智能手機操作系統研究

孫鵬淼

摘要：智能手機操作系統是一種為智能手機、平板電腦或其他移動設備提供的運行平臺，其運算能力和功能比傳統功能手機更加強大。當前，使用最多的操作系統包括安卓、iOS、Windows Phone、YunOS、塞班和BlackBerry OS，本文重點介紹了各類智能手機操作系統的特征和應用場景。

關鍵詞：智能手機；操作系統；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為榮；而現在，小巧的智能手機走進了人們的日常生活。功能手機沒有搭載開放性操作系統，僅擁有語音通話、短消息服務和多媒體應用功能，而智能手機擁有獨立操作系統和運行空間，用戶可以自行安裝游戲和軟件等服務提供商開發的應用程序，并能夠通過移動通信網絡來實現手機接入無線網絡。智能手機之所以能如此“智能”，移動操作系統功不可沒[1，2]。

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

當前，使用最多的操作系統包括安卓、iOS、Windows CE、塞班和BlackBerry OS[4]。

1發展簡史

經過幾代的發展，智能手機操作系統直接驅動了移動設備功能的增強以及從普通電話到智能手機的演進。我們對智能手機操作系統的發展簡史進行歸納[5]。

●1979～1992年期間，使用嵌入式系統的手機開始出現，該系統主要用于用于控制手機正常工作。

●1993年，第一款具有觸摸屏、電子郵件和個人數字助理（PDA）功能的智能手機發布。

●1996年，安裝有Palm OS操作系統的Palm Pilot 1000個人數字助理出現。同年，Windows CE便攜式PC設備問世。

●1999年，諾基亞S40操作系統面世。

●2000年，塞班操作系統出現。

●2001年，首款安裝Palm OS的智能手機——京瓷6035發布。

●2002年，第一款黑莓智能手機推出。

●2005年，諾基亞針對首款互聯網平板電腦N770發布Maemo操作系統

●2007年，蘋果公司推出安裝iOS操作系統的iPhone。

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

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

●2011年，安裝Linux操作系統的首款移動設備問世。

●2012年，Mozilla基金會推出Firefox的操作系統。

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

2安卓

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

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

●支持HTML 5、開源網站瀏覽器和谷歌地圖

●支持圖片通過移動設備直接上傳到Picasa（谷歌免費圖片管理工具）

●支持升級后的搜索和導航功能

●支持屏幕與2D（二維）、3D圖形之間的動畫

●支持多任務處理

●支持GPS、加速度計、磁力計、圖片攝像頭、FM（調頻）調諧器、觸摸屏設備、動態壁紙和諸多其他功能。

3 Windows CE

Windows CE操作系統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備和嵌入式系統的實時操作系統。Windows CE是適用于存儲空間有限的設備，可以在兆字節級存儲器上運行。人們已經在Windows CE平臺開發出諸多平臺，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備。

Windows CE操作系統的特征包括：

●它是一種32位操作系統；

●它非常適用于多種處理器架構；

●對于精確的硬件集合，我們可以對Windows CE進行編譯；

●源代碼包含在內核中，而內核包括硬件抽象層；

●可以對存儲空間進行分區；

●它支持大型存儲介質；

●它包括一個支持更大文件的文件系統；

●當電池耗盡時，文件和數據被保存在閃存文件系統中；

●它支持與蜂窩網絡建立連接。

4 iOS

iOS應用于蘋果iPhone手機和iPad平板電腦中。該操作系統共分為4層。第1層負責提供基礎服務，第2層負責提供核心服務，第3層負責支持媒體功能，第4層被指定為觸摸層。該操作系統大小為500MB，但可能會隨著操作系統版本的不同而發生變化。它們支持高效、高速的用戶接口。endprint

5塞班操作系統

塞班（Symbian）操作系統曾一度應用于大部分智能手機，它與桌面操作系統非常類似。塞班是一種專為智能手機設計的開源操作系統，支持搶占式多任務處理、多線程和內存管理，因而對內存保持提出了較高要求。塞班操作系統支持基于事件的處理，且當應用與事件不相關時，就把處理器關閉。該技術有助于降低功耗，延長電池壽命。塞班操作系統的特征包括：

●它支持多媒體和多模態應用。

●塞班的圖形支持3D渲染。

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

●塞班操作系統支持Linux、Mac OS、MeeGi和Maemo。

●它支持通訊錄維護、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、網站瀏覽、文字處理、文本到語音轉換器、Adobe Reader、音樂、視頻播放器。

6 Blackberry OS

Blackberry OS是黑莓公司開發的、僅用于黑莓智能手機和平板電腦的專有操作系統。諸如Q5、Q10、Z10、Z30和P9982智能手機等設備都支持Blackberry操作系統。該操作系統使用運動和觸摸的革命性組合來實現導航和控制。返回鍵在該操作系統中是無效的，且不需要按任何鍵即可實現任何命令或數據輸入。唯一需要按鍵的就是打開或關閉設備。Blackberry操作系統支持多任務處理，并提供推特、臉譜、黑莓信使、領英等工具。Blackberry支持對每張照片的多個幀進行捕捉。點擊圖像的特征可以輕而易舉地使用軟件進行校正。該操作系統還支持視頻聊天和IP語音電話功能。

7 市場份額

在整個智能手機操作系統市場，無非就是安卓和iOS之間的爭奪戰。那么，兩者之間的戰況目前如何呢？2017年5月，市場調研機構高德納（Gartner）發布了2017年第一季度智能手機追蹤報告[6]。高德納研究報告提供的數據顯示，蘋果iOS操作系統設備2017年出貨量為5199.25萬臺，相比之下，安卓設備的出貨量高達3.271億臺。若換成市場份額，iOS當前僅剩下13.7%的市場份額，而安卓占比高達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備市場的統治地位，這主要得益于中國品牌手機的異軍突起，2017年第一季度市場份額出現2%的漲幅。相反，iOS系統則出現了1.1%的跌幅。

其實，iOS操作系統市場份額下滑并非偶然，因為iOS設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，畢竟內嵌安卓操作系統的設備相對比較便宜，對消費者具有更大吸引力，且在功能和性能上已能滿足大多數人的需求。

高德納在報告中預計，安卓與iOS的差距仍將會拉大，這不僅因為中國智能手機制造廠商瘋狂擴張海外市場，而且谷歌還通過安卓系統持續推動入門級智能手機的增長。

參考文獻：

[1]Debashis De. 移動云計算：架構、算法與應用[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. 云計算：商業趨勢與技術[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.手機那點事兒[M].北京：機械工業出版社，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