來源：芯論語
摘要：華為自研的智慧型手機作業系統鴻蒙OS終於面世了。這是一個大事件，它可能標誌著自主可控的國產作業系統將從此走向成熟和普及，也標誌著外國作業系統一統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」。面對安卓作業系統可能斷供，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，不知出於什麼目的。我對華為推出鴻蒙OS持信任和期待的態度。並高度看重鴻蒙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多萬手機開發者開放完整HarmonyOS 2.0系統，包括應用開發接口(API)、集成開發環境(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，進入了應用開發階段。開發者可訪問華為開發者聯盟官網，申請獲取HarmonyOS2.0手機開發者Beta版本。
其實，早在2019年8月10日，華為在其全球開發者大會HDC2019上，推出了率先搭載鴻蒙OS的榮耀智慧屏電視，並宣告了鴻蒙OS的宏偉發展計劃。現在終於又開啟了智慧型手機的鴻蒙OS時代。
什麼是作業系統(OS)？華為自研鴻蒙OS到底意味著什麼？本文試圖借著這個熱點事件，說說關於作業系統的那些事兒，說說華為自研鴻蒙OS的重大意義和深遠影響。
一、什麼是作業系統(OS)？
作業系統(Operating System，簡稱OS)是一種計算機基礎軟體。作業系統的任務一是管理計算機的所有硬體與軟體資源。例如管理與配置內存、決定系統資源供需的優先次序、控制輸入設備與輸出設備、監控網絡和管理文件系統等。二是提供計算機系統與用戶交互界面。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是作業系統的示意圖，可以看到它是計算機系統的中心。作業系統既是人和計算機的接口，又是軟體和硬體的交匯處，也是計算機資源的管理者和任務的調度者。好的作業系統可以把計算機的效能發揮到極致。所以，如果說CPU是所有計算機硬體的領頭大哥的話，OS就是所有計算機軟體的龍頭老大。在國家「核高基」重大專項中，CPU是最重要的高端通用晶片，作業系統是最重要的基礎性系統軟體。
圖1.OS是用戶交互窗口，也是資源管理和任務調度者
二、OS技術的發展歷程
從1946年誕生第一臺電子計算機以來，作業系統就伴隨計算機技術的發展而不斷成熟，不斷與時俱進，不斷創新發展。作業系統經歷了最早的串行模式，到分時並行模式，再到現在多處理器(CPU)時代的多CPU協調工作模式，甚至是分布式系統的協調並行工作模式等，不管模式如何變化，作業系統的任務和使命一直沒有改變。隨著PC個人計算機的複雜化，作業系統甚至借用了中大型計算機作業系統的某些技術。在硬體越來越複雜、功能愈來愈強大，PC的作業系統上逐步實現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慧型手機上。
計算機70多年發展歷史中，出現了不同種類的作業系統。如果不考慮早期中大型計算機的作業系統，僅從桌面PC機出現開始算起的話，作業系統的發展大致分為三個階段，第一階段是以DOS為代表的磁碟作業系統時代；第二階段是以Windows為代表的視窗作業系統時代；第三階段是以安卓和iOS為代表的應用作業系統時代。
問題來了，現在作業系統處在移動網際網路時代嗎？未來作業系統是否會進入人工智慧的時代？這些也許值得我們關注和思考。
三、幾個代表性的OS
1.MS-DOS磁碟作業系統
這是美國微軟公司1981年推出的作業系統。MS-DOS從1.0版、2.0版、3.0版，一直升級到2000年的MS-DOS 8.0最後一個版本。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碟作業系統之一。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視窗作業系統
這是美國微軟公司於1985年推出的以視窗(Windows)和圖形用戶接口(GUI)為主的作業系統。Windows採用視窗和GUI模式，比起從前的DOS需要輸入指令行的方式更為人性化。隨著計算機硬體和軟體的不斷升級，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伺服器企業級作業系統，微軟一直是Windows視窗作業系統的霸主。
圖3.微軟Windows的視窗圖形用戶界面
3. MacOS與iOS作業系統
MacOS是蘋果公司開發的圖形用戶界面作業系統，為蘋果 Macintosh 電腦專屬，自 2002 年起是所有 Mac 電腦上預裝的作業系統。
iOS是由蘋果公司於2007年推出的行動作業系統。這個作業系統最初是為iPhone設計的，後來陸續用到了iPad、iPod touch上。iOS與蘋果的MacOS作業系統一樣，都是圖形用戶界面的作業系統。
圖4.Mac電腦上的MacOS、iPhone和iPad上的iOS的圖形用戶界面
4.開源的安卓作業系統
安卓(Android)是美國谷歌公司開發的行動作業系統。Android是一種基於Linux內核的自由及開放原始碼的作業系統。主要用於行動裝置，如智慧型手機和平板電腦。第一部Android智慧型手機發布於2008年10月。隨後，Android逐漸擴展到平板電腦及其他領域上，如電視、數位相機、遊戲機、智能手錶等。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%。全世界採用這款系統的設備數量已經達到數十億臺。包括三星、華為、小米等智慧型手機品牌。
圖5.谷歌Android的圖形用戶界面
5.國產的鴻蒙作業系統
鴻蒙OS(HarmonyOS)是華為公司以備胎計劃自研的行動作業系統，也是一個面向萬物互聯時代的全場景、分布式的作業系統，華為希望和設備廠商以及應用開發者打造一個面向萬物互聯時代的超級終端體驗。鴻蒙 OS兼容安卓，但不同於安卓！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，統一形成一個全場景的分布式的作業系統。
2019年8月10日，華為在其全球開發者大會HDC2019上向全球發布了基於全新微內核、面向全場景的分布式作業系統——鴻蒙OS。華為消費者業務CEO餘承東在演講中表示，使用鴻蒙OS的首款產品是華為榮耀智慧屏。
圖6.2019華為全球開發者大會上，華為正式向全球公布了鴻蒙OS發展計劃
2020年12月16日，華為在北京舉行了HarmonyOS 2.0手機開發者Beta活動。現場正式發布了HarmonyOS 2.0 Beta版本。同時也開啟線上HarmonyOS 2.0 Beta版本的公測招募。可公測的設備包括華為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只是系統的基礎底層更改，原先華為手機所用的安卓+ EMUI現在改換成了鴻蒙OS2.0 + EMUI。
鴻蒙OS設計有以下四方面優點，一是分布式架構首次用於數字移動終端OS，實現跨終端無縫協同的體驗。二是確定時延引擎和高性能中間進程通信(IPC)技術實現了系統天生流暢的感受。三是基於微內核架構重塑終端設備可信安全。四是通過統一綜合開發環境(IDE)支撐一次開發，多端部署，實現跨終端生態共享。
四、OS兩個裡程碑
在作業系統的發展過程中，創新技術不斷出現，裡程碑的事件也很多，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，可以對兩個作業系統加以介紹，一個是視窗化作業系統Windows，另一個是觸屏化作業系統iOS。
1.視窗化作業系統Windows
前文已介紹過，美國微軟公司推出的Windows作業系統是以視窗和圖形用戶界面為核心的作業系統。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解析度提升而成長。但Windows技術對計算機普及和網際網路產業發展發揮了極大的推動作用，這是一個重大轉折點。Windows出現之前，計算機作業系統大多採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範圍，也限制了計算機的應用。Windows出現以後，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，推動了網際網路和數字經濟的發展。Windows可以看成是開啟網際網路時代的歷程碑。
2.觸屏化作業系統iOS
前文也介紹過，iOS是由蘋果公司為iPhone、iPad和iPod touch研發的行動作業系統，它的用戶界面不僅是圖形化、視窗化，而且是一個觸屏化的作業系統。它的發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為觸屏點圖標方式，一點一划之間，劃出了一個移動網際網路時代，也劃出了規模龐大的「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於賈伯斯領導下的蘋果公司推出的iOS及其載體硬體iPhone系列手機。iPhone手機的平板樣式和觸屏化的用戶界面，統一了智慧型手機的樣貌。如果智慧型手機不是平板的、不是觸屏的，都不好意思說自己是一部智慧型手機。觸屏點圖標式的用戶界面使智慧型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慧型手機上點點劃劃，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網際網路時代的歷程碑。
五、OS是卡脖子技術
作業系統是最重要的基礎性系統軟體，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慧型手機將不再能使用谷歌遊戲商城、Gmail和YouTube等谷歌服務，這等於敲響了華為智慧型手機OS供應鏈的警鐘。
我和讀者有同樣的疑問，安卓系統既然是開源的作業系統，為什麼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，本文不想重複贅述。
移動終端領域受到國外作業系統斷供威脅，在桌面PC機領域也有可能面臨同樣的狀況。此前，微軟公司斷供中國後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系統在國內佔據著絕對的統治地位。即使是電腦小白，也都應明白作業系統對於計算機的重要性，沒有微軟Windows支持國產電腦，計算機行業無疑會面臨毀滅性打擊。那麼，若Windows不能繼續使用，我們有「備胎」可選嗎？
圖7.國內各種OS的市佔率(來源：知乎@智芝全研究)
早在2003年，德國政府就宣布將電腦作業系統從Windows遷移到Linux，時任微軟CEO 鮑爾默曾親自前往慕尼黑遊說未果。2016年，在Win7停止支持後，韓國政府宣稱將用10年時間，把政府及公共機構的作業系統替換為基於Linux的開源作業系統。2018年，俄羅斯國防部決定，所有辦公電腦的作業系統都將改用本國公司研發的Astra Linux，處理器也要用國產晶片。
所以按照這種情況，我國大力發展國產軟體，並用國產作業系統來代替微軟的作業系統也勢在必行。我們發展國產作業系統的基礎(或者說是「備胎」)也是一些自主開發的以Linux為內核的作業系統。比如紅旗Linux、統信UOS系統、華為的歐拉(EulerOSLinux)系統、中興的新支點(NewStart)系統等。這方面的投入和研發力度亟待加強。
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，還是應用在智慧型手機中，都是一個很好的開端。它標誌著我們可以打破安卓系統在移動終端作業系統的壟斷地位，打破美國對我們的卡脖子。特別是鴻蒙OS的立意高遠，它不僅是一款智慧型手機OS，而且是全球首個微內核分布式萬物互聯的作業系統，不僅可以用於手機、也可以適配於手錶、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，其二是技術創新。相信未來我國的移動網際網路、數字經濟、物聯網等產業可以在鴻蒙OS的護航下，開闢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還需繼續努力！
對華為推出鴻蒙OS的計劃，早期有人出於對作業系統開發和應用生態建設的畏難情緒，持質疑態度；有人持事不關己的態度，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，並對鴻蒙OS的前景持樂觀態度，原因有三。一是華為的研發能力沒有理由懷疑；二是華為現在研發並推出鴻蒙OS，有比當年微軟推出Windows、谷歌推出Android更有利的優勢，這包括：1.華為有多年系統整機設計、生產和銷售的經驗積累，有銷售鏈和信息收集網絡。2.華為自研軟體可以在自己產品上公測和預裝。3.華為軟體和硬體產品形成了設計、應用、完善的技術升級迭代閉環，具有良好的技術創新條件。三是比起微軟、谷歌和蘋果等公司，華為更懂得系統應用。
現在鴻蒙OS 2.0 Beta版本已發布，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？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，不可能不顧智慧財產權去抄別人的系統，或者在安卓系統上加個「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。
後序：對於我國龐大的電子信息製造產業和數字經濟來說，讓我們特別鬧心的是硬體和軟體的「卡脖子」問題。硬體包括核心電子器件、高端通用晶片，軟體包括基礎軟體。基礎軟體就包括作業系統、資料庫和編程軟體。如果說我們在硬體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，我們在軟體方面沒有這些制約，但卻長期受制於國外公司的話，就有點說不過去了。軟體只要有人有智慧，一臺電腦一支筆就能搞，為什麼搞不好呢？筆者希望引發讀者討論，引起有關方面思考。希望今後加強對軟體人才培養，加強對軟體工程素養的培養，加強對基礎軟體的研發投入，使我國由應用軟體大國邁向核心基礎軟體的強國。