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2019年操作系统行业回顾与发展趋势:移动互联网

发布时间:2019-11-03 08:38 发布人:和记娱乐 来源:和记h88

  操作系统(OperatingSystem,OS),是配置在计算机硬件上的第一层软件,是对硬件系统的第一次扩充,占据整个计算机系统核心地位。从1945年第一台计算机诞生至今,随着半导体技术的快速迭代,操作系统也经历了企业商用、个人计算机(PC),再到移动端三个阶段,诞生了诸如Unix、Linux、Windows、OSX、Android等操作系统。随着5G网络通信技术的不断进步,未来信息产业将朝着云计算与物联网(IoT)趋势发展,产能的爆发将为终端不同应用场景带来更多需求。

  1946年,第一台电子计算机ENIAC诞生于,ENIAC没有操作系统,其交互只是在“人-硬件”的方式下进行。20世纪50年代,晶体管出现并取代真空管,从而诞生了第二代计算机,由于功耗与体积大幅缩小、性能大幅提升,人机、CPU与I/O之间的效率矛盾日益突出,进而产生了单道、多道批处理系统、分时系统和实时系统,而分时系统也最终演化成时行的多用户多任务操作系统UNIX,以及它的变体Linux操作系统。

  根据应用场景不同,可将操作系统分为服务器、桌面和移动三大类,根据系统底层架构不同,又可将其分为Unix/OSX、Linux/Android、Windows,其中,Linux、OSX为Unix衍生变体版本、Android则是基于Linux的一个发行版本,本部分从操作系统功能演进角度,作出相应分类。

  随着超大规模集成电(VLSI)和计算机体系结构发展,市场诞生了微机操作系统配置在微型机上的系统软件。目前市场主流的微软Windows10和苹果OSX就是典型的微机操作系统。然而,追溯最早诞生的微机操作系统,却是配置在8位处理器上的CP/M。

  1973年,第一代通用8位微处理机芯片Intel8080发布,同一年,PL/M创始人GaryKildall博士开发了一个管理程序和数据程序。1974年,GaryKildall成立DigitalResearch(DR),并发布第一个微机操作系统ControlProgram-CP/MV1.3,后陆续被微机厂商采用,围绕它的软件也呈爆炸地得到开发。1977年DR公司对CP/M进行重写,使其适配Intel8080、8085、Z80等8位芯片为基础的多种微机上。1979年又推出带有硬盘管理功能的CP/M2.2版本。由于CP/M具有较好的体系结构、适应性强、可移植性强以及易学易用等优点,从而在8位微机中占据了地位,成为“标准八位机软件总线”。但是,由于芯片VLSI技术的快速发展,CP/M在向16位CPU的上错失机会,在以IBM的PC/AT以及兼容机为中心的16位个人计算机市场上,惨败给微软的DOS系统,后逐渐从市场上消失。

  1978年,微软BillGates开始为Intel8086处理器编写程序,1980年8月,盖茨与IBM签订合同,同意为IBM的PC机开发操作系统,并以5万美元价格收购QDOS操作系统。在对其进行升级后,微软于1981年发布了第一代16位机MS-DOS系统,并授权给IBM使用,第一台IBM-PC机问世。该系统在CP/M基础上进行了较大扩充,功能上有很大增强。因此,很快,装有MS-DOS系统的IBM-PC便击败了当时流行的8位机CP/M,并了DOS桌面操作系统的时代,1983年IBM推出配有Intel80286芯片的PC/AT,相应地,微软开发出MS-DOS2.0版本,它不仅能支持硬盘设备,还采用了树形目录结构文件系统。1987年微软宣布MS-DOS3.3版本。

  从1.0到3.3版本,MS-DOS都属于单用户单任务操作系统,内存被在640KB。1989年到1993年,微软又先后推出多个MS-DOS版本,它们都可以配置在Intel80386、80486等32位微机上。1995年微软停止更新MS-DOS系统,转向Windows系统开发,由于系统的优越性能受到当时用户广泛欢迎,MS-DOS成为了事实上16位单用户单任务操作系统标准。

  作为单用户单任务操作系统,无论是CP/M,还是MS-DOS,都只能在同一时间处理一个程序。单用户多任务操作系统,指仅允许单用户上机,但允许用户把程序分为若干个任务并发执行,进而有效改善系统性能。目前在32位微机上配置的操作系统基本上都是单用户多任务操作系统,其中,最具代表性的是微软的Windows系列。

  1985年,微软尝试推出第一款图形操作系统Windows1.0,微软操作系统从此进入单用户多任务阶段,1985、1987年微软分别推出Windows1.0和Windows2.0,由于当时硬件平台只支持16位处理器,对Windows1.0和2.0不能很好支持,1990年,微软针对人机交互界面、内存管理都进行了改进,同时添加了多国语版本,迅速占领市场,至1993年,微软针对Intel386和486等32位Windows3.1推出时,Windows已成为微型计算机的主流操作系统。

  1995年,微软推出Windows95,较之以前的Windows3.1有许多重大改进,采用了全32位处理技术,并兼容旧的16位应用程序,使应用开发有了很好的延续,同时,在该系统中还集成了支持Internet网络功能。1998年又推出95的改进版Windows98,是最后一个仍兼容以前16位应用程序的Windows,其最主要的改进是把微软公司自己开发的Internet浏览器整合到系统中,方便用户上网浏览,另一个特点是增加对多的支持。2001年微软发布了32位版本的WindowsXP,同时提供家用和商业工作站两个版本,成为当时使用最广泛的个人操作系统。同年,还发布了64位WindowsXP。

  桌面操作系统领域,微软在长达近30年的时间里,几乎垄断市场,在中高端服务器领域及移动、嵌入式设备领域,则以Unix/Linux为主导。无论是苹果的OSX、iOS,还是谷歌的Android,从本源与设计哲学上来说,都脱胎于Unix。

  多用户多任务操作系统:允许多个用户通过各自的终端使用同一台机器、共享主机系统中的各种资源,从而每个用户程序可进一步分为几个任务,使之并发执行,以进一步提高资源利用率和系统吞吐量的操作系统。

  Unix诞生于美国Bell实验室。1965年,贝尔实验室开始一项由通用电气(GE)和麻省理工学院(MIT)合作的MULTICS计划建立一套多用户、多任务、多层次的操作系统。至1969年,因计划进度慢,项目被暂停下来,次年,KenThompson将系统移植入PDP-7机上,Unix操作系统雏形就此诞生,由于只能支持两位使用者,故有人称之为“UNiplexedInformationandComputingService,UNICS”,取音为“UNIX”,也因此,1970年被视为“Unix元年”。

  由于Unix在开发过程中,没有任何商业管理制度,从诞生于AT&T公司到1979年UnixVersion7,其源码都是属于半公开状态允许Unix源码为各大学教学使用。到了20世纪70年代,AT&T注意到Unix商业价值,在UnixVersion7之后,开始大学使用源码,包括教学使用。

  苹果MacOSX、iOS从系统底层架构上,也延续了Unix的设计思想与研究,其直接继承了BSD许多设计。IBM的AIX,惠普的HP-UX和SUN公司的Solaris系统,都常重要的服务器操作系统,其安全性、稳定性与可靠性,得到了市场的普遍认可,是中高端服务器的主要参与者。

  深刻改变操作系统市场的一个系统,是UNIX的一个重要变种,最初是由大学生LinusTorvalds针对Intel80386开发而来,是一套完全免费和的类Unix操作系统。Linux基于POSIX和Unix的多用户、多任务、多线程和多处理器设计哲学,支持32位和64位硬件,同时还继承了Unix以网络为核心的设计思想,是一个性能稳定的多用户网络操作系统。

  系统中的所有都是文件,包括命令、硬件和软件设备、进程等,对于操作系统内核而言,这些都被视为拥有各自特性或类型的文件。

  用户可以通过网络或其他途径免费获得,可任意修改其源码,只要符合GPL,就可以参与到开源项目的发展中,这极大地加快了Linux的与对漏洞发现的效率,增加了系统的安全性与稳定性。

  系统可以通过模拟器(如Wine)运行DOS、Windows程序,为相关应用,如专业软件、QQ、微信等短期生态短缺提供了一种临时性解决方案。

  经过全球开发者共同努力,Linux操作系统各大主流发行版本几乎支持所有主流处理器,硬件驱动也日益完善,由于Linux内核的精简、高效与网络设计,使得Linux操作系统适用于各类掌上电脑、机顶盒、汽车电子或游戏机中。其中,Android市场的打开最成功。

  当前,Linux在全球已经有成百上千个发行版本,任何个人或者机构,只要对Linux加入GPL开源协议,都可以对内核进行编译。并且,即使发行版本众多,但系统所采用的内核仍是统一的。

  尽管开源操作系统为世界提供了Windows之外的另一个选择,很好地支持了从大型机到中小型机等各类设备,但在消费领域,却没有像微软一样,出现一款成熟的商业桌面系统。一个原因是,没有成熟的商业管理进行运作,生态缺位,无法形成统一的标准与专业团队;另一个原因是,混乱的发行版本,提高了软件开发商的研发难度,增加了研发成本。

  操作系统是承接硬件与应用软件的载体,具有典型的平台化与规模化效应,与之对应,是规模化效应反向带来的标准化,这从Windows成功地从Unix/Linux竞争中胜出,以及Android/iOS在WindowsPhoneOS/Symbian中脱颖而出可见一斑。Linux在开源与经济角度,优于MSWindows,但由于没有巨头背书,统一标准,导致发行版本混杂,且原生生态不足与用户体量都无法与Windows抗衡,因而更无法吸引下游开发厂商为其开发应用,生态与标准是掣肘Linux的主要原因。市场竞争格局。

  根据调查数据显示,截至2019年8月,全球桌面操作系统市场中,Windows市场占有率高达78.32%,远高于其他操作系统,位居第二名的是苹果公司OSX,其市占率为13.22%,Linux、ChromeOS位列第三、四名,占1.72%、0.86%市场。

  尽管Windows至今仍有着近乎垄断的地位,但是,操作系统市场竞争格局正在发生变化。过去10年,Windows操作系统的市占率快速下滑,2009年,Windows以94.73%的市场地位,绝对垄断着操作系统行业,10年间,市场份额持续下滑近20%,其中,主要竞争对手来自于苹果公司的OSX,贡献了9%的市场份额。细分市场,美国方面的变化则更为显著。早在2009年,苹果OSX即占了美国操作系统市场10%份额,10年间,Windows持续走弱、OSX继续走强。截至2019年8月,Windows仅占有美国PC市场1/3左右的市场份额,苹果则接近1/5,其他操作系统,如Linux、ChromeOS等,则占据剩下的12%份额。

  谷歌ChromeOS在美国有一定市场地位,其市场占有率高达4.82%,高于Linux的1.49%,ChromeOS作为基于Linux而来的开源操作系统,主要发力教育领域,旨在打造一款基于Web的云操作系统,随着5G通信技术的不断落地,ChromeOS或许会在未来占据更多的市场空间。

  中国市场,依旧是微软Windows单家独大。截至2019年8月,Windows与OSX占据市场超过94.75%,Linux仅占0.79%的市场份额,Wintel架构之外的桌面操作系统具有巨大的市场潜力。

  Android是一种基于Linux的及源代码的操作系统。主要使用于移动设备,如智能手机和平板电脑,由Google公司和手机联盟领导及开发。

  Android操作系统最初由AndyRubin开发,主要支持手机,后来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。

  iOS是由苹果公司开发的移动操作系统。iOS与苹果的macOS操作系统一样,属于类Unix的商业操作系统,其最初是设计给iPhone使用的,后来陆续套用到iPodtouch、iPad以及AppleTV等产品上。

  从宏观上讲,Android和iOS最大的不同是前者底层是Linux系统,后者是苹果特有的封装系统。苹果特有的系统能够在相同配置下,在显示、动画和运行效率上都优于Android系统。另外一个区别是,Android是开源,可以拥有更多的和创造力;iOS闭源,提供标准化规则和质量。

  相关报告:智研咨询发布的《2019-2025年中国操作系统行业市场潜力分析及投资方向研究报告》

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