国产 *** 作系统最难的那一步,已经迈出。
6月下旬,两大国产 *** 作系统厂商分别开启了新动作。先是6月23日,统信UOS家庭版体验器开启全民公测,用官方虚拟机的形式推广国产 *** 作系统,降低新用户尝试成本;随后,6月30日,国内首个桌面 *** 作系统开发者平台“开放麒麟”正式发布,将通过开放 *** 作系统源代码的方式,让更多开发者共同参与国产开源 *** 作系统开发。
两家厂商的动作,一个是为了吸引更多的用户,一个是为了吸引更多的开发者,都是为了跨过国产 *** 作系统成功最难的一步——生态化。因为只有更多的用户,才能有更多的开发者;也只有更多的开发者适配常用软件,持续开发更多新的应用,才能吸引更多的用户,并形成 *** 作系统发展的完美闭环。
对个人用户来说,一台电脑一般不过安装几十个软件。如果将用户的各种个性化软件需求叠加,系统层面的软件数量往往将达到百万级别,甚至更多。对于一个要从Windows和MacOS手中抢占市场的小众 *** 作系统而言,没有百万量级的应用适配,生态就无从谈起。
先让大家用起来,从“可用”逐渐走向“好用”。其实,从20世纪90年代至今,国产 *** 作系统走过多年应用推广之路,也经历无数曲折。过去经历过的失败,对今天有着怎样的借鉴价值?国产 *** 作系统借助中国本土市场优势,真的能“好用”吗?
“败北”的 *** 作系统
目前国外 *** 作系统品牌几乎垄断了巨大的中国市场,据《2021年 *** 作系统的商业化应用报告》,国外 *** 作系统在中国桌面端、移动端的市占率分别超过9475%、9886%。
这样的格局并非一蹴而就。长久以来,在全球范围内,众多厂商为争夺 *** 作系统这块大“蛋糕”轮番上场,即使大部分厂商湮灭在残酷的市场竞争中,不可否认的是,它们为今天活跃在市场中的 *** 作系统,贡献了不少经验和技术积累。
尽管如今微软Windows系统几乎垄断中国市场,但透过长生命线来看,从Windows XP、Windows7、Windows8、Windows10到现在的Windows11,Windows系统经历了长期的持续迭代,以不断适应市场需求。
事实上,国产 *** 作系统向Windows系统发起过冲锋。
1999年,以美国为首的北约发动科索沃战争,并在战争中成功击溃了南联盟军队的防空系统,让国人第一次体验到信息战的威力,同时也对微软垄断局面感到担忧。这一年,国内 *** 作系统真正发起反攻。
时任国家 科技 部部长徐冠华一针见血指出我国正处于“缺芯少魂”(芯是芯片,魂即是 *** 作系统)的环境中,如若二者不自主,一旦断“水”断“电”, 历史 难免重演,重蹈南联盟覆辙。
因此,在工信部的支持下、中国科学院软件研究所副所长、“中国Linux之父”孙玉芳的主导下,2000年,中科院软件所和上海联创共同出资成立了中科红旗公司,公司的发展目标很明确,——“挑战微软,做中国人自己的 *** 作系统”。
在廉价的盗版Windows和昂贵的国产 *** 作系统中间,许多电脑经销商更愿意选择前者。
此外,很多用户习惯使用微软Office办公软件,而红旗系统无法兼容微软Office,这造成了红旗系统的使用效率底下。
2005年,北京平谷区也曾试点全面采用国产Linux,为了督促各单位使用国产 *** 作系统,还成立了33个自查小组对全区百余家单位的使用状况进行检查。
彼时的国产 *** 作系统,在易用性、兼容性上与Windows差距甚远,很多单位仍首选微软 *** 作系统。国产 *** 作系统对Windows系统的第一轮冲锋,就这样以失败告终。
国产 *** 作系统进化史
“中国人不会为软件付钱,不过总有一天他们会的。既然他们想要去偷,那就让他们偷我们的。他们会因此上瘾,这样接下来的十年我们就会找出某种办法让他们付账。”
1995年,比尔·盖茨与股神沃伦·巴菲特在《财富》杂志组织的一场对话中,发表如上言论。
然而,这看似“狂妄”的发言,却正一步步变为现实。在27年后的今天,中国市场确实很难再离开Windows系统,Windows系统也随着很多品牌电脑成为出厂自带的标配。
对于Windows等国外系统依赖程度之深,也引发了我国学术界的注意。中国工程院院士倪光南就曾公开表示:“航空飞机被波音、空客所垄断,总数量可能是数十万级别。但全世界几十亿台智能终端只有三种 *** 作系统:苹果、安卓和Windows,这种垄断在全世界找不到第二例。”
同时,作为软硬件纽带, *** 作系统在安全领域扮演着核心地位,主导权被外国企业牢牢掌控是极具风险的。2008年的微软黑屏事件、2010年Stuxnet震网病毒事件、2013年棱镜门以及2017年Intel芯片Minix 泄漏风险事件,都显示出微软的Windows系统并非牢固可靠,一旦出现网络安全事故,后果便不堪设想。
因此,发展本土化 *** 作系统,是国家防范网络攻击与威胁需要直接面对的问题,同时也是我国 *** 作系统未来发展的主要趋势。
其实,中国对于 *** 作系统的 探索 非常早。
早在20世纪60年代中期,中国就开始 *** 作系统的研发,南京大学教授孙钟秀、北京大学杨芙清院士等都是我国 *** 作系统的拓荒者。不过彼时, *** 作系统的用途主要是用于工业,我国最早的 *** 作系统“150机”,目的是改善石油勘探数据计算,提高打井出油率。
而从1999年中科红旗公司研发的“红旗Linux”之后,蓝点Linux 、深度Linux、中标麒麟、优麒麟、中科方德、普华、StartOS、阿里云OS等一系列国产 *** 作系统也相继出现。
但是微软Windows的人才、产业虹吸效应太强,也导致国产系统很难获取到足够发展的产业链资源。国产 *** 作系统企业在第一轮反攻失败之后,企业甚至陷入难以为继的地步。
2014年2月10日,中科红旗贴出清算公告,宣布公司正式解散,甚至拖欠员工的工资都无法发放。而蓝点Linux也在2000年上市后遇到互联网泡沫,到2002年该公司股价已经低至008美分,在资本市场仅仅风云两年,就系统停更,从美国市场黯然退出。
“仅开发Linux平台是不行的,它必须能在硬件体系结构中进行预装、与外部驱动设备进行配套、众多应用软件要移植到Linux平台上来,从而建立起Linux的生态群。”中国开源软件推进联盟主席陆首群曾表示,“如果没有行业巨头和广大企业的支持,没有开源社区的支持,中国Linux根本不可能发展起来。”
然而,就在国产 *** 作系统相继“陨落”、即将淡出大众视野之时,华为鸿蒙系统终于在2019年破茧而出,守住了国产 *** 作系统这片不可丢弃的高地。
与 *** 作系统的先驱者不同,鸿蒙系统在采用Linux开源内核的基础上,尽量兼容安卓软件,延续了此前定制版安卓系统EMUI的一些 *** 作特点,并吸引开发者为鸿蒙生态打造应用。
基于鸿蒙系统较强替代性,2022年,该系统的用户量已经达到了3亿,其中包括22亿多的手机用户,还有1亿多的物联网设备。不仅如此,鸿蒙系统的连接设备数量还在不断增长,或许在未来,真的能够成为肩并Windows、IOS、安卓的一线 *** 作系统。
哪怕是作为“备胎”,也需要做好生态
*** 作系统按应用领域可以分为四种:桌面 *** 作系统、服务器 *** 作系统、移动 *** 作系统和其他 *** 作系统(云、嵌入式、物联网 *** 作系统等)。华为的鸿蒙系统定位是面向万物互联的全场景分布式 *** 作系统,但人们接触更多的还是作为移动 *** 作系统的鸿蒙。
但移动终端和移动 *** 作系统不适合办公,个人办公更依赖桌面 *** 作系统。
没有生态支持,系统再优秀也无法成功。全球主流的商业、工业、美术设计、影视剪辑等各类软件,都以Windows和MacOS为主。国产桌面 *** 作系统尽管也能获得WPS等国产办公软件的支持,也能够适配火狐、Chrome等主流浏览器,但办公并不只是浏览器加WPS。
千万个行业,就会有千万种细分软件。离开这些软件,相关行业人员就无法开展正常工作。正因为人们离不开各类适配软件,Windows、MacOS才处于绝对主导地位。
目前,Windows与MacOS合计占据了95%左右的市场份额,而国产 *** 作系统占比不足5%。
这不到5%的桌面 *** 作系统市场份额,由十几种国产 *** 作系统共同组成。据统计,主流国产桌面 *** 作系统超过15种,包括UOS(统信软件)、麒麟OS、普华软件、中兴新支点、凝思、中科方德、华为欧拉OpenEuler等。
对于这么多Linux桌面 *** 作系统的发行版,如何实现软件之间的互联互通、避免资源分散,也是需要考虑的。但国产 *** 作系统的集中、归并,最终还是要由市场来选择。毕竟不同企业之间也存在竞争,只有用户体验使用最好的系统,才能最终胜出。
2021年初,“麒麟、统信、中科方德、中科红旗、普华基础软件、中兴新支点”等六家厂商从众多选手中入围国采中心Linux桌面 *** 作系统协议供货采购。政府对国产 *** 作系统的支持,同时也是一场筛选。在这种筛选下,国产 *** 作系统正呈现强者愈强的马太效应,特别是位于桌面 *** 作系统头部的麒麟与统信。
然而,对比国外 *** 作系统巨头,国产 *** 作系统和主流处理器厂商之间的合作还没有达到“结盟”的程度。
*** 作系统的生态不仅是软件应用上的,还包括软硬件协同上的。比如微软和英特尔结成Wintel(即Windows-Intel架构)联盟,以及英伟达GPU与 游戏 开发厂商。
微软和英特尔结成软硬件联盟,还不是为了生态上更强大?有趣的是,我们对英特尔高性能处理器不可或缺,却似乎并不惧怕微软断供Windows。为什么?
芯片毕竟还是比 *** 作系统更难。华为的案例也恰好可以说明,断供安卓,华为马上就能拿出鸿蒙“备胎”;但断供5G芯片以及处理器制造商的先进制程代工,华为就难以再拿出“备胎”。
这其实恰好说明, *** 作系统技术上的门槛,远低于生态上的门槛。
微软也并非每代 *** 作系统都能够成功。微软的 *** 作系统被很多用户吐槽为,总是成功一代之后就会失败一代,比如Windows XP之后的Vista,Win7之后的Win8,在系统好评度和装机率上,均不如上一代。目前的Win11虽然要比之前那两代失败的系统开局好一些,但也依然面临很多批评,很多用户依然在用Win10,不愿意更新升级到Win11。
本来,在微软推出不受欢迎的一代系统之时,国产 *** 作系统其实是有了更多机会在用户群中获得更多安装尝试。但哪怕在微软失败的时候,国产 *** 作系统也难以找到进攻的软肋。
如2014年4月,微软停止了对Windows XP *** 作系统提供服务支持,不仅广大用户不满意,采购了大量Windows XP的中国政府也意识到, *** 作系统受控于人的风险。
八年过去了,国产 *** 作系统在经过一系列淘汰与整合之后,市场份额还是在5%左右,没有飞跃式的提升。但好在,国产 *** 作系统的实力相比八年前更强,对于不同的处理器硬件也有了更好的兼容性。
如统信 UOS在硬件上同源异构支持 4 种架构(AMD64、AMR64、MIPS64、SW64),支持龙芯、鲲鹏、飞腾、兆芯、申威、海光六大主流国产芯片,兼容性和开放性上相比以往有了很大的进步。
而银河麒麟桌面 *** 作系统V10,同源支持四种技术路线的六大国产CPU平台,包括飞腾、鲲鹏、兆芯、海光、龙芯、申威;图形化界面兼顾用户既有的Windows系统 *** 作习惯,桌面图标、任务栏、开始菜单的分布都比较接近Windows *** 作系统,还拥有高兼容性的安卓运行环境,原生支持安卓应用。
在生态上,据报道,2020年,银河麒麟V10软硬件兼容适配总量还仅有3万余个,但发展迅速;2021年,达到了29万余个;2022年5月,已经超过42万个。
而2018年微软公布的数据就显示,仅Windows10就有超过3500万应用数量,超过175亿的软件版本,还支持1600万的硬件/驱动组合。苹果系统的应用数量也超过百万。
麒麟与微软应用数量差距甚大,但距离苹果系统的应用数量并不遥远。
“我们的目标是在2到3年内,让适配的软硬件总量达到百万级,也就是如今苹果系统的规模。”麒麟软件副总经理魏立峰在接受媒体采访时,就提出了麒麟的对标苹果百万数量级应用的目标。
其实,麒麟、统信本身也支持通过Kydroid、deepin-wine等技术安装安卓应用,Windows应用也可以通过虚拟机安装,这也能一定程度上补足系统应用数量上的不足。
对于国产 *** 作系统而言,国内政府采购维持企业的生存不是问题,要想有更好发展,就需要迈入更广阔的商用、个人使用领域。这不仅需要生态上逐渐增加应用数量,更需要中美在 *** 作系统上发生一场“一刀两断”式的分手。
但显然,除非中美之间发生不可调和的激烈冲突,美国 科技 企业是不可能主动愿意与中国“分手”的。没有极端环境下的“逼上梁山”,国产 *** 作系统在个人用户为主的桌面端(即使政府国企采购,桌面 *** 作系统也是个人使用),最多也只能作为一种替代和预防,并不能取代Windows。
写在最后
一款国产 *** 作系统好不好用,不能仅看厂商的宣传,还要看用户的实际使用体验。
为了体验国产 *** 作系统的真实效果,我们在虚拟机上分别安装了统信和麒麟的桌面 *** 作系统,并测试了简单的网页浏览和WPS办公。虽然系统底层与Windows完全不同,但在轻办公环境中,上述两款系统的 *** 作体验和Windows差别其实不大。
但这仅仅是几款软件,每一个人都会有一些特殊的办公需求,往往在常用软件之外还会安装少数几款小众软件。Windows超过3500万应用数量,仍然是一个短期甚至长期难以企及的目标。
但我们不仅要看到微软的成功,也要看到微软的失败。为了推动Windows系统在PC端与移动端的通用性,加强微软对应用的控制,微软在2016年推出了UWP应用商店。UWP应用的所有权限都能够被系统掌控,数据也只会存放到系统规定的一些目录里。只是,目前几万款UWP应用并不能满足一个完整生态的建设需求。尽管微软还没有像放弃Windows Phone那样放弃UWP,但UWP可以肯定,将成为微软又一个失败的项目。
失败,并不可怕。微软会失败,国产 *** 作系统暂时取代不了微软,更不可怕。至少,我们有了“备胎”,有了转正的可能。
中国正在培养中的软件工程师数量是远超美国的。据统计,2018年全国计算机类专业招生人数达到2935万人,2019年招生人数达3246万人,2020、2021年每年均有近3万人的增量,2022年预计招生规模会达到40万人左右。如果考虑到2022年即将进入大学的计算机专业新生,全国计算机类专业本科在校人数将超过140万。
借助中国全球最大Linux市场的份额,依托中国计算机教育体系培养出的众多软件工程师,在小范围内打造一个良性循环的国产 *** 作系统生态,其实已经在发生。
本文源自亿欧网
1、服务器 *** 作系统种类主要有四种,分别是windows服务器 *** 作系统、Linux服务器 *** 作系统、Netware服务器 *** 作系统和Unix服务器 *** 作系统。2、而常见的 *** 作系统是比较多的,有UNIX、Linux、MacOSX、Windows、iOS、Android、WP以及ChromeOS等 *** 作系统。而关于windows系统来说,也是用户比较多的一个系统,而苹果系统只能在苹果系统上应用,虽然已经有技术让苹果系统实现在一般pc上使用,但极其不稳定,很容易崩溃。
3、资料拓展:服务器 *** 作系统一般指的是安装在大型计算机上的 *** 作系统,比如Web服务器、应用服务器和数据库服务器等,是企业IT系统的基础架构平台,也是按应用领域划分的3类 *** 作系统之一(另外2种分别是桌面 *** 作系统和嵌入式 *** 作系统)。同时,服务器 *** 作系统也可以安装在个人电脑上。
现在机房最常用的服务器 *** 作系统主要集中在以下两大类:
Linux系列:Red Hat Linux,CentOS,Debian,Ubuntu等;
Windows系列:Windows Server 2003,Windows Server 2008,Windows Server 2008 r2,Windows 2012 r2等
对于这类 *** 作系统相信用过电脑的人都不会陌生,这是全球的软件开发商--Microsoft(微软)公司开发的。微软公司的Windows系统不仅在个人 *** 作系统中占有优势,它在网络 *** 作系统中也是具有非常强劲的力量。这类 *** 作系统配置在整个局域网配置中是常见的,但由于它对服务器的硬件要求较高,且稳定性能不是很高,所以微软的网络 *** 作系般只是用在中低档服务器中,高端服务器通常采用UNIX、LINUX或Solairs等非Windows *** 作系统。在局域网中,微软的网络 *** 作系统主要有:Windows NT 40 Server、Windows 2000 Server/Advance Server,以及新的Windows 2003 Server/ Advance Server等,工作站系统可以采用任一Windows或非Windows *** 作系统,包括个人 *** 作系统,如Windows 9x/ME/XP等。决定 Linux 作为服务器 OS 不二选择的是"网络效应"。“当一种产品对用户的价值随着采用相同的产品、或可兼容产品的用户增加而增大时,就出现了网络外部性。” 在具有网络效应的产业,“先下手为强”(first-moveradvantage)和“赢家通吃” (winner–take–all)是市场竞争的重要特征。[1]听起来像是 Windows 在 PC 端的优势,事实上两个完全一样。一旦大家都开始用 Linux 做服务了。丰富的服务器软件、用户都会接踵而来。新用户的使用体验会越来越美好,因为有更加丰富的软件和经验资源(资料和人)。高端种子用户composminix 是类 Unix 内核爱好者/学习者讨论组。这个用户组里的用户理解 *** 作系统原理,具备内核代码的理解,设计能力。Linus 做出 Linux 内核第一版后首先发布到了 composminix,马上引来了众多爱好者关注并贡献代码,很快得以创建 composlinux。到了92年已经能够运行 X-Windows。此后 Linux 内核代码飞速发展,全靠越来越多的内核贡献者加盟。和GNU结盟 Linux 从 001 开始就要求用户自行安装 GNU 工具。后来选择以 GPL 发行。GPL 虽然在帮助创造更好的商业软件上有些争议。但在保证源代码回馈量上却效果极佳。此时GNU Hurd 遥遥无期,社区迫切需要一个高速迭代,能用的 GPL *** 作系统内核。因此 Linux 迅速获得更多用户的支持。不论有心无心,这是第二步成功的推广——提供目标用户无可替代的必需品。同时期的 386BSD, 却因为代码和协议问题,没有获得同样推广的机会。免费的 *** 作系统 Linux 内核源代码可以免费下载。大多数 Linux 发布版本,包括 GNU/Linux 的发行版本和商业的发行版本几乎都提供免费下载服务。Internet 高速分发 软件的销售和服务,渠道有多重要,各行各业都知道。今天人人称道的 App Store 模式,就是把软件发布和更新的渠道做得最 NB,才能在短时间内就建立起基于 iOS 的生态系统, 迎来了 Mac 的第二次复兴。但是这种软件分发/更新的渠道不是苹果发明的,也不是苹果最先采用的。Linux 和其他开源软件早就知道用类似的方法分发软件。其中典型的就是几乎所有 Linux Distro 都会带的软件仓库(Software Repository )带有软件仓库的 Linux Distro, 几张 CD 不是 OS 的全部。Repositoy 才是。 这些仓库有些安装 Compile Farm 编译出的二进制包。有的提供从第三方软件网站上的源码包自动编译的脚本。在 Linux 的世界里,你不知道满地找软件或它的最新版本是个什么概念。 凭借这个技术,Linux 内核和最新的开源软件被以最快的速度分发到世界各地。CLI 用户体验 有多少人在 Windows 服务器下打开CMD, 在 Solaris 和默认的 BSD 系统下打开一个终端模拟器,面对那色盲般的界面皱紧眉头?服务器的用户也是用户,也讲究用户体验。在今天,很少有Linux Distro 会提供那么单调的 shell 提示符,会不把 ls -G 设成ls 的 alias,会不使用 readline, 会给一个 GUI 的终端模拟器那么丑的字体。如果你还不满意,还有bash, csh, zsh 等 shell 可以替换。比如截图中用的是zsh,蓝色代表用户名和主机名,的代表 git 当前分支,绿色代表当前目录。 这种不起眼的美化,使得同样用途的服务器 OS,Linux 更能抓住其用户的心。我们今天做产品讲究在满足用户价值的前提下提高视觉和交互体验,其实这些 Linux 做得都比同类服务器 OS 好。总结 正是通过以上几点,Linux 才逐渐的积累作为服务器 *** 作系统的优势。至于 Web 代理,服务器软件的丰富和高性能,都是用户规模形成之后的事了。epoll 和 NTPL 在 26 kernel 正式分发,但那时 Linux 作服务器已经势不可挡。
在任何领域,底层基础设施都是至关重要的。对于数字化 社会 ,半导体、 *** 作系统则是整个数字化生态的底层基础设施。中国在芯片和 *** 作系统上实现突破,不仅关乎国家安全,也与中国的数字化产业发展潜力息息相关。
就像一颗大树一样,根扎的越深,树才能长得越高,枝叶才能更加茂盛。从这个角度来看,华为鸿蒙的确是国之重器。上至国家部门,下至黎明百姓,都对鸿蒙寄予厚望。
需要指出的是,鸿蒙一直宣称自己是面向物联网的 *** 作系统,与安卓系统有本质的区别。事实也的确如此,鸿蒙并不是在重复造轮子,而是下一代 *** 作系统。 鸿蒙对标的不是谷歌安卓,而是谷歌的物联网 *** 作系统Fuchsia OS 。那么,鸿蒙与目前的 *** 作系统相比,先进在哪里,鸿蒙是否就是未来 *** 作系统的终点呢?
这篇文章,我们将讨论鸿蒙与目前 *** 作系统的主要差别,描绘鸿蒙想要实现的“理想国”。此外,鸿蒙目前还只是一个半成品,更先进的 *** 作系统,是云 *** 作系统。接下来,我们将展开讨论。
说明:目前很多云厂商都宣称自研了云 *** 作系统,他们所谓的云 *** 作系统,实际上是云资源管理平台,不是真正的 *** 作系统。什么才是云 *** 作系统,目前还不能给一个完整的定义。不过,真正的云 *** 作系统应该要具备以下几个特征:可以直接调度CPU,控制CPU计算进程;融合了目前的计算节点管理与单服务器 *** 作系统,在云数据中心实现计算资源的自由调度;整个 *** 作系统横跨云服务器、边缘计算服务器、智能设备三端,实现云边端的协同; *** 作系统上的应用程序主要部署在云服务器,基于云原生实现应用开发,并且一处开发,一处部署,多端接入,多端应用。
我们从 *** 作系统的本质入手来讨论其演进的内在逻辑。大体上看, *** 作系统在整个计算架构中起着承上启下的作用:对下, *** 作系统的主要作用是控制计算、存储、网络和I/O设备;对上,则支撑应用软件,协助应用软件调用计算、存储等软硬件资源。 *** 作系统还通过I/O设备实现人机交互。比如,电脑的人机交互就是鼠标+键盘作为输入,屏幕作为输出;手机的人机交互,主要的输入和输出介质都是屏幕。此外,还有摄像头、扬声器等输入输出设备。
*** 作系统的演进,核心就是针对不同的终端计算设备,来变革对软硬件资源的调用方式,更好的支撑上层应用软件,提供更友好的人机交互方式。
对数据的计算、存储、传输,是整个计算体系的核心,计算机的发展也都是围绕这三个方面来开展的。总体上,计算体系的演进是两条腿走路:一方面,芯片本身提供的计算能力在飞速发展, 以前是CPU的摩尔定律主导,现在则是以AI为核心的异构计算挑大梁,终极形态就是量子计算芯片 。存储芯片也实现了很大的技术进步,存储能力大幅提升。另一方面,传输技术尤其是无限传输技术的进步,则改变着整个计算体系的资源组织方式。最典型的就是数据传输能力的提升,拉近了数据中心与智能终端的“距离”,催生出云计算这种新的计算资源组织方式。云计算并没有提升整个体系的计算能力,而是通过重新组织提升了整个体系的资源利用效率。
传输能力并不是线性增长,而是阶梯式发展的。无限通信技术历经1G/2G/3G/4G,目前正在进行5G通信网络的建设。几年之后,整个 社会 的数据传输能力会得到一次质的飞跃。在整个计算体系中,计算、存储、传输是紧密相关的,传输能力的提升会改变计算、存储资源的组织方式。更大的带宽、更低的延迟,进一步拉近了数据中心(包括边缘计算中心)与智能终端的距离,计算、存储资源会在智能终端和数据中心之间进行重新分配。 一旦整个传输网络可以支撑数据中心和智能终端之间进行大量数据的实时传输,那么计算、存储资源就会向云端集中,终端则“退化”为一个人机交互界面 。手机、电脑的核心是人机交互,只需要保留屏幕、键盘、鼠标等输入输出设备和数据传输设备,无需再保留CPU、存储芯片(即使会保留部分计算、存储能力,低端芯片就完全够用)。智能终端输入数据,传输到云端进行计算、存储,然后传输到终端进行显示。
面对数据中心-智能终端组成的新计算体系,计算、存储、I/O进行了重新分配,在物理上分离开了。这个时候, *** 作系统就需要横跨数据中心和智能终端,根据需要调用相应的计算资源。并且,由于数据中心的服务器承担了大部分的计算、存储功能,对数据中心资源的调配则成为新 *** 作系统的核心。相对而言,对电脑、手机这些终端的调配则显得没那么重要了。
相对于安卓 *** 作系统,鸿蒙并不是重复造轮子,是有重大创新的。最核心的创新就是致力于通过软总线来替换硬总线。在以前的 *** 作系统中,无论是电脑端的Windows系统,还是手机端的Android、IOS系统,在通信线路上都是硬总线。在一整个电路板上通过物理的实体电路来连接各个计算单元(包括计算、存储、I/O),实现各部分数据的传输。
实体电路在空间上有很大限制,如果能够通过无线电磁波来进行各个计算单元的数据传输,就可以在空间上大大解放智能终端。各个计算单元不再必须安装在一个电路板上,在空间上可以实现分离。如果再通过标准化将各个计算单元进行解耦,进而实现不同计算单元的自由组合,这一下子就打开了智能计算的想象空间。如果将几台电脑、手机放在一起,对于以前的 *** 作系统,这些智能设备都是独立的个体,一个系统 *** 作一台设备,不同设备之间没有联系;而 对于鸿蒙 *** 作系统而言,他们不再是独立的设备,而是一堆可以利用的计算单元,是一堆CPU、存储,系统可以根据需要来自由组合这些计算单元 。比如,要运行一个大型 游戏 ,一台电脑的配置不够,就调动周围几台电脑、手机的CPU组成一个计算资源池,共同支撑计算需求。
除了对计算、存储资源的自由调度,软总线技术在I/O设备上有更大的应用潜力。过去几十年,由于芯片制造工艺的快速发展,总体遵循摩尔定律,计算机在CPU、存储上取得很大的提升,以至于现在一台手机提供的计算能力,就超过以前的超级计算机。但是,在I/O设备方面却进展缓慢。除了键盘、鼠标、屏幕,电脑上就增加了一个摄像头和扬声器。很长一段时间,更高像素的摄像头是智能手机厂商之间实现差异化的关键。 如果把智能计算设备与人进行类比,CPU相当于大脑,各种I/O设备相当于四肢,则计算机可谓一直处于“头脑发达,四肢简单”的状态 。
之所以会如此,就是因为不同计算单元需要用硬总线来进行连接。比如,手机摄像头必须要安装在手机上,因而摄像头不能做的很大。如果通过软总线技术,如果把摄像头“拆下来”呢?智能手机只承担核心的计算、存储、显示、交互功能,其他功能通过各种专用设备实现,然后通过电磁波将专用设备与手机连接起来,这些专用设备就像“装在手机里”一样。这种情况下,手机摄像头就解除了物理限制,可以把像素做的很高,甚至与单反相机媲美(事实上,可以直接将单反相机与手机连接起来)。更进一步,为什么不能将手机、电脑与天文望远镜连接起来呢?通过手机、电脑 *** 控望远镜,把看到的美景实时记录下来,还可以分享给好友,或者进行在线直播。
通过软总线技术,鸿蒙 *** 作系统可以让计算机的“四肢”异常的发达。 鸿蒙系统可以“穿透”智能设备,直接利用设备内部的计算、存储、感知单元。在鸿蒙的“眼里”,面对的不再是一个个独立的智能设备,而是一堆可以自由组合的计算模块。 手机、电脑,可以很轻易的与打印机、摄像机、微波炉、电视、空调、洗衣机、冰箱、 汽车 、电表、水表、体重秤、跑步机等设备进行连接。手机是“大脑”,其他设备则是“四肢”。
为什么以前没想到要用软总线来代替硬总线呢?因为以前的无线通信技术很不成熟。总体上看,通过物理线路来进行数据传输,在带宽、传输速度上还是有很大优势。软总线要替换硬总线,就必须要扩大数据传输的带宽,同时提升传输速率,降低延迟,这也是华为鸿蒙系统能否成功的关键。以目前的情况来看,鸿蒙只能说还在路上,软总线技术取得了一些突破,但要完美替换硬总线,依然还有一定距离。
依据相关数据,目前华为鸿蒙的软总线,已经达到18G的带宽、10毫秒延迟、35%的抖动。 10毫秒的延迟,对于一些实时性要求不高的业务场景还可以接受,但对于一些实时控制系统显然还是不够的。所以,鸿蒙接下来的关键就是把数据延迟压下去,把带宽提升来。 这肯定是有很大的技术难度,会涉及到WIFI、蓝牙等通信协议的大幅度修改。如果上述技术指标能够接近硬总线,鸿蒙软总线所带来的优势就会得到释放。依据华为内部的说法,他们目前正致力于攻克分布式计算,有望将软总线的时延压低到微秒级。如果真的可以实现,那鸿蒙必将大放异彩,中国的国产 *** 作系统也才迎来了真正的春天,我们拭目以待吧。
虽然鸿蒙相比于上一代 *** 作系统,已经实现了很大的进步(或者说致力于实现很大的进步,关键在于软总线是否能在时延、带宽上赶上甚至超越硬总线)。但是,鸿蒙很可能不是下一代 *** 作系统的理想形态。与鸿蒙相比,云计算 *** 作系统更具有发展潜力。
那么,云 *** 作系统与鸿蒙 *** 作系统的关键区别是什么呢?
鸿蒙虽然比安卓更进一步,但本质上还是一个本地化的 *** 作系统,核心功能也是调配终端设备的计算资源。 所以,鸿蒙需要安装在手机、电脑、电视这种终端设备上。与之相比,云 *** 作系统则是安装在数据中心的服务器上。或者说,云 *** 作系统的主体在服务器上,终端设备上的系统只是起辅助作用。
云 *** 作系统的核心也在软总线(我们暂且将其定义为软总线,即通过无线通信方式连接不同计算单元),只是其软总线的载体是5G构建的广域网;与之相比,鸿蒙软总线的核心是蓝牙、WIFI等近场通信构建的局域网。在传输领域,有线宽带和无线通信是竞合关系。在无线通信内部,1G~5G网络,也和蓝牙、WIFI存在竞合关系。上一代主要是4G网络与WIFI的竞争,下一代则是5G网络与WIFI的竞争。总体上,大家更看好5G网络。云 *** 作系统将主要建立在5G基础上,有线宽带、WIFI、蓝牙也会发挥作用。
数据的计算、存储由数据中心(包括边缘数据中心)的服务器来完成,智能终端主要保留两个功能,数据收集和人机交互。云 *** 作系统横跨云端服务器和智能终端来实现资源调配。要实现这个目标,关键是5G网络在带宽、时延、稳定性这些技术指标上能否达到硬总线的水平。与4G基站不同,5G将是宏基站与微基站(甚至更小的皮基站)相互配合,微基站或者皮基站其实就相当于室内WIFI。 从理论上来看,核心光通信网络+5G宏基站+5G微基站+皮基站,是可以实现对整个数据传输链路的全覆盖的。云 *** 作系统也必然是基于5G,将5G通信网络作为其“软总线”的载体。
当然,以上只是对理想情况的设想。 目前,无论是5G还是云计算,都还处于初级发展阶段,5G技术还没成熟,5G网络覆盖也远未完成。尤为关键的是,5G网络在带宽、延迟这些技术性能上与硬总线相比还存在不小的差距。总体上看,5G和云计算的技术发展很快,协同效应越来越明显。 通过5~10年的时间,5G的带宽、延迟指标会得到大幅度提升,5G网络的建设也基本成熟。再加上边缘计算的发展,云数据中心-边缘计算中心-智能终端,将形成紧密配合的计算体系,届时就可以支撑云 *** 作的发展。
我们不妨大胆设想一下,加入实现了云 *** 作系统,整个计算体系会面临什么样的变革。云 *** 作与原来的 *** 作系统有什么不同,与鸿蒙所代表的物联网 *** 作系统又有什么不同。云 *** 作系统可以实现鸿蒙系统的一系列设想,而且可以比鸿蒙做的更好。下面,我们来具体分析。
下一代 *** 作系统一定是面向物联网的,需要基于物联网设备来进行设计。在物联网领域有一个根本的难题——如何平衡设备智能化与成本控制?
某种程度上,计算能力就是智能程度。一个设备能够提供的算力越强,能够解决的问题就越多。计算能力的主要载体是芯片,越强的芯片越贵。 按照以往的逻辑,要对一台设备进行智能化改造,核心就是通过嵌入更强大的芯片来让其具备计算能力,这必然会大幅增加设备的成本。
在为物联网设计 *** 作系统时,有两个因素需要重点考虑:
物联网设备数量巨大,因此必须降低成本。 如果每台物联网设备都安装芯片,这样的成本是难以承受的。试想一下,台灯、冰箱、空调,甚至水表、电表,都安装CPU和存储芯片,这些设备的价格必然会大幅度上升(目前物联网设备中的各种嵌入式芯片计算能力较弱,比电脑、手机芯片所能提供的计算能力小很多,因而其智能化程度有限)。
物联网设备的核心在于感知和控制,不在于计算。 未来,不仅家庭里会有各种智能设备,城市中也会密布各种传感器来监控城市的水、电、气等供应体系的状态。这些物联设备,核心作用是传感器和控制器,一方面将感知到的图像、电压等数据传入系统,另一方面依据指令来进行相应的 *** 作,比如关闭阀门、调整摄像头角度等。
基于物联网设备的特点,要解决上述成本与智能化的矛盾,最好的办法就是将计算与感知、 *** 控分离开来:物联网终端承担数据感知和 *** 控的功能,把数据计算功能放到云端或者边缘计算端来完成。通过云 *** 作系统,物联网设备可以安心做“四肢”,而将“大脑”放在云端或边缘端的服务器上。物联网设备上不用安装昂贵的芯片,依然可以获得强大的数据计算能力,以此来实现低成本的智能化改造。
将数据计算功能从物联网终端剥离出来,还有一个很重要的作用,那就是推动物联网设备在计算上的标准化。
我们知道, *** 作系统跟计算芯片是高度耦合的。电脑上的微软 *** 作系统+英特尔芯片,手机端的安卓系统+高通芯片都是如此。 *** 作系统往往与芯片相互配合,共同演进。无论是英特尔的电脑芯片,还是高通的手机芯片,都是高度标准化的。与之不同,物联网设备中的嵌入式芯片却是各式各样、千差万别,这就为 *** 作系统的发展设置了很大的障碍。如果在芯片上不能实现统一,要用一套 *** 作系统去适配多种多样的物联网芯片,系统性能必然会大打折扣。
如果通过云边端协同的方式,把物联网设备的计算芯片统一放到云端或者边缘端的服务器上,则可以很好地解决这个问题。服务器上的芯片是可以做到高度统一的,云 *** 作系统只需要适配云服务器上的芯片。 *** 作系统是调用硬件资源来完成计算任务,如果将计算任务集中到云端,那就屏蔽了本地终端设备的差异性。在云 *** 作系统看来,无论是电脑、手机、平板还是车机、电视,本质上都是一块屏幕, *** 作起来都一样。
鸿蒙+物联网嵌入式芯片,只是一种过渡方案,终极方案还是云 *** 作系统+云端标准计算芯片的方式。当然,实现上述的云边端协同是一条漫长的道路。在未来几年内,物联网上的嵌入式芯片依然会是主流方案。 这种情况下,华为的鸿蒙系统就不得不要去兼容各种各样的嵌入式芯片,这是一个很大的难题。 不过反过来看,通过鸿蒙系统来倒逼物联网芯片的标准化,也可以推动我国芯片和物联网产业的发展,这也算鸿蒙的一大贡献。
以上从硬件计算资源的调度方面来分析云 *** 作系统的优势。下面,我们从应用软件的角度来看看云 *** 作系统可能的未来。
在计算架构中, *** 作系统与芯片耦合,应用软件则与 *** 作系统耦合。同样的一个应用软件,如果要从一个 *** 作系统迁移到另一个 *** 作系统,需要重新开发。比如电脑端的微信和手机端的微信,虽然功能都一样,腾讯却要要基于Windows和安卓系统开发两次。同样在移动端,微信也要基于苹果的IOS系统再开发一次。 功能都一样,却因为不同的 *** 作系统重复开发多次,这无疑是巨大的浪费。 试想一下,面对各式各样的物联网设备,如果软件厂商也要对不同的设备进行多次开发,那简直不能忍受。
所以,一次开发,多端适配,是物联网 *** 作系统的刚需,这也是鸿蒙尽力要实现的目标。 *** 作系统是与计算芯片耦合的,面对多样化的嵌入式物联网芯片,鸿蒙必然要做出一些个性化适配,上面承载的应用软件也要做出相应的适配,这会增加一些开发难度。如果强行屏蔽底层芯片的差异,很可能会损害系统的性能,表现出来就是系统容易卡、稳定性差。
如果是云 *** 作系统,由于计算芯片本身就是统一的,云 *** 作系统主体部署在云端服务器上。相应的,上层应用的主体也部署在云服务器上。终端设备就是一个人机交互界面,大部分情况就是一块触摸显示屏(在部分场景中再加上语音交互)。终端智能设备是一个访问云端应用的入口。无论是从手机、电脑还是电视、车机,甚至是从电冰箱、电梯广告屏幕上访问,接入的都是云端的同一个应用软件。这天然就没有应用适配的问题。
鸿蒙想要实现的是一处开发多端部署。而云 *** 作系统可以实现的是一处开发,一处部署,多端应用。这种方式,在应用软件的标准化、性能表现等方面,比多端部署的方案更优。
我们以一个应用场景来举例说明:
华为鸿蒙项目负责人在一次媒体采访中提到,鸿蒙的目标是让应用跟着人走,而不是锁定在特定的设备上。比如,当用户用手机与家人进行视频通话时,不用一直拿着手机,当用户走到客厅的时候,视频电话就自动接到电视上。这如果能实现,真的是一个很大的进步。现在的 *** 作系统,别说手机和电视打通,就是手机与平板电脑都不能打通。
在这个方案中,手机和电视都安装了鸿蒙系统,这毕竟是两个独立的设备,视频应用需要从手机传到电视上。我们用传球来做类比:面对一个运动的人,如何更好地把球传到他手里呢?目前的安卓、IOS *** 作系统,球只能锁定在一个人手里,如果用户离开这个是没办法拿到球的;鸿蒙要实现的是,有多个人进行相互传球,当用户离开A走到B附近时,A就把手里的球传给B,然后B再把球传给用户;云 *** 作系统的解决方案是,球依然只在A手里,但A站的比较远,传球能力很强,无论用户走到那里,他都可以把球直接传过去。这样,就省去了中间把球从A传到B的过程。
目前,云计算的重心,已经从基础设施的虚拟化转向云原生应用的开发。云原生应用的目标就是一处开发,多端应用。 届时,本地终端是只是一个网络接入和人机交互的设备,并不需要部署应用。每个人有特定的应用账户,这个账户与其生物特征绑定(比如人脸、指纹),从任何终端都可以轻易接入云端应用中心,真正实现应用随人走。
电脑、手机作为个人应用的私密性将大大降低。每个人的电脑、手机之所以私密性强,最关键的是很多数据存储在本地端,并且,每个人下载的应用软件也不同,桌面的布局也独具特色。自己电脑用习惯了,别人的电脑用起来就总会感觉别扭。在云 *** 作系统时代,这一切都会改变。本地终端几乎不再存储数据,别人拿着你的电脑,只要不能登录你的账户,也看不到你的任何信息。此外,云端不仅存储个人数据,也会存储你的电脑和手机桌面,你安装了什么软件,这些软件如何布局的,都可以完整的还原出来。
电脑、手机本质上就是一块屏幕,跟安装在 汽车 、冰箱、洗衣机上的屏幕没什么区别,都只是接入云数据中心的一个入口而已。 当你自己没带电脑,借用同事电脑办公时,只需登录自己的云端账户,同事电脑桌面立马跟你的一模一样。用完退出账户之后,你的一切使用记录在本地端都消失了(实际上本地端本来就没有做任何数据记录,只是一个显示屏)。你挥一挥衣袖,不带走一片云彩,你和你的同事都没有数据安全的担忧。
更进一步的,大部分设备都退化为屏幕后,设备本身的价值就大大降低了,整个智能硬件的商业模式将发生根本的变革。手机、电脑终端由于不再追求高配置的计算和存储芯片,成本大幅度降低,进而这些电子产品的价格大幅度降低。原先6000元的电脑、手机,也许只需要2000元。另一方面,消费者虽然不需要买芯片,但需要为使用芯片付费。依据对计算、存储、网络资源的消耗量,以及使用的时间来进行付费。比如,用1000元的手机可以玩王者荣耀,看4K**,但是每小时需要付费1元钱。 与企业端的云服务类似,个人消费者市场也全面进入云服务时代。
这对于用户也是有好处的:在C端的计算领域也实现“以租代售”,不用一次性付出几千元来购买昂贵的电子设备,有助于改善用户现金流;用户可以获得几乎无限的计算能力,突破单台设备的算力限制。当需要运行大型 游戏 的时候,可以获得超高的算力配置,并且只为这一段时间付费。单个用户只要愿意付费,可以通过获得目前超级计算机一样的计算能力。
如果将应用部署在云端,实现应用随人走,届时,各种触摸屏可能在城市中随处可见(毕竟,只是一块屏幕,成本比电脑要低很多),这些屏幕可以作为共享计算机。用户可以通过指纹识别、人脸识别等方式,在任何屏幕上便捷地登陆自己的云端账户,将这块屏幕变成自己的计算机。使用完毕退出账户后,设备上不会留有任何痕迹,也没有数据泄露的风险。这对于经常需要移动办公的人而言,会带来巨大的便利,他们不用再背着一台电脑到处跑,因为“电脑”随处可见,用完即走。
综上, 鸿蒙比目前的安卓系统更进一步,但依然不是最终的方案。 需要指出的是,云 *** 作系统是需要一定的前提条件的,5G网络要足够成熟强大,云边端协同体系已经完备,这需要很长的时间来完善。在这个过程中,鸿蒙系统不失为一种很好的方案。
最后,我们再来看看在云 *** 作系统领域,都有哪些玩家。大体来看,云 *** 作系统会有三类玩家:以往的 *** 作系统企业,领先的云计算企业,互联网应用巨头。
*** 作系统本身具有一定的连续性,微软、谷歌、苹果这类 *** 作系统厂商,在云 *** 作系统领域依然会是重要玩家,并且,他们依然具有很强的竞争优势。尤其是微软,其服务器 *** 作系统占据最大的市场份额,会慢慢向真正的云 *** 作系统演进。华为目前已经推出了鸿蒙,虽然鸿蒙不是终极的云 *** 作系统,但却是目前最好的物联网 *** 作系统。通过鸿蒙进化成云计算 *** 作系统,也比安卓等系统更方便。并且,鸿蒙在软总线技术上有积累,再加上华为领先的5G,华为云也具有不熟的实力,因而华为鸿蒙是未来云 *** 作系统的有力竞争者。
除了 *** 作系统企业,头部云计算巨头也是未来云 *** 作系统的有力竞争者。(再次说明下,目前云厂商所声称的云 *** 作系统,实际上是云资源管理平台,还不是真正的云 *** 作系统)。阿里云、AWS、谷歌云等,将其目前所谓的云 *** 作系统进行升级,做成真正的 *** 作系统,也未可知。
此外,还存在一类云 *** 作系统玩家,那就是个别互联网应用巨头。最典型的就是腾讯(微信),其次是阿里巴巴(钉钉)。以微信为例,通过小程序,把自己变成一个应用开发平台,微信本身 *** 作系统化。微信账户就是云 *** 作系统的账户,登陆微信然后打开各种小程序,跟登陆云桌面打开各种应用软件类似。因此,微信也是 *** 作系统的重要玩家。此外,钉钉也在逐步把自己变成开发平台,也在 *** 作系统化。
在未来的云 *** 作系统之争中,中国将是美国的有力竞争者。国内华为、阿里巴巴、腾讯,都将是重要玩家。可以预见,未来的 *** 作系统,不再只是美国的企业的天下。中国 *** 作系统的自主化,是值得期待的。
文:凝视深空 / 数据猿
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