智能手機(jī)操作系統(tǒng)研究

孫鵬淼

摘要：智能手機(jī)操作系統(tǒng)是一種為智能手機(jī)、平板電腦或其他移動設(shè)備提供的運(yùn)行平臺，其運(yùn)算能力和功能比傳統(tǒng)功能手機(jī)更加強(qiáng)大。當(dāng)前，使用最多的操作系統(tǒng)包括安卓、iOS、Windows Phone、YunOS、塞班和BlackBerry OS，本文重點(diǎn)介紹了各類智能手機(jī)操作系統(tǒng)的特征和應(yīng)用場景。

關(guān)鍵詞：智能手機(jī)；操作系統(tǒng)；平板電腦；安卓；iOS；Windows Phone

曾幾何時，人們以擁有一部大塊頭的功能手機(jī)為榮；而現(xiàn)在，小巧的智能手機(jī)走進(jìn)了人們的日常生活。功能手機(jī)沒有搭載開放性操作系統(tǒng)，僅擁有語音通話、短消息服務(wù)和多媒體應(yīng)用功能，而智能手機(jī)擁有獨(dú)立操作系統(tǒng)和運(yùn)行空間，用戶可以自行安裝游戲和軟件等服務(wù)提供商開發(fā)的應(yīng)用程序，并能夠通過移動通信網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)手機(jī)接入無線網(wǎng)絡(luò)。智能手機(jī)之所以能如此“智能”，移動操作系統(tǒng)功不可沒[1，2]。

智能手機(jī)操作系統(tǒng)執(zhí)行資源分配和管理功能，并為工作于移動設(shè)備上的軟件提供了一種運(yùn)行平臺。它支持個人計(jì)算機(jī)的功能以及觸摸屏、藍(lán)牙、Wi-Fi（無線保真）、GPS（全球定位系統(tǒng)）、用于拍攝靜態(tài)和動態(tài)圖像的相機(jī)、視頻和音頻錄制設(shè)備、視頻和音頻播放設(shè)備以及諸多其他屬性[3]。

當(dāng)前，使用最多的操作系統(tǒng)包括安卓、iOS、Windows CE、塞班和BlackBerry OS[4]。

1發(fā)展簡史

經(jīng)過幾代的發(fā)展，智能手機(jī)操作系統(tǒng)直接驅(qū)動了移動設(shè)備功能的增強(qiáng)以及從普通電話到智能手機(jī)的演進(jìn)。我們對智能手機(jī)操作系統(tǒng)的發(fā)展簡史進(jìn)行歸納[5]。

●1979～1992年期間，使用嵌入式系統(tǒng)的手機(jī)開始出現(xiàn)，該系統(tǒng)主要用于用于控制手機(jī)正常工作。

●1993年，第一款具有觸摸屏、電子郵件和個人數(shù)字助理（PDA）功能的智能手機(jī)發(fā)布。

●1996年，安裝有Palm OS操作系統(tǒng)的Palm Pilot 1000個人數(shù)字助理出現(xiàn)。同年，Windows CE便攜式PC設(shè)備問世。

●1999年，諾基亞S40操作系統(tǒng)面世。

●2000年，塞班操作系統(tǒng)出現(xiàn)。

●2001年，首款安裝Palm OS的智能手機(jī)——京瓷6035發(fā)布。

●2002年，第一款黑莓智能手機(jī)推出。

●2005年，諾基亞針對首款互聯(lián)網(wǎng)平板電腦N770發(fā)布Maemo操作系統(tǒng)

●2007年，蘋果公司推出安裝iOS操作系統(tǒng)的iPhone。

●2008年，HTC（宏達(dá)國際電子股份有限公司）推出Android1.0操作系統(tǒng)。

●2009年，Palm公司推出webOS366操作系統(tǒng)，而三星公司推出Bada OS操作系統(tǒng)。

●2011年，安裝Linux操作系統(tǒng)的首款移動設(shè)備問世。

●2012年，Mozilla基金會推出Firefox的操作系統(tǒng)。

●2013年，烏班圖觸摸版Linux操作系統(tǒng)問世，而黑莓公司推出Blackberry，作為智能手機(jī)的新操作系統(tǒng)。

2安卓

安卓（Android）是作為一種開源操作系統(tǒng)出現(xiàn)的，但運(yùn)行于安卓設(shè)備上的大部分軟件（如谷歌商店、谷歌搜索、谷歌服務(wù)、谷歌音樂及其他軟件）都是經(jīng)過許可的。安卓1.0、1.5和1.6版只適用于手機(jī)，安卓2.x版除了適用于手機(jī)，還可以應(yīng)用于平板電腦，但安卓3.0是僅針對平板電腦開發(fā)的，因而無法在手機(jī)上運(yùn)行。最新的安卓版本是Android 6.5。安卓占有全球86.1%的市場份額。安卓操作系統(tǒng)的特征可歸納為：

●諸如ARM（進(jìn)階精簡指令集機(jī)器）、MIPS（無內(nèi)部互鎖流水級的微處理器）和x86等平臺支持安卓操作系統(tǒng)

●支持HTML 5、開源網(wǎng)站瀏覽器和谷歌地圖

●支持圖片通過移動設(shè)備直接上傳到Picasa（谷歌免費(fèi)圖片管理工具）

●支持升級后的搜索和導(dǎo)航功能

●支持屏幕與2D（二維）、3D圖形之間的動畫

●支持多任務(wù)處理

●支持GPS、加速度計(jì)、磁力計(jì)、圖片攝像頭、FM（調(diào)頻）調(diào)諧器、觸摸屏設(shè)備、動態(tài)壁紙和諸多其他功能。

3 Windows CE

Windows CE操作系統(tǒng)是由微軟公司推出的。它的官方名稱是Windows嵌入式緊湊型，這是一種適用于手持設(shè)備和嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時操作系統(tǒng)。Windows CE是適用于存儲空間有限的設(shè)備，可以在兆字節(jié)級存儲器上運(yùn)行。人們已經(jīng)在Windows CE平臺開發(fā)出諸多平臺，包括Microsofts AutoPC、Pocket PC 2000、Pocket PC 2001、Windows Mobile 2003、Windows Mobile 5.0、Windows Mobile 6、Smartphone 2002、Smartphone 2003、Windows Phone和諸多其他嵌入式和手持設(shè)備。

Windows CE操作系統(tǒng)的特征包括：

●它是一種32位操作系統(tǒng)；

●它非常適用于多種處理器架構(gòu)；

●對于精確的硬件集合，我們可以對Windows CE進(jìn)行編譯；

●源代碼包含在內(nèi)核中，而內(nèi)核包括硬件抽象層；

●可以對存儲空間進(jìn)行分區(qū)；

●它支持大型存儲介質(zhì)；

●它包括一個支持更大文件的文件系統(tǒng)；

●當(dāng)電池耗盡時，文件和數(shù)據(jù)被保存在閃存文件系統(tǒng)中；

●它支持與蜂窩網(wǎng)絡(luò)建立連接。

4 iOS

iOS應(yīng)用于蘋果iPhone手機(jī)和iPad平板電腦中。該操作系統(tǒng)共分為4層。第1層負(fù)責(zé)提供基礎(chǔ)服務(wù)，第2層負(fù)責(zé)提供核心服務(wù)，第3層負(fù)責(zé)支持媒體功能，第4層被指定為觸摸層。該操作系統(tǒng)大小為500MB，但可能會隨著操作系統(tǒng)版本的不同而發(fā)生變化。它們支持高效、高速的用戶接口。endprint

5塞班操作系統(tǒng)

塞班（Symbian）操作系統(tǒng)曾一度應(yīng)用于大部分智能手機(jī)，它與桌面操作系統(tǒng)非常類似。塞班是一種專為智能手機(jī)設(shè)計(jì)的開源操作系統(tǒng)，支持搶占式多任務(wù)處理、多線程和內(nèi)存管理，因而對內(nèi)存保持提出了較高要求。塞班操作系統(tǒng)支持基于事件的處理，且當(dāng)應(yīng)用與事件不相關(guān)時，就把處理器關(guān)閉。該技術(shù)有助于降低功耗，延長電池壽命。塞班操作系統(tǒng)的特征包括：

●它支持多媒體和多模態(tài)應(yīng)用。

●塞班的圖形支持3D渲染。

●塞班的應(yīng)用開發(fā)語言（ADL）包括Personal Java、JavaJVM（Java虛擬機(jī)）、Java微型版、JavaPhone、Symbian C/C ++、Adobe Flash、Web Runtime及其他語言。

●塞班操作系統(tǒng)支持Linux、Mac OS、MeeGi和Maemo。

●它支持通訊錄維護(hù)、一鍵通（PTT）、幻燈片、電子郵件下載、地址簿、電子表格、日歷、備忘錄、網(wǎng)站瀏覽、文字處理、文本到語音轉(zhuǎn)換器、Adobe Reader、音樂、視頻播放器。

6 Blackberry OS

Blackberry OS是黑莓公司開發(fā)的、僅用于黑莓智能手機(jī)和平板電腦的專有操作系統(tǒng)。諸如Q5、Q10、Z10、Z30和P9982智能手機(jī)等設(shè)備都支持Blackberry操作系統(tǒng)。該操作系統(tǒng)使用運(yùn)動和觸摸的革命性組合來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航和控制。返回鍵在該操作系統(tǒng)中是無效的，且不需要按任何鍵即可實(shí)現(xiàn)任何命令或數(shù)據(jù)輸入。唯一需要按鍵的就是打開或關(guān)閉設(shè)備。Blackberry操作系統(tǒng)支持多任務(wù)處理，并提供推特、臉譜、黑莓信使、領(lǐng)英等工具。Blackberry支持對每張照片的多個幀進(jìn)行捕捉。點(diǎn)擊圖像的特征可以輕而易舉地使用軟件進(jìn)行校正。該操作系統(tǒng)還支持視頻聊天和IP語音電話功能。

7 市場份額

在整個智能手機(jī)操作系統(tǒng)市場，無非就是安卓和iOS之間的爭奪戰(zhàn)。那么，兩者之間的戰(zhàn)況目前如何呢？2017年5月，市場調(diào)研機(jī)構(gòu)高德納（Gartner）發(fā)布了2017年第一季度智能手機(jī)追蹤報告[6]。高德納研究報告提供的數(shù)據(jù)顯示，蘋果iOS操作系統(tǒng)設(shè)備2017年出貨量為5199.25萬臺，相比之下，安卓設(shè)備的出貨量高達(dá)3.271億臺。若換成市場份額，iOS當(dāng)前僅剩下13.7%的市場份額，而安卓占比高達(dá)86.1%，如表1所示。

高德納報告表明，安卓仍然保持著移動通信設(shè)備市場的統(tǒng)治地位，這主要得益于中國品牌手機(jī)的異軍突起，2017年第一季度市場份額出現(xiàn)2%的漲幅。相反，iOS系統(tǒng)則出現(xiàn)了1.1%的跌幅。

其實(shí)，iOS操作系統(tǒng)市場份額下滑并非偶然，因?yàn)閕OS設(shè)備原本就是定位于高端市場，僅憑借蘋果粉并不足以刺激其在新興市場的銷售，畢竟內(nèi)嵌安卓操作系統(tǒng)的設(shè)備相對比較便宜，對消費(fèi)者具有更大吸引力，且在功能和性能上已能滿足大多數(shù)人的需求。

高德納在報告中預(yù)計(jì)，安卓與iOS的差距仍將會拉大，這不僅因?yàn)橹袊悄苁謾C(jī)制造廠商瘋狂擴(kuò)張海外市場，而且谷歌還通過安卓系統(tǒng)持續(xù)推動入門級智能手機(jī)的增長。

參考文獻(xiàn)：

[1]Debashis De. 移動云計(jì)算：架構(gòu)、算法與應(yīng)用[M].郎為民，張鋒軍，姚晉芳，等，譯.北京：人民郵電出版社，2017.

[2]IgorFaynberg，HuilanLuandDorSkuler. 云計(jì)算：商業(yè)趨勢與技術(shù)[M].郎為民，王大鵬，姚晉芳，等，譯.北京：人民郵電出版社，2017.

[3]郎為民.手機(jī)那點(diǎn)事兒[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[4]Kamal R. Mobile Computing[M].Oxford： Oxford University Press， 2008.

[5]JohansenD， Van RenesseR and Schneider FB. Operating system support for mobile agents[C]. Readings in Agents， San Francisco， 2017： 263–266.

[6]Gartner. Android and iOS dominate smartphone market with 98 percent marketshare[EB/OL].[2017-05-24]. http：//qvr.gartner.com.endprint