国产操作系统发展研究

摘要：操作系统是计算机系统中的系统软件，对信息技术蓬勃发展具有关键作用。我国自“八五”攻关计划开始国产操作系统的研发，至今进入了新的发展阶段。文章对国产操作系统如麒麟、统信、HramonyOS的发展背景、现状进行了调研和分析。调研数据从信创元年开始，展示了国产操作系统从无到有，从弱到强的发展过程。同时也指出了国产操作系统面临生态体系、基础研究薄弱等不足，提出了一些推广建议。

关键词：国产操作系统；国产操作系统发展；软件生态；国产操作系统推广；信创

中图分类号：TP316文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）35-0053-03开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

0引言

计算机操作系统是管理计算机硬件和软件资源的核心程序，在信息技术中占据关键地位。国产操作系统在信创（信息技术应用创新产业）中扮演着重要的角色，我国必须发展安全可信的国产操作系统及自我主导的操作系统根社区。

1发展背景

高科技领域被“卡脖子”的背景下，中国不得不加速自主可控的国产操作系统的建设及使用。

1.1国际局势的变化

2013年6月被曝光的US-984XN计划，披露美国国家安全局（NSA）自2007年开始，美国互联网公司的中心服务器挖掘情报的实施，其中苹果、微软、谷歌等多家国际网络巨头参与其中。该事件的曝光不仅揭示了网络安全问题，同时也让国人重新关注了底层操作系统对于隐私信息保护的重要性。

2016年3月，美国商务部对中兴通讯施行出口限制，禁止美国元器件供应商向中兴通讯出口元器件、软件、设备等技术产品。2018年4月16日，美国商务部宣布对中兴通讯实施为期7年的出口禁令，禁止美国公司向其出售零部件和技术。对中国航天科工集团第二研究院、华为设备有限公司、海思光电子有限公司及部分高校实行出口管制政策，进一步加快了中国对实现操作系统等基础软件自主可控的速度。

1.2国家政策扶持

国际形势的不断改变，使得我国加大了对于操作系统行业关注和投入，同时鼓励市场资源向基础类软件调配。

2006年，国务院颁布《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》，明确指出15年的科技工作指导方针是：自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来。其中自主创新就是从增强国家创新能力出发，加强原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新。同时指出发展信息产业和现代服务业是突破制约信息产业发展的核心技术。掌握集成电路及关键元器件、大型软件、高性能计算、宽带无线移动通信、下一代网络等核心技术，提高自主开发能力和整体技术水平[1]。这一方针是我国半个多世纪科技发展实践经验的概括总结，是面向未来、实现科技自立自强的重要抉择。

在关键基础设施上逐步取消国外产品、方案的使用，标志着信创起步。信创产业的核心是建立基于自己的IT底层架构和标准，形成自由开放生态。换句话说，就是在核心芯片、基础硬件、操作系统、中间件、数据服务器等领域实现国产替代。为了早日摆脱受制于人的局面，政府将信创提升至国家战略层面，推出“2+8+N”安全可控发展体系“（2”指党、政两大体系，“8”指八大行业：金融、电力、电信、石油、交通、教育、医疗、航空航天），“N”指地产、物流、汽车等消费市场。在操作系统发展方面，实现国产化是信创中至关重要的内容。

1.3核心机构及行业的期望

出于国家发展战略的需求，国内各行业非常期望简洁、方便、安全的国产操作系统，国家相关的政府部门，更是需要安全可靠的国产操作系统。关乎国家命脉的能源、电力、交通和金融等行业为了安全也要求操作系统国产化。一些行业已经开始并不断提升操作系统国产化替代，比如在金融领域的操作系统主要以通信UOS、麒麟、红旗等为主，包括大型国有银行和地方银行等。在教育领域，2021年教育部就联合六大部委发布《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》，其中重点强调教育新型基础设施要充分考虑信息技术应用创新产业，加强可信安全在教育行业的应用，教育信创加速布局，各大国产操作系统纷纷在教育行业开始试点布局。

2发展现状

从操作性的运行设备类型看，操作系统包括桌面操作系统、服务器操作系统、智能终端操作系统、嵌入式操作系统等。根据操作系统内核是否开源，操作系统可以划分为开源操作系统和闭源操作系统。经过多年的发展，国产操作系统大多数是基于开源的Linux内核开发，当然也有完全独立自主研发的纯国产操作系统。

2.1发展历程

由于国家政策的扶持、研究人员的坚持不懈和不断扩大的市场规模，国产操作系统发展经历了从无到有逐渐发展壮大的过程。过去几十年，国产操作系统的发展大致经历了学习、二次开发、自主研发三个不同阶段。随着时间的推移，将不断突破，直至实现完全自主可控。

国产操作系统从“八五攻关计划”，以学习为主的开始阶段。1999年建立以开源Linux为核心的发展路线，中标麒麟、深之度不断壮大走向可用。20多年的发展，以深度Deepin为代表的国产操作系统，其软件生态不断完善，逐步具备市场竞争力。

在学习国外操作系统的基础之上，国产操作系统以开源的Linux内核为基础，进行二次开发，出现了多个国产操作系统，如桌面操作系统：UOS系统、中标麒麟NeoKylin、深度Linux等，服务器操作系统：ope⁃nEuler、AnolisOS、OpenCloudOS等，嵌入式操作系统：AliosThings、HuaweiLiteOS、RT-Thread、SylixOS等，其中以麒麟操作系统，统信操作系统市场占有率为主。

随着国家战略和企业发展的需要，相应的政策和市场的需求都加速了国产操作系统的发展。如今的国产操作系统开始步入完全自主研发阶段。2019年华为推出了自主研发的HarmonyOS操作系统，把我国操作系统的发展推到一个新的高度，国产操作系统正稳中向好，向自主研发和大规模商用推进。

2.2市场变化

根据Stat-Counter数据，2022年3月，Windows桌面操作系统在中国市场占有率为85.82%，位居第一。苹果MacOS位居第二，市场占有率为5.89%。Linux占有率为0.69%，其他操作系统占比约7.6%；服务器操作系统则是Linux占据79%，Windows占据20%。截至2023年12月底，全球桌面操作系统中，微软的Win⁃dows所占的份额为72.72%，然后是苹果的MacOS，份额为16.38%。这两大系统占了近90%的份额，其他操作系统的份额不足10%。

中国市场截至2023年底，在桌面操作系统领域，Windows和MacOS的份额约占75%。各种国产操作系统，约20%的份额。服务器等领域，国产操作系统表现较好。数据显示，到2023年底，服务器等领域，国外系统份额只有40%左右，60%已经被替代成了国产操作系统，如华为欧拉、阿里龙蜥等国产系统。在手机等应用领域，华为鸿蒙操作系统在国内已经取代了iOS，成为新增市场第二大操作系统。

2022年6月，统信以麾下深度Deepin社区为基础，建立了面向全球的桌面操作系统开源社区，助力其国产操作系统发展。随着生态环境的不断优化，用户数量高速增长，其生态适配数量超过100万，社区注册用户超过24万，并且与之合作的厂商约5400家，各大应用商店上架的应用数量达到惊人的10万左右。统信UOS从2020年到2023年在软硬件适配，合作伙伴及社区注册用户的数据[2]如表1所示。

麒麟软件于2022年5月，桌面操作系统根社区openKylin开发者平台首次上线，2023年6月已经拥有300多家企业成员和99万社区人数。2022年12月29日，麒麟软件生态在软硬件兼容适配方面，总计超过150万。其中，软件生态兼容适配达到108万，硬件生态兼容适配约达42万。麒麟软件生态合作伙伴超过6000家，麒麟软件生态适配官网上注册的企业和用户数量已超过38000人。麒麟软件积极地与操作系统厂商、独立软件供应商（ISV）、独立硬件供应商（IHV）、用户单位、政策部门和开源社区等多方合作和协同发展。合作包括兼容适配、性能测试和联合优化等方面。麒麟软件在天津、北京、长沙、江西和广州等地建立了线下生态适配创新中心，为金融、电信、交通、能源、央企、党政、教育和医疗等各行业提供高质量的技术支持和生态适配服务。此外，麒麟软件与各大芯片厂商和整机厂商达成了深度战略合作，并与飞腾、鲲鹏、龙芯、海光、兆芯、申威、海思等CPU厂商和整机厂商建立了联合实验室。在生态建设方面，麒麟软件取得了阶段性的成果。麒麟软件在软硬件适配、合作伙伴及注册用户的发展[3]如表2所示。

华为鸿蒙操作系统作为面向全场景的分布式操作系统，从2019年到2023年，鸿蒙生态持续创新攻坚，持续进化开放。截至目前，搭载HarmonyOS的华为设备已达3.2亿个，鸿蒙智联已有合作伙伴超2200个，其中包括美的、海尔、格力、方太、老板、苏泊尔、九阳、西门子、松下、史密斯、欧普等国际顶尖品牌。产品发货量超2.5亿台；鸿蒙生态开发者超200万个，HarmonyOS原子化服务约5万个；HMSCore开放25030个API，近4万款应用跟随华为步伐走向全球市场。表3是2020—2023年华为HarmonyOS[4]发展数据。

3发展挑战

国产操作系统的研发可以追溯到20世纪90年代。由于当时的技术力不够以及市场相对完善的国外操作系统，导致相应的国产操作系统基本孵化失败。进入21世纪以来，国家越来越重视信息技术的发展，作为信息技术基础的操作系统，更是重中之重。近些年随着国际局势的变化被迫提升发展速度。尽管国产操作系统取得了不少成绩，但是仍然面临一些问题。韩乃平[5]等指出了我国国产操作系统产业生态链发展难度大，生态碎片化严重问题。苏曙光[6]等指出了目前操作系统国产化面临创新人才严重短缺的困境。不方便使用、兼容性差、生态构建不足等问题。这些问题的确都是困扰国产操作系统的难题。归纳起来，生态体系和基础研究薄弱是国产操作系统发展的核心问题。

生态是操作系统最宽阔的“护城河”。打造最宽阔的护城河，比单独某一项技术领先更重要。因此建设好的生态，对于国产操作系统的推广具有非常重要的意义。建立统一的接口规范，才能更好地实现芯片适配、关键系统的迁移。加大基础技术人才培养，尽快储备人才，解决基础研究薄弱的问题。

3.1生态体系薄弱

建设好的生态，对于国产操作系统的推广具有非常重要的意义。目前生态碎片化、缺乏统一的行业标准等问题需要解决，生态体系不完善就不能实现快速迭代。

Windows操作系统经过多年发展，占据了绝对市场优势，其生态已经非常成熟。而我国独立自主的操作系统生态构建却处于起步阶段，协同机制亟须完善。无论是麒麟操作系统，还是统信操作系统，虽然安全可用，可是面对庞大的上游应用软件及下游的各种硬件，都面临巨大的适配问题。大型商业应用软件的迁移，也因为不同客户的差异需求，存在迁移延迟或者迁移成本问题。生态参与者在没有一定规模的情况下，操作系统的部署面临巨大推广阻力，很难建立快速迭代的、健康可持续的发展。

国产鸿蒙操作系统更是面临生态建设的大挑战，在鸿蒙操作系统之前，Android和iOS系统经过多年的发展，已经建立起强大的软件生态环境。实现移动终端操作系统的国产替代，势必要实现海量应用迁移或重新开发，这是妨碍鸿蒙操作系统蓬勃发展强大阻力。

3.2基础研究薄弱

国内信息产业长期存在重视应用，轻视基础研究的问题，使得目前关键核心技术受制于人，存在严重的“断供”风险。国产操作系统建立在开源基础上，没有原生态的操作系统，依然存在“卡脖子”风险。究其原因，是我国在基础研究领域研究方面比较薄弱。

基础研究薄弱一方面表现在教育方法，一方面表现在社会方面。教育方面，我国高等教育在基础研究方面投入还不够高，基础研究对高端人才的吸引力还不够强，还不能满足我国高质量的发展需求。社会方面，我国的基础软件行业发展还不够好，从业人数基数还不够大，市场难以长期驻留大量高端人才。

为了更好吸引更多基础软件开发者，国内开启了一些基础开源社区建设，虽然目前与国外的开源生态发展还有差距，但是已经逐步开始吸引从事操作系统建设需要的高端人才的量和质。

4推广建议

国产操作系统虽然得到了很大的发展，但是由于长期国外操作系统的垄断，为我国操作系统发展推广也带来了不小阻力。这里为国产操作系统推广提出一些建议。

首先，大力推进政府、国有化企事业单位操作系统国产化。操作系统安全对国家发展具有重要意义，率先在重要部门、重要位置开展操作系统国产具有战略意义。

其次，在大学相关专业中开展操作系统国产化技术教育，大学生是专业知识学习的主力军，对新事物、新技术具有热情，也是未来从事相关行业建设的接班人。国产操作系统的推广可以深入高校，实现教、学、用国产操作系统。在培养信息技术专业方面，开展专业课程国产化、专业技术国产化、专业实验国产化等活动。

另外，加大市场调配力度，鼓励建设操作系统国产化生态。繁荣的生态市场是操作系统国产化发展的关键，也是国产操作系统未来能够长期发展的基石。在市场经济条件下，只有不断完善市场的资源调配，通过市场力量，激励国产化发展，才能实现未来的可持续发展。

5结束语

国产操作系统的发展壮大是一个长期的过程，其发展推广也是一个综合的问题，需要在不断发展过程中总结经验。

操作系统是计算机系统中的基础软件，更是经济社会发展中的重要基础设施，对于国家信息技术的发展有着举足轻重的地位，可谓是国之重器。因此，操作系统国产化的趋势势不可挡。尽管我国国产操作系统发展还相对落后，但是已经逐步走上了自主研发的道路，期待国产操作系统的未来更加强大和普惠。

【通联编辑：王力】

项目资助：教育部产学协同育人项目：基于HarmonyOS的课程资源构建与推广；中原工学院教改项目：国产软件技术禅学融合建设路径研究与实践