國內(nèi)操作系統(tǒng)OS分析（上）

一．操作系統(tǒng)（OS）概述

操作系統(tǒng)（OS，Operating System），是管理、控制計算機軟硬件資源的計算機程序，并為用戶提供一個與系統(tǒng)交互的操作界面。OS是配置在計算機硬件上的第一層軟件，是計算機系統(tǒng)的核心與基石。
核心功能：操作控制與資源管理、硬件設(shè)備驅(qū)動、應(yīng)用接口調(diào)用。（包括進程管理、作業(yè)管理、文件管理、存儲管理、設(shè)備管理、網(wǎng)絡(luò)管理等。）
操作系統(tǒng)是計算機的靈魂，目前國外操作系統(tǒng)品牌幾乎壟斷了巨大的中國市場，其中在桌面端、移動端的市占率分別超過94.75%、98.86%。根據(jù)Gartner的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2018年中國的操作系統(tǒng)市場容量在189億以上，其中國外操作系統(tǒng)品牌幾乎在中國市場處于壟斷地位。

截至2019年8月，在中國的桌面操作系統(tǒng)市場領(lǐng)域，微軟Windows的市占率87.66%，蘋果OSX的市占率為7.09%，合計為94.75%；在中國的移動操作系統(tǒng)市場領(lǐng)域，谷歌Android的市占率為75.98%，蘋果iOS的市占率為22.88%，合計為98.86%。

核心構(gòu)件: 【內(nèi)核】+【進程、線程、管程、類程】

在開源操作系統(tǒng)生態(tài)不斷成熟的背景下，中國的國產(chǎn)操作系統(tǒng)依托開源生態(tài)和政策東風(fēng)正快速崛起，市場潛力巨大，未來發(fā)展前景值得期待。中國桌面操作系統(tǒng)當(dāng)前呈現(xiàn)兩大特征：
· 一是Windows+Intel架構(gòu)依舊統(tǒng)治著整個民用市場
· 二是Wintel閉源架構(gòu)從趨勢上來看，正面臨以Linux為代表的日趨成熟的開源生態(tài)的挑戰(zhàn)。
中國的操作系統(tǒng)國產(chǎn)化浪潮源于20世紀末，歷經(jīng)二十余年，厚積薄發(fā)、屢敗屢戰(zhàn)。目前，依托開源生態(tài)以及政策東風(fēng)，正快速崛起，涌現(xiàn)出了一大批以Linux為主要架構(gòu)為國產(chǎn)操作系統(tǒng)，如中標麒麟、銀河麒麟、深度Deepin、華為鴻蒙等，未來的廣闊發(fā)展前景值得期待。

在國產(chǎn)操作系統(tǒng)廠商中，目前中標麒麟、銀河麒麟、深度Deepin、華為鴻蒙各有所長，在競合中不斷加大國產(chǎn)廠商的市場話語權(quán)和占有率。其中：
· 中標麒麟在政務(wù)市場領(lǐng)域具有領(lǐng)先優(yōu)勢；
· 銀河麒麟在軍隊市場領(lǐng)域的資源深厚；
· 深度Deepin長期在國際開源排名中處于前12名，且近日與華為Magicbook合作推出首款基于Deepin的筆記本電腦，正式試水民用市場；
· 華為鴻蒙在5G時代的IOT領(lǐng)域具有巨大先發(fā)優(yōu)勢。
二．操作系統(tǒng)演進
2.1 桌面霸主Windows單用戶多任務(wù)OS
作為單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)，無論是CP/M，還是MS-DOS，都只能在同一時間處理一個程序。單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)，指僅允許單用戶上機，但允許用戶把程序分為若干個任務(wù)并發(fā)執(zhí)行，進而有效改善系統(tǒng)性能。目前在32 位微機上配置的操作系統(tǒng)基本上都是單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)，其中，最具代表性的是微軟的Windows系列。
1985年，微軟嘗試推出第一款圖形操作系統(tǒng)Windows 1.0，微軟操作系統(tǒng)從此進入單用戶多任務(wù)階段，1985 、1987 年微軟分別推出Windows 1.0和Windows 2.0，由于當(dāng)時硬件平臺只支持16 位處理器，對Windows 1.0 和2.0不能很好支持，1990年，微軟針對人機交互界面、內(nèi)存管理都進行了改進，同時添加了多國語版本，迅速占領(lǐng)市場，至1993年，微軟針對Intel 386和486等32位Windows 3.1推出時，Windows已成為微型計算機的主流操作系統(tǒng)。

1995年，微軟推出Windows 95，較之以前的Windows 3.1有許多重大改進，采用了全32 位處理技術(shù)，并兼容舊的16位應(yīng)用程序，使應(yīng)用開發(fā)有了很好的延續(xù)，同時，在該系統(tǒng)中還集成了支持Internet 網(wǎng)絡(luò)功能。
1998 年又推出95的改進版Windows 98，是最后一個仍兼容以前16 位應(yīng)用程序的Windows，其最主要的改進是把微軟公司自己開發(fā)的 Internet 瀏覽器整合到系統(tǒng)中，方便用戶上網(wǎng)瀏覽，另一個特點是增加對多媒體的支持。2001年微軟發(fā)布了32 位版本的Windows
XP，同時提供家用和商業(yè)工作站兩個版本，成為當(dāng)時使用最廣泛的個人操作系統(tǒng)。同年，還發(fā)布了64位Windows XP。



2.2 Unix/BSD/Linux多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)
桌面操作系統(tǒng)領(lǐng)域，微軟在長達近30年的時間里，幾乎壟斷市場，在中高端服務(wù)器領(lǐng)域及移動、嵌入式設(shè)備領(lǐng)域，則以Unix/Linux為主導(dǎo)。無論是蘋果的OS X、iOS，還是谷歌的Android，從本源與設(shè)計哲學(xué)上來說，都脫胎于Unix。
多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)：允許多個用戶通過各自的終端使用同一臺機器、共享主機系統(tǒng)中的各種資源，從而每個用戶程序可進一步分為幾個任務(wù)，使之并發(fā)執(zhí)行，以進一步提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐量的操作系統(tǒng)。
Unix OS是此類操作系統(tǒng)的典型代表，在大、中和小型機中所配置的，多數(shù)是多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)。隨著開源免費的Unix/Linux系統(tǒng)及其衍生版本出現(xiàn)，Unix/Linux在個人電腦上也迅速流行起來，其中Unix版本包括OpenBSD、NetBSD、FreeBSD、OpenSolaris等，Linux包括Debian、Mint、Ubuntu、Fedora、OpenSUSE、CentOS、ArchLinux、Red
Hat等。國產(chǎn)本土化操作系統(tǒng)，發(fā)軔于1999年，且多數(shù)是基于Linux進行的二次開發(fā)，目前市場比較流行的諸如Deepin、Ubuntu Kylin、NeoKylin，皆由此而來。
UNIX操作系統(tǒng)
Unix誕生于美國Bell實驗室。1965年，貝爾實驗室開始一項由通用電氣（GE）和麻省理工學(xué)院（MIT）合作的MULTICS計劃——建立一套多用戶、多任務(wù)、多層次的操作系統(tǒng)。至1969年，因計劃進度慢，項目被暫停下來，次年，Ken Thompson將系統(tǒng)移植入PDP－7機上，Unix操作系統(tǒng)雛形就此誕生，由于只能支持兩位使用者，故有人稱之為“UNiplexed Information and Computing Service，UNICS”，取音為“UNIX”，也因此，1970年被視為“Unix元年”。
由于Unix在開發(fā)過程中，沒有任何商業(yè)管理制度，從誕生于AT&T公司到1979年Unix Version 7，其源碼都是屬于半公開狀態(tài)——允許Unix源碼為各大學(xué)教學(xué)使用。到了20世紀70年代，AT&T注意到Unix商業(yè)價值，在 Unix Version 7之后，開始禁止大學(xué)使用源碼，包括教學(xué)使用。
1980年，Unix源代碼不再對外開放，Unix操作系統(tǒng)因此裂變成為兩條主線：一個是AT&T的商業(yè)版本，另一個則是Berkeley開發(fā)的半開源BSD（Berkeley Software Distribution） Unix。前者衍生出微軟Xenix、IBM的AIX、Sun的Solaris和惠普的HP-UX，后者則衍生出Sun OS、NexTSTEP等。
Xenix：1980年前后，微軟與SCO公司聯(lián)合將UNIX Version 7移植到Motorola 公司的MC 680xx微機上，后來又將其簡化移植到Intel 8080 上，稱之為Xenix。后SCO將SCO-Xenix改為SCO Unix，漸漸成為微機版Unix主流操作系統(tǒng)。

Solaris OS：SUN 公司于1982 年推出的運行在Motorola 680x0 平臺上的UNIX OS。1988年，發(fā)布SUN OS 4.0，把運行平臺從早期的Motorola 680x0平臺遷移到SPARC平臺，并支持Intel 8086。1992年SUN發(fā)布了Solaris2.0。1998年開始，Sun公司推64位操作系統(tǒng)Solaris 2.7和2.8，這幾款操作系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)特性、互操作性、兼容性以及易于配置和管理方面均有很大的提高。

此外 ，蘋果Mac OS X、iOS從系統(tǒng)底層架構(gòu)上，也延續(xù)了Unix的設(shè)計思想與研究成果，其直接繼承了BSD許多設(shè)計理念。IBM的AIX，惠普的HP-UX和SUN公司的Solaris系統(tǒng)，都是非常重要的服務(wù)器操作系統(tǒng)，其安全性、穩(wěn)定性與可靠性，得到了市場的普遍認可，是中高端服務(wù)器的主要參與者。

Linux操作系統(tǒng)

深刻改變操作系統(tǒng)市場的一個系統(tǒng)，是UNIX的一個重要變種，最初是由芬蘭大學(xué)生Linus Torvalds 針對Intel 80386 開發(fā)而來，是一套完全免費和自由傳播的類Unix操作系統(tǒng)。Linux基于POSIX和Unix的多用戶、多任務(wù)、多線程和多處理器設(shè)計哲學(xué)，支持32位和64位硬件，同時還繼承了Unix以網(wǎng)絡(luò)為核心的設(shè)計思想，是一個性能穩(wěn)定的多用戶網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

Linux操作系統(tǒng)采用了與Unix幾乎完全一致的體系結(jié)構(gòu)，具有類似的設(shè)計哲學(xué)：
1）一切都是文件，每個軟件都有確定用途：系統(tǒng)中的所有都是文件，包括命令、硬件和軟件設(shè)備、進程等，對于操作系統(tǒng)內(nèi)核而言，這些都被視為擁有各自特性或類型的文件。
2）完全免費，源碼符合GNU General Public License（GPL）協(xié)議：用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)或其他途徑免費獲得，可任意修改其源碼，只要符合GPL規(guī)定，就可以參與到開源項目的發(fā)展中，這極大地加快了Linux的傳播與對漏洞發(fā)現(xiàn)的效率，增加了系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。
3）兼容POSIX1.0標準：系統(tǒng)可以通過模擬器（如Wine）運行DOS、Windows程序，為相關(guān)應(yīng)用，如專業(yè)軟件、QQ、微信等短期生態(tài)短缺提供了一種臨時性解決方案。
4）廣泛支持各類硬件平臺：經(jīng)過全球開發(fā)者共同努力，Linux操作系統(tǒng)各大主流發(fā)行版本幾乎支持所有主流處理器，硬件驅(qū)動也日益完善，由于Linux內(nèi)核的精簡、高效與網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，使得Linux操作系統(tǒng)適用于各類掌上電腦、機頂盒、汽車電子或游戲機中。其中，Android市場的打開最成功。

當(dāng)前，Linux在全球已經(jīng)有成百上千個發(fā)行版本，任何個人或者機構(gòu)，只要對Linux加入GPL開源協(xié)議，都可以對內(nèi)核進行編譯。并且，即使發(fā)行版眾多，但系統(tǒng)所采用的內(nèi)核仍是統(tǒng)一的。

盡管開源操作系統(tǒng)為世界提供了Windows之外的另一個選擇，很好地支持了從大型機到中小型機等各類設(shè)備，但在消費領(lǐng)域，卻沒有像微軟一樣，出現(xiàn)一款成熟的商業(yè)桌面系統(tǒng)。一個原因是，沒有成熟的商業(yè)管理進行運作，生態(tài)缺位，無法形成統(tǒng)一的標準與專業(yè)團隊；另一個原因是，混亂的發(fā)行版本，提高了軟件開發(fā)商的研發(fā)難度，增加了研發(fā)成本。

三. 操作系統(tǒng)近三十年格局演進
操作系統(tǒng)因計算機而生，并隨著計算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展而不斷迭代更新。從硬件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信變革角度，可將操作系統(tǒng)進化史劃分為四個階段：第一階段，政企軍工；第二階段，微機桌面；第三階段，移動互聯(lián)；以及正在迎來的第四個階段，萬物互聯(lián)（A-IoT）。
微機受益于摩爾定律與互聯(lián)網(wǎng)，從而誕生了Windows，壟斷桌面操作系統(tǒng)達30多年。受益于3G/4G的快速發(fā)展，手機與平板等移動設(shè)備迅速普及，由此催生了Android與iOS等優(yōu)秀的操作系統(tǒng)。隨著5G商用落地，信息時代正在進入第四個階段——萬物互聯(lián)（A-IoT）時代。

3.1 Windows+Intel強壟斷時代
操作系統(tǒng)是承接硬件與應(yīng)用軟件的載體,具有典型的平臺化與規(guī)模化效應(yīng),與之對應(yīng),是規(guī)模化效應(yīng)反向帶來的標準化，這從Windows成功地從Unix/Linux競爭中勝出,以及Android/iOS在Windows
Phone OS/Symbian中脫穎而出可見一斑。
Linux在開源自由與經(jīng)濟角度,優(yōu)于MS Windows,但由于沒有巨頭背書，統(tǒng)一標準,導(dǎo)致發(fā)行版本混雜，且原生生態(tài)不足與用戶體量都無法與Windows抗衡，因而更無法吸引下游開發(fā)廠商為其開發(fā)應(yīng)用，生態(tài)與標準是掣肘Linux的主要原因。
市場競爭格局
根據(jù)Statcounter顯示，截至2019年8月，全球桌面操作系統(tǒng)市場中，Windows市場占有率高達78.32%，遠高于其他操作系統(tǒng)，位居第二名的是蘋果公司OSX，其市占率為13.22%，Linux、ChromeOS位列第三、四名，占1.72%、0.86%市場。


盡管Windows至今仍有著近乎壟斷的地位，但是，操作系統(tǒng)市場競爭格局正在發(fā)生變化。過去10年，Windows操作系統(tǒng)的市占率快速下滑，2009年，Windows以94.73%的市場地位，絕對壟斷著操作系統(tǒng)行業(yè)，10年間，市場份額持續(xù)下滑近20%，其中，主要競爭對手來自于蘋果公司的OSX，貢獻了9%的市場份額。

細分市場，美國方面的變化則更為顯著。早在2009年，蘋果OSX即占了美國操作系統(tǒng)市場10%份額，10年間，Windows持續(xù)走弱、OSX繼續(xù)走強。截至2019年8月，Windows僅占有美國PC市場1/3左右的市場份額，蘋果則接近1/5，其他操作系統(tǒng)，如Linux、Chrome
OS等，則占據(jù)剩下的12%份額。


谷歌ChromeOS在美國有一定市場地位，其市場占有率高達4.82%，高于Linux的1.49%，ChromeOS作為基于Linux而來的開源操作系統(tǒng)，主要發(fā)力教育領(lǐng)域，旨在打造一款基于Web的云操作系統(tǒng)，隨著5G通信技術(shù)的不斷落地，Chrome OS或許會在未來占據(jù)更多的市場空間。

中國市場，依舊是微軟Windows單家獨大。截至2019年8月，Windows與OS X占據(jù)市場超過94.75%，Linux僅占0.79%的市場份額，Wintel架構(gòu)之外的桌面操作系統(tǒng)具有巨大的市場潛力。

總結(jié)

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