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  自 1946 年榜首台核算机诞生以来，人类开端走向数字化时代，1956 年呈现榜首代批处理系统——GM-NAA I/O，时至今日核算机与操作系统阅历了五十多年的随同式展开，人们开端越来越习气核算机技能为日子、作业、学习以及文娱所带来的五光十色的体会。

  从智能手表到手机，从平板电脑、笔记本到台式电脑，以及现在简直悉数在线的运用软件背面存在的许多服务器设备，人们每天频频地运用上面的运用协助自己完结日常日子、作业任务。操作系统作为支撑核算机有序运转的底层根底技能，现已成为信息化时代一台核算机的魂灵地点，而魂灵往往是最难以被触及的。

  “我国信息工业缺芯少魂”——早在 1999 年我国科学院院士，时任科技部部长的徐冠华先生就曾指出这一中心问题。二十多年后的今日，面对中心技能封闭的危险，我国信息工业的芯(芯片)与魂(操作系统)正在发生着剧烈的改动。

  尽管操作系统在运用场景中面向用户的存在感并不高，但却是必不可少的根技能，正是操作系统使得人机交互功率与体会一向不断进步展开，乃至影响着核算机技能、互联网技能的展开方向。

  以现在的运用场景，通用终端首要包含个人核算机、服务器、平板电脑、智能手机，以 Windows、OS X、LinuxiOSAndroid为首要操作系统。在移动互联网时代，Android、iOS 等移动操作系统现已赶超个人核算机、服务器等终端操作系统的商场份额。

  而在这些终端设备的运用环境中，操作系统因为其根底特色，革新周期相较其上的运用更绵长，技能展开更缓慢，追求得更多的是安稳和安全，以保证用户在其上平稳的设备布置运用各类运用软件。用户对操作系统的感知度相对较低，商场对操作系统范畴的改动并不灵敏，各操作系统厂商的首要研制投入方向也悄然地发生着改动。

  2021 年 12 月，市值一度超越苹果公司，成为市值榜首的微软，在 2021 年 Q4 财报中，服务器和云服务营收增加 26%，其间 Azure 云服务收入增加达 50%，估计在 2022 年收入规划超越旗下 Office，成为微软最大收入来历。在新技能方面，微软一向对其 MR 产品 Hololens 十分重视，而在云服务项目上，也正在计划供给云端 Rigetti超导量子核算机服务，传统 PC 操作系统现已逐渐退出微软公司的榜首事务战线。

  苹果公司在 OS X 和 iOS 的投入现在并不明亮，但一向以来，苹果公司都致力于新范畴的探究，Apple Class、Apple Car 以及 Apple Watch 等新式智能设备的研制投入巨大。操作系统尽管仍是苹果公司的重要产品，但以苹果公司的营收形式来看，操作系统并不能直接为其带来收入，所以新的智能设备或许是苹果公司愈加重视的方向。

  Android 系统为移动互联网时代带来了昌盛，其敞开自在的形式让更多开发者投入其间，各大手机厂商也依托 Android 生态来构建自己的移动设备(包含平板电脑)，但众所周知的是，谷歌一向以来并不仰赖 Android 为收入点，谷歌的搜索引擎及广告仍然是其首要的收入来历。而在技能探究上，谷歌在云核算、人工智能等方面一向有着重度的研制探究，在量子核算、人工智能等方面有着抢先全球的技能优势。

  Linux 系统方面，作为开源的操作系统，其最闻名的商业公司 RedHat 简直一家独大，其首要成功点在于无法仿照的商业形式。在曩昔十年里，RedHat 从出售企业版 Linux，展开至今，现已包含存储、中间件、虚拟化、云核算范畴，都是依托像企业版 Linux 相同的流程，完结了“红帽”系产品阵列，RedHat 现已不再是一家单纯的 Linux 操作系统公司。

  而在 Linux 的上层社区，Linux Kernel 开源社区的技能生态也不达观。Linux Kernel 的创始者 Linus Torvalds 在一次关于 Linux 内核保护的未来评论中，曾说到“在他们这批 Linux 内核保护者老去之后，很难再找到新的继任者，因为在许多年青开发者看来，Linux 内核项目并不那么风趣。”而 Linux 基金会也正在全力展开云原生基金会(CNCF)，这为整个云核算生态带来了很大的推动和影响，也预示着在云端底层技能的展开方向。

  2021 年，普华根底软件也发布了三款面向云端的新式产品：普华太极服务器操作系统、普华太初如此管渠道以及普华太易智能运维渠道。支撑国内要害职业的云端事务展开，构建主动化、数字化的云端底座。

  在智能设备方向上，操作系统仍然担任着最重要的根底支撑效果。智能设备首要包含智能可穿戴设备、智能家居电器以及专业范畴的智能机具，现在首要运用 Linux、Android 以及RTOS为底层操作系统。

  在智能设备环境中，针对运用场景和硬件的非标准化情况，操作系统需求针对性的进行修正、取舍，用户在此类环境中对操作系统的感知愈加单薄。体会感知更多的是专用的运用软件，例如智能手表中的时刻、心率监测以及 GPS，扫地机器人的主动寻路、遥控以及空气墙功用。专业范畴更是针对特定场景的定制化运用，例如人脸辨认挂号系统、银行主动发卡系统等。

  在云核算环境下，操作系统首要会集在服务器层面，而现在全球服务器的系统支撑首要依托 Linux 的各种发行版。在全球云核算服务商场份额榜首的 Amazon EC2 上，各类 Linux 发行版别掩盖了 92% 的核算实例，Windows Server 只占 8%，而在全球最强的 500 台超级核算机名单中，Linux 操作系统占有了 498 台，其他两台是运转 Unix 的AIX。

  在网络时代的今日，简直一切的运用和服务都现已衔接云端，人们对服务器的需求量逐渐增大，这些服务器以及上面承载的信息好像空气相同现已全面掩盖到了人类世界的每一个旮旯，而也正如空气相同，终端用户对服务器及其之上的操作系统很难感知，人们议论更多的是网络传输的速率、网络服务的内容。

  20 年间，跟着运用技能的展开，在不同的运用环境中，操作系统作为底层技能现已成为人们习以为常的根底软件渠道，那么，操作系统技能的展开是否会因为用户感知的疏忽而阻滞不前呢?

  答案是否定的，尽管操作系统在表层的闪现上逐渐下降，可是底层技能的展开从未中止，仍旧如火如荼。

  核算机技能架构中，操作系统置于以芯片为中心的根底硬件层之上。2021 年，芯片范畴技能发生了剧烈的改动，随之而来的是对操作系统需求的改动。

  2020 年 11 月 11 日，苹果发布了最新的 M1 芯片，并搭载到苹果多个桌面渠道产品。M1 芯片并非传统含义的CPU，实际上是一颗 SoC 芯片(System on Chip，系统级芯片)，这是一种芯片级高度集成的处理器，能够大幅下降系统功耗，运转速度也是芯片级的进步，这为苹果的用户带来了史无前例的体会。

  但要做到苹果 M1 芯片这样的水平，门槛是极高的。首要苹果产品具有完整地生态和供应链，在封闭系统下的软硬件技能堆集以及足够的研制投入，当然这并不是苹果公司首创的绝技，实际上在移动终端范畴早就运用了这样的技能形式，例如智能手机的芯片。

  核算机技能一向以来都是算力不断扩展→紧缩→集成→扩展→再紧缩→集成的循环展开形式，世界榜首台 CPU 占地 170 平米，重达 30 吨，每秒运算 5000 次，而现在一颗苹果 M1 芯片每秒运算高达 11 万亿次。在这过程中，操作系统现已发生了天翻地覆的改动。

  在传统 CPU 形式下，操作系统是置于硬件之上的系统，而现在在 SoC 芯片的部分运用场景下，操作系统乃至现已开端集成至芯片内，这对算力的压榨又进了一步。

  根底硬件算力的进步，操作系统技能的下沉，将呈现高度集成的高算力核算架构，仍是会诞生传统操作系统之上的新式操作系统? 皆有或许。

  在高度集成的想象下，芯片中仅针对实时需求的算力传输集成取舍的操作系统，能够大幅增加专用方向的核算才能，例如 AI 算力、数据库加速等，而在通用运用场景中仍然继续运用传统操作系统。

  假如将传统操作系统结合芯片技能展开，直接集成在底层芯片中，上层操作系统的建造或许会愈加贴合新的交互形状，例如人工智能操作系统、虚拟实际操作系统等，而这些都是现在商场环境急需的新式系统。

  假如我们直接确认传统桌面和服务器处理器技能应阻滞不前，也不客观。中央处理器(CPU) 仍是当时芯片技能的领导者，在传统核算机形式下，CPU 的制作工艺、架构规划以及硬件功用的发掘等技能方向仍在不断推动，可是其生态形式与苹果公司推广 SoC 芯片的技能方向不同巨大，传统 CPU 形式很难敏捷追逐。

  近几年 NVIDIA 预收买ARMAMD收买 Xilinx，Intel推出 oneAPI，都是瞄定了异构核算的方向。因为正向前文所说的，新一轮的算力紧缩集成现已开端了，操作系统也必将在这个过程中发生改动，但终究形状会是怎样的，现在还并不明亮。

  我们探讨了底层硬件技能的展开改动，而终端设备层是否也正发生改动呢?现在市面上首要的终端设备包含传统核算机(桌面和服务器)、移动设备(平板电脑和智能手机)、智能设备(可穿戴设备、智能家居以及专用范畴终端)等。

  个人认为，传统核算机在桌面层的底层架构及技能近 30 年并没有发生过实质性的改动，严格遵守着冯. 诺依曼核算结构，仅仅从运算、存储、传输方面的功用不断进步(当然GPU技能或许是个新的改动，但不影响中心架构)，操作系统并没有革命性的立异与改动。

  2021 年，时隔六年 Windows 11 正式发布，选用了全新的界面规划言语，但底层的交互逻辑与功用并未发生巨大改动，实际上 Windows 多年的更新过程中，中心才能与当年的 Windows 95 比较，除了界面的改动，在实质上没有任何差异。而在服务器上命令行运用场景下，Linux 系统的实质改动更是少得不幸，更多的是对硬件的兼容性和包容性的加强，以及对硬件功用及安稳性的保护。

  在移动端方面，Android 与 iOS 发布近 15 年来，在操作系统界面、自带运用方面都有着较多改动，结合智能手机设备引领着全球迈入移动互联网时代。但在底层技能方面仍然接连着初始架构，Android 是依据 Linux 内核开发而来，iOS 是依据 Unix，现在依据两大移动端操作系统的版别迭代来看，现已逐渐走向安稳保护的阶段。

  风趣的是在通用终端方面的改动。2021 年，各大操作系统公司都在加强对新终端系统及产品的曝光和宣布。苹果公司进一步确认了 Apple Car 和 Apple Glass 的研制计划，并对上市时刻有了进一步的泄漏，2021 年外媒爆料 Apple Car 方针在 2025 年面世，并以全主动驾驭为方针。

  在轿车工业 ，主动驾驭集成了人工智能、数据交互、高精度定位、车载终端、多传感器交融技能等多项技能，对传统的轿车芯片和操作系统提出了更高的要求。从 操作系统的视点，传统的经典操控模型正在向感知、交融、决议计划、操控、履行的新式操控模型改动，传统的车用操作系统现已无法满意需求。车控操作系统向智能驾驭操作系统演化，车载操作系统向智能座舱操作系统演化现已成为必定的趋势。

  同为操作系统大厂的微软除了大力展开云服务事务，在新式终端的研制上一点点没有阻滞，其混合实际眼镜 HoloLens 现已展开至第二代，未来也将与三星联合开发 AR 眼镜项目，现在的 HoloLens 现已在科研、医疗与教育范畴有运用实例，这也预示着操作系统公司对未来新式交互的操作系统系统更看好 VR(虚拟实际)、AR(增强实际)亦或是 MR(混合实际)的方向。

  曩昔，我们具有一台服务器就能够开宣告需求的互联网运用和服务，并且我们确认知道这台服务器的寄存方位。跟着技能的演进，虚拟服务器实例成为了网络运用开发者常用的核算单元，单台服务器现已不能满意现在的运用环境，意味着人们不再运用一台服务器(不管是虚拟的仍是物理的)来完结互联网运用服务的开发和布置，而是选用分布式集群一致分配运用，这样每台服务器上的操作系统(大多数时分是 Linux 系统)就变得微乎其微，而成千上万的运用组件和中间件成为了互联网开发者的亲近同伴，这是现在最常见的服务器运用场景。

  在这样的场景下，对集群资源的办理、分配、编列以及监控系统整合的渠道系统更像是面向整个数据中心的操作系统，也能够称之为“云核算操作系统”，人们需求强壮的云核算操作系统来处理成百上千台服务器的办理和运用问题。那么，在服务器终端方向是否会呈现一个将数据中心看作一整台核算机的“云核算操作系统”呢?

  云原生技能是一种构建和运转运用程序的办法，它并不代表某一项技能或许系统，可是在这种概念下，十分简略呈现新式的操作系统，经过云原生概念中的 DevOps、CI/CD、Serverless 以及 Container 等技能完结一套从开发、布置、保护到运用都在云端的渠道系统，这十分像我们前期在一台核算机上的开发作业形式。而在这些过程中，Kubernetes、Rancher 等容器编列系统展开迅猛，或许我们很快就将见到面向整个云核算中心的操作系统。

  我们微观的概览了操作系统因为芯片、终端的改动而带来的改动。2021 年，国内的环境也有着不错的展开，11 月中旬，普华根底软件参加的欧拉与龙蜥两大操作系统开源社区都先后宣告正式捐赠给敞开原子开源基金会，预示着国内的操作系统阵营凝聚力进一步加强，生态工业也将迎来合力展开。

  操作系统的开发是高投入低产出的作业，需求多年的堆集和继续的投入，这是任何一个商业机构都无法担负的压力，在这些执着于底层技能的安排和企业中，麒麟软件、普华根底软件等操作系统发行企业都坚持了十数年的时刻，在各自拿手的方向上尽力打破。普华继续依据国内干流的 CPU 架构开发服务器操作系统，现已能够支撑大多数云服务场景。当这些企业纷繁投入到开源社区中，一起建造国内的操作系统产品，信任在不远的将来，我国的 Linux 发行版操作系统也将在全球范畴取得认可，一起也能更好的支撑国内信息技能展开，完结数字化经济建造的底层构建。

  2021 年，Facebook 正式更名为 Meta，直指“元世界”概念，计划构建一个与实际紧密相联的虚拟世界。随后，“元世界”概念在全球甚嚣尘上。

  技能历来不是一蹴即至的，技能的展开一向有其必定性和偶然性的特色，听上去这好像是相悖的，可是我们加上一个时刻维度就能很简略的看待这个问题，在长时间路线上，互联网信息技能的确是在不断模仿构建 1:1 实际世界，我们期望一切的物理操作都趋向于数字化，然后完结主动化进步出产功率，下降出产本钱，这简直是毋庸置疑的。

  而在短期展开中，我们并不能判别所神往方针场景的哪一部分首先被完结出来引领人们进一步走向未来，或许是触屏手机让每个人都能随时随地衔接网络、处理信息，或许是机器人依照人们的程序规划主动完结流程化操作，这些都是终极“元世界”世界必不可少的部分。

  在这样的场景下操作系统会扮演什么人物呢?假如说整个“元世界”便是一个操作系统，或许它的数据是去中心化的，它的算力是区块链形式的，每一个花草的烘托都来自全世界衔接到“元世界”的设备亦或是人自身。

  我们抵达未来想象的终极“元世界”时代还有一段路要走，在这个过程中，会呈现哪些与未来场景相关的技能或操作系统?

  斗胆猜测一下，未来云端的一致资源办理系统(云核算中心操作系统)将会成为服务端的处理计划。而在终端 MR 技能下的新式操作系统也将替代个人核算机与智能手机操作系统，当然这需求结合全新的 MR 设备。而在一些专用场景，以 AI 为驱动的操作系统将会逐渐替代嵌入式实时操作系统。

  在这些方向上芯片技能、AR/VR/MR 技能、云核算 / 云原生相关技能、AI 技能都将迎来巨大的需求，这些技能的展开或许都会带来新式操作系统的呈现。

  操作系统展开数十余年，自身便是一个十分巨大的课题，操作系统的技能革新往往随同着新的技能时代而来。我们无意描绘某一项详细技能，因为那的确无法代表整个操作系统技能范畴，在微观视点交流了曩昔到未来几年的操作系统展开改动及或许性，这样的回忆和畅享关于操作系统范畴的参加者来说总是激动人心的。

  董自强，现就职于普华根底软件，主管公司全体产品规划规划，专心于云端操作系统及国内干流芯片的技能研讨和产品剖析。曾任多家大型互联网 / 科技公司的产品总监和产品参谋，宣布《云原生数字根底建造支撑计划》、《普华的云原生构建之路》等主题陈述。普华根底软件成立于 2008 年，一向致力于国内数字化建造的底层技能研制，展开从云到端的操作系统及相关根底软件的开发，包含通用桌面 / 服务器操作系统、云核算资源办理渠道以及轿车范畴的实时嵌入式操作系统。

  文章出处：【微信大众号：普华根底软件】欢迎增加重视!文章转载请注明出处。

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