國產操作系統發展研究

摘要：操作系統是計算機系統中的系統軟件，對信息技術蓬勃發展具有關鍵作用。我國自“八五”攻關計劃開始國產操作系統的研發，至今進入了新的發展階段。文章對國產操作系統如麒麟、統信、HramonyOS的發展背景、現狀進行了調研和分析。調研數據從信創元年開始，展示了國產操作系統從無到有，從弱到強的發展過程。同時也指出了國產操作系統面臨生態體系、基礎研究薄弱等不足，提出了一些推廣建議。

關鍵詞：國產操作系統；國產操作系統發展；軟件生態；國產操作系統推廣；信創

中圖分類號：TP316文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）35-0053-03開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

0引言

計算機操作系統是管理計算機硬件和軟件資源的核心程序，在信息技術中占據關鍵地位。國產操作系統在信創（信息技術應用創新產業）中扮演著重要的角色，我國必須發展安全可信的國產操作系統及自我主導的操作系統根社區。

1發展背景

高科技領域被“卡脖子”的背景下，中國不得不加速自主可控的國產操作系統的建設及使用。

1.1國際局勢的變化

2013年6月被曝光的US-984XN計劃，披露美國國家安全局（NSA）自2007年開始，美國互聯網公司的中心服務器挖掘情報的實施，其中蘋果、微軟、谷歌等多家國際網絡巨頭參與其中。該事件的曝光不僅揭示了網絡安全問題，同時也讓國人重新關注了底層操作系統對于隱私信息保護的重要性。

2016年3月，美國商務部對中興通訊施行出口限制，禁止美國元器件供應商向中興通訊出口元器件、軟件、設備等技術產品。2018年4月16日，美國商務部宣布對中興通訊實施為期7年的出口禁令，禁止美國公司向其出售零部件和技術。對中國航天科工集團第二研究院、華為設備有限公司、海思光電子有限公司及部分高校實行出口管制政策，進一步加快了中國對實現操作系統等基礎軟件自主可控的速度。

1.2國家政策扶持

國際形勢的不斷改變，使得我國加大了對于操作系統行業關注和投入，同時鼓勵市場資源向基礎類軟件調配。

2006年，國務院頒布《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》，明確指出15年的科技工作指導方針是：自主創新，重點跨越，支撐發展，引領未來。其中自主創新就是從增強國家創新能力出發，加強原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新。同時指出發展信息產業和現代服務業是突破制約信息產業發展的核心技術。掌握集成電路及關鍵元器件、大型軟件、高性能計算、寬帶無線移動通信、下一代網絡等核心技術，提高自主開發能力和整體技術水平[1]。這一方針是我國半個多世紀科技發展實踐經驗的概括總結，是面向未來、實現科技自立自強的重要抉擇。

在關鍵基礎設施上逐步取消國外產品、方案的使用，標志著信創起步。信創產業的核心是建立基于自己的IT底層架構和標準，形成自由開放生態。換句話說，就是在核心芯片、基礎硬件、操作系統、中間件、數據服務器等領域實現國產替代。為了早日擺脫受制于人的局面，政府將信創提升至國家戰略層面，推出“2+8+N”安全可控發展體系“（2”指黨、政兩大體系，“8”指八大行業：金融、電力、電信、石油、交通、教育、醫療、航空航天），“N”指地產、物流、汽車等消費市場。在操作系統發展方面，實現國產化是信創中至關重要的內容。

1.3核心機構及行業的期望

出于國家發展戰略的需求，國內各行業非常期望簡潔、方便、安全的國產操作系統，國家相關的政府部門，更是需要安全可靠的國產操作系統。關乎國家命脈的能源、電力、交通和金融等行業為了安全也要求操作系統國產化。一些行業已經開始并不斷提升操作系統國產化替代，比如在金融領域的操作系統主要以通信UOS、麒麟、紅旗等為主，包括大型國有銀行和地方銀行等。在教育領域，2021年教育部就聯合六大部委發布《關于推進教育新型基礎設施建設構建高質量教育支撐體系的指導意見》，其中重點強調教育新型基礎設施要充分考慮信息技術應用創新產業，加強可信安全在教育行業的應用，教育信創加速布局，各大國產操作系統紛紛在教育行業開始試點布局。

2發展現狀

從操作性的運行設備類型看，操作系統包括桌面操作系統、服務器操作系統、智能終端操作系統、嵌入式操作系統等。根據操作系統內核是否開源，操作系統可以劃分為開源操作系統和閉源操作系統。經過多年的發展，國產操作系統大多數是基于開源的Linux內核開發，當然也有完全獨立自主研發的純國產操作系統。

2.1發展歷程

由于國家政策的扶持、研究人員的堅持不懈和不斷擴大的市場規模，國產操作系統發展經歷了從無到有逐漸發展壯大的過程。過去幾十年，國產操作系統的發展大致經歷了學習、二次開發、自主研發三個不同階段。隨著時間的推移，將不斷突破，直至實現完全自主可控。

國產操作系統從“八五攻關計劃”，以學習為主的開始階段。1999年建立以開源Linux為核心的發展路線，中標麒麟、深之度不斷壯大走向可用。20多年的發展，以深度Deepin為代表的國產操作系統，其軟件生態不斷完善，逐步具備市場競爭力。

在學習國外操作系統的基礎之上，國產操作系統以開源的Linux內核為基礎，進行二次開發，出現了多個國產操作系統，如桌面操作系統：UOS系統、中標麒麟NeoKylin、深度Linux等，服務器操作系統：ope?nEuler、AnolisOS、OpenCloudOS等，嵌入式操作系統：AliosThings、HuaweiLiteOS、RT-Thread、SylixOS等，其中以麒麟操作系統，統信操作系統市場占有率為主。

隨著國家戰略和企業發展的需要，相應的政策和市場的需求都加速了國產操作系統的發展。如今的國產操作系統開始步入完全自主研發階段。2019年華為推出了自主研發的HarmonyOS操作系統，把我國操作系統的發展推到一個新的高度，國產操作系統正穩中向好，向自主研發和大規模商用推進。

2.2市場變化

根據Stat-Counter數據，2022年3月，Windows桌面操作系統在中國市場占有率為85.82%，位居第一。蘋果MacOS位居第二，市場占有率為5.89%。Linux占有率為0.69%，其他操作系統占比約7.6%；服務器操作系統則是Linux占據79%，Windows占據20%。截至2023年12月底，全球桌面操作系統中，微軟的Win?dows所占的份額為72.72%，然后是蘋果的MacOS，份額為16.38%。這兩大系統占了近90%的份額，其他操作系統的份額不足10%。

中國市場截至2023年底，在桌面操作系統領域，Windows和MacOS的份額約占75%。各種國產操作系統，約20%的份額。服務器等領域，國產操作系統表現較好。數據顯示，到2023年底，服務器等領域，國外系統份額只有40%左右，60%已經被替代成了國產操作系統，如華為歐拉、阿里龍蜥等國產系統。在手機等應用領域，華為鴻蒙操作系統在國內已經取代了iOS，成為新增市場第二大操作系統。

2022年6月，統信以麾下深度Deepin社區為基礎，建立了面向全球的桌面操作系統開源社區，助力其國產操作系統發展。隨著生態環境的不斷優化，用戶數量高速增長，其生態適配數量超過100萬，社區注冊用戶超過24萬，并且與之合作的廠商約5400家，各大應用商店上架的應用數量達到驚人的10萬左右。統信UOS從2020年到2023年在軟硬件適配，合作伙伴及社區注冊用戶的數據[2]如表1所示。

麒麟軟件于2022年5月，桌面操作系統根社區openKylin開發者平臺首次上線，2023年6月已經擁有300多家企業成員和99萬社區人數。2022年12月29日，麒麟軟件生態在軟硬件兼容適配方面，總計超過150萬。其中，軟件生態兼容適配達到108萬，硬件生態兼容適配約達42萬。麒麟軟件生態合作伙伴超過6000家，麒麟軟件生態適配官網上注冊的企業和用戶數量已超過38000人。麒麟軟件積極地與操作系統廠商、獨立軟件供應商（ISV）、獨立硬件供應商（IHV）、用戶單位、政策部門和開源社區等多方合作和協同發展。合作包括兼容適配、性能測試和聯合優化等方面。麒麟軟件在天津、北京、長沙、江西和廣州等地建立了線下生態適配創新中心，為金融、電信、交通、能源、央企、黨政、教育和醫療等各行業提供高質量的技術支持和生態適配服務。此外，麒麟軟件與各大芯片廠商和整機廠商達成了深度戰略合作，并與飛騰、鯤鵬、龍芯、海光、兆芯、申威、海思等CPU廠商和整機廠商建立了聯合實驗室。在生態建設方面，麒麟軟件取得了階段性的成果。麒麟軟件在軟硬件適配、合作伙伴及注冊用戶的發展[3]如表2所示。

華為鴻蒙操作系統作為面向全場景的分布式操作系統，從2019年到2023年，鴻蒙生態持續創新攻堅，持續進化開放。截至目前，搭載HarmonyOS的華為設備已達3.2億個，鴻蒙智聯已有合作伙伴超2200個，其中包括美的、海爾、格力、方太、老板、蘇泊爾、九陽、西門子、松下、史密斯、歐普等國際頂尖品牌。產品發貨量超2.5億臺；鴻蒙生態開發者超200萬個，HarmonyOS原子化服務約5萬個；HMSCore開放25030個API，近4萬款應用跟隨華為步伐走向全球市場。表3是2020—2023年華為HarmonyOS[4]發展數據。

3發展挑戰

國產操作系統的研發可以追溯到20世紀90年代。由于當時的技術力不夠以及市場相對完善的國外操作系統，導致相應的國產操作系統基本孵化失敗。進入21世紀以來，國家越來越重視信息技術的發展，作為信息技術基礎的操作系統，更是重中之重。近些年隨著國際局勢的變化被迫提升發展速度。盡管國產操作系統取得了不少成績，但是仍然面臨一些問題。韓乃平[5]等指出了我國國產操作系統產業生態鏈發展難度大，生態碎片化嚴重問題。蘇曙光[6]等指出了目前操作系統國產化面臨創新人才嚴重短缺的困境。不方便使用、兼容性差、生態構建不足等問題。這些問題的確都是困擾國產操作系統的難題。歸納起來，生態體系和基礎研究薄弱是國產操作系統發展的核心問題。

生態是操作系統最寬闊的“護城河”。打造最寬闊的護城河，比單獨某一項技術領先更重要。因此建設好的生態，對于國產操作系統的推廣具有非常重要的意義。建立統一的接口規范，才能更好地實現芯片適配、關鍵系統的遷移。加大基礎技術人才培養，盡快儲備人才，解決基礎研究薄弱的問題。

3.1生態體系薄弱

建設好的生態，對于國產操作系統的推廣具有非常重要的意義。目前生態碎片化、缺乏統一的行業標準等問題需要解決，生態體系不完善就不能實現快速迭代。

Windows操作系統經過多年發展，占據了絕對市場優勢，其生態已經非常成熟。而我國獨立自主的操作系統生態構建卻處于起步階段，協同機制亟須完善。無論是麒麟操作系統，還是統信操作系統，雖然安全可用，可是面對龐大的上游應用軟件及下游的各種硬件，都面臨巨大的適配問題。大型商業應用軟件的遷移，也因為不同客戶的差異需求，存在遷移延遲或者遷移成本問題。生態參與者在沒有一定規模的情況下，操作系統的部署面臨巨大推廣阻力，很難建立快速迭代的、健康可持續的發展。

國產鴻蒙操作系統更是面臨生態建設的大挑戰，在鴻蒙操作系統之前，Android和iOS系統經過多年的發展，已經建立起強大的軟件生態環境。實現移動終端操作系統的國產替代，勢必要實現海量應用遷移或重新開發，這是妨礙鴻蒙操作系統蓬勃發展強大阻力。

3.2基礎研究薄弱

國內信息產業長期存在重視應用，輕視基礎研究的問題，使得目前關鍵核心技術受制于人，存在嚴重的“斷供”風險。國產操作系統建立在開源基礎上，沒有原生態的操作系統，依然存在“卡脖子”風險。究其原因，是我國在基礎研究領域研究方面比較薄弱。

基礎研究薄弱一方面表現在教育方法，一方面表現在社會方面。教育方面，我國高等教育在基礎研究方面投入還不夠高，基礎研究對高端人才的吸引力還不夠強，還不能滿足我國高質量的發展需求。社會方面，我國的基礎軟件行業發展還不夠好，從業人數基數還不夠大，市場難以長期駐留大量高端人才。

為了更好吸引更多基礎軟件開發者，國內開啟了一些基礎開源社區建設，雖然目前與國外的開源生態發展還有差距，但是已經逐步開始吸引從事操作系統建設需要的高端人才的量和質。

4推廣建議

國產操作系統雖然得到了很大的發展，但是由于長期國外操作系統的壟斷，為我國操作系統發展推廣也帶來了不小阻力。這里為國產操作系統推廣提出一些建議。

首先，大力推進政府、國有化企事業單位操作系統國產化。操作系統安全對國家發展具有重要意義，率先在重要部門、重要位置開展操作系統國產具有戰略意義。

其次，在大學相關專業中開展操作系統國產化技術教育，大學生是專業知識學習的主力軍，對新事物、新技術具有熱情，也是未來從事相關行業建設的接班人。國產操作系統的推廣可以深入高校，實現教、學、用國產操作系統。在培養信息技術專業方面，開展專業課程國產化、專業技術國產化、專業實驗國產化等活動。

另外，加大市場調配力度，鼓勵建設操作系統國產化生態。繁榮的生態市場是操作系統國產化發展的關鍵，也是國產操作系統未來能夠長期發展的基石。在市場經濟條件下，只有不斷完善市場的資源調配，通過市場力量，激勵國產化發展，才能實現未來的可持續發展。

5結束語

國產操作系統的發展壯大是一個長期的過程，其發展推廣也是一個綜合的問題，需要在不斷發展過程中總結經驗。

操作系統是計算機系統中的基礎軟件，更是經濟社會發展中的重要基礎設施，對于國家信息技術的發展有著舉足輕重的地位，可謂是國之重器。因此，操作系統國產化的趨勢勢不可擋。盡管我國國產操作系統發展還相對落后，但是已經逐步走上了自主研發的道路，期待國產操作系統的未來更加強大和普惠。

【通聯編輯：王力】

項目資助：教育部產學協同育人項目：基于HarmonyOS的課程資源構建與推廣；中原工學院教改項目：國產軟件技術禪學融合建設路徑研究與實踐