基于用戶體驗的主流智能手機操作系統比較研究

陳尚書+李虹

摘 要：隨著4G通訊網絡的普及，以智能手機為主導的移動互聯網時代正改變著人們的生活方式，智能手機操作系統也不斷適應市場發展和用戶需求變化。從用戶體驗的角度，對當前主流智能手機操作系統（Android、IOS、Windows Phone）的UI界面、任務管理、性能、軟件資源、人工智能等進行比較研究，剖析當前智能手機操作系統存在的問題，并提出發展預測。

關鍵詞：智能手機；操作系統；Android；IOS；Windows Phone

DOI：10.11907/rjdk.172241

中圖分類號：TP303 文獻標識碼：A 文章編號：1672-7800（2017）009-0022-04

Abstract：With the popularity of 4G communication network， the Internet dominated by Smartphone is changing peoples way of life. It is calling the survival of the fittest when smartphone operating system continuously to adapt to market development and the changes in user requirements.This paper mainly compares the UI interface， task management， performance， software resources and artificial intelligence of the three major smartphone operating system Android， IOS， Windows Phone from the perspective of user experience. Analyze the existing problems of smart phone operating system， and put forward some possible development prediction.

Key Words：smartphone； operating system； Android； IOS； Windows Phone

0 引言

隨著4G通訊網絡的發展，智能手機迅速普及，并悄然改變著人們的生產、生活及工作方式，人們進入了以智能手機為主導的移動互聯網時代。本文從用戶體驗的角度對智能手機主流操作系統進行比較研究，目的是為操作系統的未來發展尋找方向，讓智能手機更好服務于用戶的各種需求。

1 智能手機主流操作系統

智能手機就是“掌上電腦+手機”，除具備普通手機的全部功能外，還具備個人數字助理（Personal Digital Assistant；PDA）的大部分功能，特別是信息管理以及基于無線數據通訊的網絡功能[1]。隨著移動通訊技術的飛速發展和移動多媒體的到來，智能手機如同個人電腦，具有獨立的操作系統，可由用戶自行安裝應用程序、游戲等第三方服務商提供的程序[2]。智能手機的功能得以不斷擴充，成為可以通過移動通訊網絡或無線網絡接入互聯網的開放式操作系統的總稱。

操作系統是計算機系統的核心控制軟件，是計算機用戶和計算機硬件之間的接口程序模塊，其功能是管理和控制計算機硬件與軟件資源[3]。智能手機操作系統即移動終端操作系統，是在嵌入式操作系統基礎之上發展而來的專門為手機設計的操作系統，為用戶使用手機提供統一的接口和友好的交互界面，也為手機功能的擴展、第三方軟件的安裝與運行提供平臺[4]。移動互聯網時代為滿足互聯網時代靈活、快速、自由、創新的需求，操作系統由最初聚焦對硬件資源的管理調度擴展到面向應用服務的延伸與整合，從而形成一個面向應用的操作系統平臺體系[5]。

目前，智能手機操作系統有Android、IOS、Symbian、Windows Phone、BlackBerry OS、Tizen（前身為Meego）等。但隨著市場的發展和用戶需求的變化，操作系統也在不斷分化，一些操作系統蓬勃發展而另一些系統逐漸被淘汰。在智能手機操作系統市場中，知名信息技術研究和分析公司Gartner發布的 2016年第一季度全球智能手機操作系統市場調研報告顯示，排名前三的分別是：Android（84.1%）、iOS（14.8%）、Windows Phone（0.7%）[6]。2017年第一季度，凱度移動通信消費者指數（Kantar Worldpanel ComTech）關于智能手機操作系統的市場份額數據顯示：Android繼續同比增長，占據智能手機銷量的87.2%，iOS的份額下降到12.4%，Windows Phone下降到0.2%[7]。2016年4月-2017年4月，凱度移動通信消費者指數關于智能手機主流操作系統的中國市場份額數據顯示，排名前三的主流操作系統數據顯示如圖1所示[8]：

2 智能手機主流操作系統比較

經過用戶體驗發現，國內占據市場份額前三的Android、IOS、Windows Phone智能手機操作系統在UI界面、任務管理、性能、軟件資源、人工智能方面各有特點。

2.1 UI界面——基于簡潔的個性化追求

UI是User Interface（用戶界面）的簡稱。對于企業而言，UI主要指對軟件的人機交互、操作邏輯及界面的整體設計[9]。對于用戶體驗而言，主要是用戶在交互過程中作為參與者能否便捷地完成各種操作，并獲得輕松愉悅的操作感受和富有成就感的用戶體驗[10]。Android、IOS、Windows Phone這3種主流操作系統的UI既有相似之處，又各有特點。endprint

（1）IOS系統。蘋果iPhone與iPad系列配備了IOS系統，該平臺可以用兩個字來形容——簡潔。它沒有二級UI界面，解鎖之后即進入到主程序界面，同時圖標都采用了相同的尺寸及樣式，并遵循扁平化設計風格，看上去非常整齊。所有程序退出都只需點按中間的Home鍵，極為方便。

（2）Android系統。該系統在界面設計上力求簡潔，相對也更加開放，因而在軟件整合度、方便用戶使用等方面更加人性化。Android系統采用三級界面：鎖屏界面、一級界面及二級程序列表界面。在一級界面中，用戶可以添加一些常用小插件，方便日常使用。

（3）Windows Phone是微軟的一款移動平臺操作系統，由Windows Mobile改良而來。開始頁面由多個“活動瓷片”組成，它可以動態顯示內容信息，比如聯系人、郵件等，擁有多種搭配，同時與桌面Windows系統深度結合，有很強的統一性。

2.2 多任務管理——真偽后臺優勢各異

智能手機也同電腦一樣，同一時刻可有多任務同時運行，因此必須依托后臺多任務管理，但是考慮到手機能源、用戶使用習慣、操作方式等因素，不同系統對多任務的管理方式存在差異。

（1）IOS平臺。它支持后臺管理，但是并不完美。對于后臺運行，IOS給出了以下方案：①執行有限時間的后臺任務；②通過本地通知執行定時任務（如及時通訊）；③執行特定系統級別后臺任務（如系統開發的音樂播放等）。如果用戶在iPhone登陸QQ，點擊Home鍵返回到桌面，應用就會進入休眠狀態，及時通訊模塊則交由系統部分執行定時任務。為解決電量控制問題，IOS系統在屏幕關閉后將結束大部分后臺運行，這也是用戶稱其為“偽后臺”的原因。

（2）Android平臺。Android參考Java內存回收機制，并在此機制上開發了后臺管理機制。所有開啟的APP都會在后臺持續運行，同時需及時通訊的軟件會在后臺注冊一個服務，專門接受消息，當內存使用達到一個閾值，系統會按順序殺掉APP，而不會殺掉服務。

（3）Windows Phone平臺。Windows Phone系統同樣也是“偽后臺”，程序在后臺通常會進入休眠狀態，即時通訊等軟件同樣需要注冊系統服務才能接收信息，后臺運行程序要將權限完全交付給系統。但由于Windows本身占用資源較大，在中低配機中切換應用時經常會出現“正在恢復”的字樣。

綜合而言，Android可以實現真正的后臺運行，而IOS以及Windows Phone均是“偽后臺”。但“偽后臺”具有省電、防止程序在后臺消耗內存和CPU計算資源的優勢。

2.3 操作效率——標準不同、高低難分

將Android、IOS、Windows Phone這3種智能手機操作系統從快捷操作方式上加以比較，三者的區別如下：

（1）IOS平臺。一貫固守的蘋果手機在IOS5發布之后，也增加了下拉通知單，方便用戶提高操作效率。而在IOS7中風格大變，又增加新的上拉菜單，更加方便用戶使用。IOS下拉菜單的主要作用就是通知，也可以進行相關內容設置；上拉菜單有音量調節，WIFI、GPS、手電筒等開關，給用戶帶來更便捷的操作。由于都是系統嚴格設定，從實際使用角度來講，并沒有比Android系統的自定義更人性化。

（2）Android平臺。相對而言，Android平臺更加人性化。它采用三級界面設計，擁有更多的空間以放置更多的應用快捷方式，甚至是任何開關按鈕。此外，Android系統的下拉菜單還為用戶提供了諸多便利，比如WIFI、GPS、數據流量以及震動靜音鈴聲的開啟關閉等功能，同時用戶也可以自定義按鈕，在使用效能方面要稍強于蘋果IOS平臺。

（3）Windows Phone平臺。經過智能手機操作系統行業的不斷嘗試之后，微軟在Windows Phone8.1中加入了下拉菜單，并在隨后的更新中作了大量優化，可自定義快捷欄，增加了優秀動態磁貼顯示信息；微軟最新的Windows 10 Mobile（Windows Phone 10改名為Windows 10 Mobile）在操作效率方面與IOS持平，同時由于微軟Office及其它辦公軟件的完全整合，讓其辦公效率更高。

2.4 軟件資源——封閉與開放的較量

作為一款智能手機，軟件應用必不可少，操作系統本身不可能配備用戶所需的全部軟件，必須支持第三方軟件的安裝與運行。因此，智能手機操作系統按照源代碼、內核和應用環境等的開放程度劃分，可分為開放型平臺（基于Linux內核）和封閉型平臺（基于UNIX和Windows內核）兩大類[11]。

（1）IOS平臺。軟件應用方面，由于采用封閉式管理，蘋果IOS平臺占據著極大優勢。首先，其資源豐富，應用可遍及生活、工作等各個方面；其次，其應用質量相對較高，就拿小游戲祖瑪來說，IOS平臺下的游戲體驗要明顯優于Android平臺；再次，APP Store嚴格的管理制度，使得廣告及惡意軟件無法輕易侵入用戶手機。

（2）Android平臺。Android系統是一個開放平臺，只要有安裝包，即可隨意安裝軟件，其軟件數量近幾年更是成倍遞增，但優劣各半。其優勢在于：軟件數量基本涵蓋各行業的各類軟件，且大部分軟件免費，符合國人使用習慣；其不足之處在于：軟件質量參差不齊，經常出現暗扣費、植入病毒等情況，軟件廣告橫飛、自動關聯啟動、自動下載情況屢見不鮮。

（3）Windows Phone平臺。Windows Phone同樣也是一個封閉的操作系統，但該平臺存在一些問題：首先，軟件資源相對于以上兩大系統，數量上并不占優勢，其部分優秀軟件還需要收費；其次，缺乏更新，許多應用在發布了第一版本后就再未更新，如今仍能發現幾年前發布但從未更新的軟件。由于軟件生態原因，Windows Phone平臺市場占有量一直處于疲軟狀態。endprint

2.5 人工智能助理——語音助理系統獨享與跨越的角力

人工智能正在成為新經濟領域的核心技術，三大操作系統也將強大的語音助理系統融入自己的生態。2016年，《麻省理工科技評論》將“語音識別和自然語言理解相結合”評為2016年十大突破技術。應用于語音識別的深度學習算法的卷積神經網絡層級（CNN）不斷發展，從最初的8層，到19層、22層、乃至152層。而隨著網絡結構的加深，語音識別的錯誤率也從2012年的16.4%逐步下降到3.57%[12]。

（1）IOS平臺——Siri。早在2011年，蘋果公司就發布了Siri語音助理，Siri可以支持自然語言輸入，并且可以調用系統自帶的天氣預報、日程安排、搜索資料等應用，還能夠不斷學習新的聲音和語調，提供對話式的應答。

（2）Android平臺——Google Assistant。Android是三大系統中最晚加入智能語音助理的系統，2014年3月，Google Now隨著Android 4.1的發布一同出現，但由于僅支持英文，加上第三方Android系統對其支持力度不大，Google Now一直不溫不火，即使在2016年升級成為Google Assistant人工智能助理，也沒有造成更大的影響。當然，Google退出中國也是其不成功的原因之一。但龐大的Google搜索帶來的巨大數據，使其識別能力比Siri強大許多。

（3）Windows Phone——Cortana。2014年，Cortana伴隨著Windows Phone8.1的發布，直接跨越智能語音助理，定位人工智能助理，并在幾個月內迅速發布中文等多國語言版本，同時上架Android、IOS應用商店。Cortana是第一個跨平臺的人工助理，并可以調用多種應用。Cortana基于Bing搜索數據，并加入神經網絡系統，每個用戶可以通過訓練Cortana，得到一個能猜出自己想法的專屬的人工智能助理。

3 存在的問題

隨著智能手機和移動互聯網的發展，操作系統也如雨后春筍般發展起來，未來可能還會有一些新秀出現，甚至超越目前的任何一款。總體而言，當下智能手機操作系統仍然處于激烈競爭狀態，各系統相對封閉。

3.1 操作系統與手機硬件耦合太高

一般情況下，同一臺機器既可安裝Windows系統，也可安裝Linux系統或者其它系統。而手機做不到，蘋果手機絕不可能讓用戶重新安裝Android系統，這在一定程度上綁架了用戶，也更限制了智能手機產業鏈的延伸與發展。

3.2 缺少統一的開發框架

目前，智能手機普遍存在同一款第三方軟件不能在多種系統平臺上運行的情況。手機軟件開發者為了吸納更多的目標用戶，打造更好的用戶體驗，對于同一軟件就必須開發不同的版本，如QQ有IOS版、Android版、Windows版等，而這些平臺所支持的編程語言、數據庫和數據類型均不同，這就造成了企業用戶及個人開發者開發成本和難度的增加，阻礙了移動互聯網的發展。

3.3 軟件服務與系統綁定過于緊密

當前，智能手機的大多數系統軟件服務只能在當前系統下使用，無法在其它系統中運行。在不同平臺間數據交換只能轉存其它第三方軟件，給用戶增加了不必要的開支。

以上問題既源于開發方的商業競爭，也可能源于智能手機行業缺乏國際標準，或者人們還沒有認識到通用性的價值。

4 未來發展趨勢

隨著5G通訊網絡的問世，便攜性、易于接入互聯網等特點的智能手機功能會越來越強大，它將是人們工作、生活必不可少的元素，其未來前景廣闊，用戶對其需求也不斷提升。

4.1 操作系統與手機硬件解耦

操作系統與手機硬件解耦意味著將來購買某一品牌手機的用戶，可以選擇安裝某一款操作系統，也可以在使用過程中重新安裝其它系統，這樣用戶就可以選擇合理的硬件配置、最適合自己的操作系統，手機的硬件和操作系統也將獨立發展。該趨勢在PC機發展過程中，已經得到驗證。

4.2 操作系統軟件架構標準國際化

操作系統軟件架構標準國際化有利于第三方通用性業務開發，降低開發成本與難度。其解決途徑如下：

（1）達成標準國際化共識。正如通信頻率一樣，當全世界都認識到其通用價值時，推動通信頻率國際通用標準建立的工作也就水到渠成，建立并通過全球性的國際組織，推廣統一的標準。

（2）競爭與整合。通過市場競爭和淘汰，實力雄厚的系統不斷整合實力弱小系統，從而制定出新的標準供大家參考。

4.3 開源與開放

任何一家企業都不可能開發出一款絕對完美、滿足廣大用戶需求的智能手機操作系統。開放性平臺是智能操作系統發展的必然趨勢，將某些功能的擴展留給真正的需求者、創意者來完成，這將隨著用戶使用能力的提升而成為可能。如PC的操作系統、Linux開放開源的系統，其優秀的表現已得到廣大專業人士的認可，在很多核心領域生命力長盛不衰；雖然Windows系統非開源，但也在開放性上做得非常優秀，用戶對其認可度依然很高；再如Android系統，短短幾年打敗了數個知名度頗高的系統，其秘訣主要在于它的開放性。因此，開源與開放是操作系統未來發展的必經之路。

參考文獻：

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（責任編輯：孫 娟）endprint