢(shì)在必行。我們發(fā)展國產(chǎn)操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)（或者說是“備胎”）也是一些自主開發(fā)的以Linux為內(nèi)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(diǎn)（NewStart）系統(tǒng)等。這方面的投入和研發(fā)力度亟待加強(qiáng)。
六、鴻蒙OS意思非凡
華為鴻蒙OS的推出，無論應(yīng)用在榮耀智慧屏電視中，還是應(yīng)用在智能手機(jī)中，都是一個(gè)很好的開端。它標(biāo)志著我們可以打破安卓系統(tǒng)在移動(dòng)終端操作系統(tǒng)的壟斷地位，打破美國對(duì)我們的卡脖子。特別是鴻蒙OS的立意高遠(yuǎn)，它不僅是一款智能手機(jī)OS，而且是全球首個(gè)微內(nèi)核分布式萬物互聯(lián)的操作系統(tǒng)，不僅可以用于手機(jī)、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(shù)創(chuàng)新。相信未來我國的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)可以在鴻蒙OS的護(hù)航下，開辟出一片更新更廣闊的天地。移動(dòng)終端OS的難題就這樣突破了，但PC機(jī)的OS還需繼續(xù)努力！
對(duì)華為推出鴻蒙OS的計(jì)劃，早期有人出于對(duì)操作系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用生態(tài)建設(shè)的畏難情緒，持質(zhì)疑態(tài)度；有人持事不關(guān)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(duì)華為鴻蒙OS抱有期待，我也就在此行列中。我對(duì)華為抱有信心，并對(duì)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(dāng)年微軟推出Windows、谷歌推出Android更有利的優(yōu)勢(shì)，這包括：1.華為有多年系統(tǒng)整機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷售的經(jīng)驗(yàn)積累，有銷售鏈和信息收集網(wǎng)絡(luò)。2.華為自研軟件可以在自己產(chǎn)品上公測(cè)和預(yù)裝。3.華為軟件和硬件產(chǎn)品形成了設(shè)計(jì)、應(yīng)用、完善的技術(shù)升級(jí)迭代閉環(huán)，具有良好的技術(shù)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(yīng)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(zhì)疑，是不是在安卓上加了一個(gè)“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(shí)產(chǎn)權(quán)去抄別人的系統(tǒng)，或者在安卓系統(tǒng)上加個(gè)“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(xí)慣，這樣不是更好嗎？幫助華為糾錯(cuò)是好事，應(yīng)該提倡和支持。但千萬不要事不關(guān)己，冷眼旁觀，更不要充當(dāng)黑水軍。
后序：對(duì)于我國龐大的電子信息制造產(chǎn)業(yè)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)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(chǔ)軟件。基礎(chǔ)軟件就包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和編程軟件。如果說我們?cè)谟布矫嬉蛉狈﹃P(guān)鍵材料、設(shè)備和工藝，基礎(chǔ)薄、底子差，不能在短時(shí)間取得突破還有情可原的話，我們?cè)谲浖矫鏇]有這些制約，但卻長期受制于國外公司的話，就有點(diǎn)說不過去了。軟件只要有人有智慧，一臺(tái)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(guān)方面思考。希望今后加強(qiáng)對(duì)軟件人才培養(yǎng)，加強(qiáng)對(duì)軟件工程素養(yǎng)的培養(yǎng)，加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)軟件的研發(fā)投入，使我國由應(yīng)用軟件大國邁向核心基礎(chǔ)軟件的強(qiáng)國。