智能手机操作系统研究

孙鹏淼

摘要：智能手机操作系统是一种为智能手机、平板电脑或其他移动设备提供的运行平台，其运算能力和功能比传统功能手机更加强大。当前，使用最多的操作系统包括安卓、iOS、Windows Phone、YunOS、塞班和BlackBerry OS，本文重点介绍了各类智能手机操作系统的特征和应用场景。

关键词：智能手机；操作系统；平板电脑；安卓；iOS；Windows Phone

曾几何时，人们以拥有一部大块头的功能手机为荣；而现在，小巧的智能手机走进了人们的日常生活。功能手机没有搭载开放性操作系统，仅拥有语音通话、短消息服务和多媒体应用功能，而智能手机拥有独立操作系统和运行空间，用户可以自行安装游戏和软件等服务提供商开发的应用程序，并能够通过移动通信网络来实现手机接入无线网络。智能手机之所以能如此“智能”，移动操作系统功不可没[1，2]。

智能手机操作系统执行资源分配和管理功能，并为工作于移动设备上的软件提供了一种运行平台。它支持个人计算机的功能以及触摸屏、蓝牙、Wi-Fi（无线保真）、GPS（全球定位系统）、用于拍摄静态和动态图像的相机、视频和音频录制设备、视频和音频播放设备以及诸多其他属性[3]。

当前，使用最多的操作系统包括安卓、iOS、Windows CE、塞班和BlackBerry OS[4]。

1发展简史

经过几代的发展，智能手机操作系统直接驱动了移动设备功能的增强以及从普通电话到智能手机的演进。我们对智能手机操作系统的发展简史进行归纳[5]。

●1979～1992年期间，使用嵌入式系统的手机开始出现，该系统主要用于用于控制手机正常工作。

●1993年，第一款具有触摸屏、电子邮件和个人数字助理（PDA）功能的智能手机发布。

●1996年，安装有Palm OS操作系统的Palm Pilot 1000个人数字助理出现。同年，Windows CE便携式PC设备问世。

●1999年，诺基亚S40操作系统面世。

●2000年，塞班操作系统出现。

●2001年，首款安装Palm OS的智能手机——京瓷6035发布。

●2002年，第一款黑莓智能手机推出。

●2005年，诺基亚针对首款互联网平板电脑N770发布Maemo操作系统

●2007年，苹果公司推出安装iOS操作系统的iPhone。

●2008年，HTC（宏达国际电子股份有限公司）推出Android1.0操作系统。

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

●2011年，安装Linux操作系统的首款移动设备问世。

●2012年，Mozilla基金会推出Firefox的操作系统。

●2013年，乌班图触摸版Linux操作系统问世，而黑莓公司推出Blackberry，作为智能手机的新操作系统。

2安卓

安卓（Android）是作为一种开源操作系统出现的，但运行于安卓设备上的大部分软件（如谷歌商店、谷歌搜索、谷歌服务、谷歌音乐及其他软件）都是经过许可的。安卓1.0、1.5和1.6版只适用于手机，安卓2.x版除了适用于手机，还可以应用于平板电脑，但安卓3.0是仅针对平板电脑开发的，因而无法在手机上运行。最新的安卓版本是Android 6.5。安卓占有全球86.1%的市场份额。安卓操作系统的特征可归纳为：

●诸如ARM（进阶精简指令集机器）、MIPS（无内部互锁流水级的微处理器）和x86等平台支持安卓操作系统

●支持HTML 5、开源网站浏览器和谷歌地图

●支持图片通过移动设备直接上传到Picasa（谷歌免费图片管理工具）

●支持升级后的搜索和导航功能

●支持屏幕与2D（二维）、3D图形之间的动画

●支持多任务处理

●支持GPS、加速度计、磁力计、图片摄像头、FM（调频）调谐器、触摸屏设备、动态壁纸和诸多其他功能。

3 Windows CE

Windows CE操作系统是由微软公司推出的。它的官方名称是Windows嵌入式紧凑型，这是一种适用于手持设备和嵌入式系统的实时操作系统。Windows CE是适用于存储空间有限的设备，可以在兆字节级存储器上运行。人们已经在Windows CE平台開发出诸多平台，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和诸多其他嵌入式和手持设备。

Windows CE操作系统的特征包括：

●它是一种32位操作系统；

●它非常适用于多种处理器架构；

●对于精确的硬件集合，我们可以对Windows CE进行编译；

●源代码包含在内核中，而内核包括硬件抽象层；

●可以对存储空间进行分区；

●它支持大型存储介质；

●它包括一个支持更大文件的文件系统；

●当电池耗尽时，文件和数据被保存在闪存文件系统中；

●它支持与蜂窝网络建立连接。

4 iOS

iOS应用于苹果iPhone手机和iPad平板电脑中。该操作系统共分为4层。第1层负责提供基础服务，第2层负责提供核心服务，第3层负责支持媒体功能，第4层被指定为触摸层。该操作系统大小为500MB，但可能会随着操作系统版本的不同而发生变化。它们支持高效、高速的用户接口。endprint

5塞班操作系统

塞班（Symbian）操作系统曾一度应用于大部分智能手机，它与桌面操作系统非常类似。塞班是一种专为智能手机设计的开源操作系统，支持抢占式多任务处理、多线程和内存管理，因而对内存保持提出了较高要求。塞班操作系统支持基于事件的处理，且当应用与事件不相关时，就把处理器关闭。该技术有助于降低功耗，延长电池寿命。塞班操作系统的特征包括：

●它支持多媒体和多模态应用。

●塞班的图形支持3D渲染。

●塞班的應用开发语言（ADL）包括Personal Java、JavaJVM（Java虚拟机）、Java微型版、JavaPhone、Symbian C/C ++、Adobe Flash、Web Runtime及其他语言。

●塞班操作系统支持Linux、Mac OS、MeeGi和Maemo。

●它支持通讯录维护、一键通（PTT）、幻灯片、电子邮件下载、地址簿、电子表格、日历、备忘录、网站浏览、文字处理、文本到语音转换器、Adobe Reader、音乐、视频播放器。

6 Blackberry OS

Blackberry OS是黑莓公司开发的、仅用于黑莓智能手机和平板电脑的专有操作系统。诸如Q5、Q10、Z10、Z30和P9982智能手机等设备都支持Blackberry操作系统。该操作系统使用运动和触摸的革命性组合来实现导航和控制。返回键在该操作系统中是无效的，且不需要按任何键即可实现任何命令或数据输入。唯一需要按键的就是打开或关闭设备。Blackberry操作系统支持多任务处理，并提供推特、脸谱、黑莓信使、领英等工具。Blackberry支持对每张照片的多个帧进行捕捉。点击图像的特征可以轻而易举地使用软件进行校正。该操作系统还支持视频聊天和IP语音电话功能。

7 市场份额

在整个智能手机操作系统市场，无非就是安卓和iOS之间的争夺战。那么，两者之间的战况目前如何呢？2017年5月，市场调研机构高德纳（Gartner）发布了2017年第一季度智能手机追踪报告[6]。高德纳研究报告提供的数据显示，苹果iOS操作系统设备2017年出货量为5199.25万台，相比之下，安卓设备的出货量高达3.271亿台。若换成市场份额，iOS当前仅剩下13.7%的市场份额，而安卓占比高达86.1%，如表1所示。

高德纳报告表明，安卓仍然保持着移动通信设备市场的统治地位，这主要得益于中国品牌手机的异军突起，2017年第一季度市场份额出现2%的涨幅。相反，iOS系统则出现了1.1%的跌幅。

其实，iOS操作系统市场份额下滑并非偶然，因为iOS设备原本就是定位于高端市场，仅凭借苹果粉并不足以刺激其在新兴市场的销售，毕竟内嵌安卓操作系统的设备相对比较便宜，对消费者具有更大吸引力，且在功能和性能上已能满足大多数人的需求。

高德纳在报告中预计，安卓与iOS的差距仍将会拉大，这不仅因为中国智能手机制造厂商疯狂扩张海外市场，而且谷歌还通过安卓系统持续推动入门级智能手机的增长。

参考文献：

[1]Debashis De. 移动云计算：架构、算法与应用[M].郎为民，张锋军，姚晋芳，等，译.北京：人民邮电出版社，2017.

[2]IgorFaynberg，HuilanLuandDorSkuler. 云计算：商业趋势与技术[M].郎为民，王大鹏，姚晋芳，等，译.北京：人民邮电出版社，2017.

[3]郎为民.手机那点事儿[M].北京：机械工业出版社，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