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信息時代，操作系統(tǒng)無處不在。它管理和控制計算資源，構(gòu)建起豐富的行業(yè)應(yīng)用生態(tài)，不僅是計算機系統(tǒng)的關(guān)鍵，也是計算機產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石。信息時代關(guān)鍵領(lǐng)域的安全保障離不開自主可控的操作系統(tǒng)
2023年2月21日，習近平總書記在主持二十屆中共中央政治局第三次集體學習時強調(diào)：“要打好科技儀器設(shè)備、操作系統(tǒng)和基礎(chǔ)軟件國產(chǎn)化攻堅戰(zhàn)，鼓勵科研機構(gòu)、高校同企業(yè)開展聯(lián)合攻關(guān)，提升國產(chǎn)化替代水平和應(yīng)用規(guī)模，爭取早日實現(xiàn)用我國自主的研究平臺、儀器設(shè)備來解決重大基礎(chǔ)研究問題。”
信息時代，操作系統(tǒng)無處不在。操作系統(tǒng)是計算機的核心總控軟件。我們知道，計算機硬件包括中央處理器（CPU）、內(nèi)存、顯卡、硬盤等，計算機軟件包含操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等，常見的微信、QQ、WPS等應(yīng)用軟件就運行在操作系統(tǒng)之上。如果沒有操作系統(tǒng)，計算機軟硬件都無法正常工作。無論是我們?nèi)粘Ｊ褂眠€是專業(yè)領(lǐng)域所必需的信息化設(shè)備，都離不開操作系統(tǒng)。衛(wèi)星上有星載操作系統(tǒng)，飛機上有機載操作系統(tǒng)，艦船上有艦載操作系統(tǒng)，新能源汽車則搭載車載操作系統(tǒng)，現(xiàn)在的智能家電往往也通過操作系統(tǒng)進行各個功能的調(diào)度管理。操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的調(diào)度指揮和管理中心，是信息時代的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。
在信息時代發(fā)展的不同階段，操作系統(tǒng)呈現(xiàn)不同形態(tài)
操作系統(tǒng)的本質(zhì)是管理和控制計算資源。在信息時代發(fā)展的不同階段，計算資源的表現(xiàn)形式不同，操作系統(tǒng)也呈現(xiàn)不同形態(tài)。
在單個計算機作為計算資源的時代，操作系統(tǒng)管理的硬件計算資源包括運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備等，管理的軟件計算資源則是基于操作系統(tǒng)開發(fā)的應(yīng)用軟件。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，多臺計算機可通過一組通用協(xié)議連在一起，共同作為計算資源提供服務(wù)，這時候操作系統(tǒng)需要管理的硬件資源就要加進網(wǎng)絡(luò)中其他計算機設(shè)備，需要管理的軟件資源就包括單機應(yīng)用軟件和網(wǎng)絡(luò)上分布式運行的應(yīng)用軟件。在這個階段，人們熟悉的Windows操作系統(tǒng)是代表產(chǎn)品，我們國家開發(fā)的麒麟操作系統(tǒng)也越來越受到歡迎。
移動互聯(lián)網(wǎng)時代，操作系統(tǒng)管理的硬件計算資源還要包括移動體，管理的軟件計算資源既包括互聯(lián)網(wǎng)時代的應(yīng)用軟件，更包括大量運行于移動體之上的應(yīng)用軟件。管理移動體計算資源的典型操作系統(tǒng)有iOS、安卓和鴻蒙操作系統(tǒng)等。
近年來，衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展迅猛，規(guī)模化部署后的通信衛(wèi)星借助衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器中繼信號，可完成各個節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸，構(gòu)建成一張衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。相應(yīng)的，通過部署駐留在平流層的飛艇，借助飛艇轉(zhuǎn)發(fā)器中繼信號，也可構(gòu)建飛艇網(wǎng)絡(luò)。這些通信網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，推動人類社會邁入物聯(lián)網(wǎng)時代。原來電信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)覆蓋不到的地方，如今可以輕松實現(xiàn)連接。在物聯(lián)網(wǎng)時代，操作系統(tǒng)管理的計算資源可分為三大類：一類是傳感器，包括各種物理傳感器、化學傳感器、攝像頭等；第二類是網(wǎng)絡(luò)資源，包括局域網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、電信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等，涉及的傳輸協(xié)議多種多樣；第三類是泛在的人工智能應(yīng)用軟件或系統(tǒng)。此階段的操作系統(tǒng)形態(tài)更像是一個管理平臺，可以稱之為物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)平臺，由通用計算機操作系統(tǒng)和運行其上的平臺軟件組成。可以看出，隨著信息時代的發(fā)展演進，操作系統(tǒng)管理計算資源的本質(zhì)內(nèi)涵沒有變化，但外延已發(fā)生很大變化，操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)性、重要性地位更加凸顯。
操作系統(tǒng)是計算機產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石，是信息安全的重要保障
我們知道，高速公路、高速鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都要遵循一定的標準，比如寬度、速度、橋梁隧道、路燈照明等都有設(shè)計標準。這些標準為運行其上的各類車輛提供了設(shè)計制造、運行維護等方面的依據(jù)，保證整個高速公路網(wǎng)、高速鐵路網(wǎng)安全、通暢、高效。操作系統(tǒng)就如同信息時代的高速公路和高速鐵路，它管理軟硬件計算資源的接口標準，是信息時代各類計算資源有序協(xié)調(diào)、運轉(zhuǎn)、發(fā)揮作用的關(guān)鍵依托。可以說，操作系統(tǒng)的“標準”決定了軟硬件資源工作運行的“標準”。
圍繞操作系統(tǒng)所構(gòu)建的大量硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)，都深度依賴于操作系統(tǒng)的核心技術(shù)機理。在一個操作系統(tǒng)之上開發(fā)的應(yīng)用軟件，往往不能很順暢地運行于另外的操作系統(tǒng)之上。比如，操作系統(tǒng)對硬件驅(qū)動設(shè)備的管控機制，決定了硬件設(shè)備廠商如何編制相應(yīng)的驅(qū)動程序。同樣，操作系統(tǒng)對應(yīng)用軟件的開發(fā)機制支持，決定了應(yīng)用軟件開發(fā)商如何開發(fā)相關(guān)應(yīng)用軟件。無論是對硬件的管控機制，還是對應(yīng)用軟件的開發(fā)機制支持，操作系統(tǒng)對信息時代的技術(shù)生態(tài)來說都是關(guān)鍵依托、關(guān)鍵底座。
在信息時代，人們認識計算機，常常從認識操作系統(tǒng)開始；對相關(guān)人員計算機能力的考察，往往也依據(jù)其對操作系統(tǒng)的使用熟練程度。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的興起，支撐眾多應(yīng)用的移動操作系統(tǒng)，更是全社會使用頻度最高的操作系統(tǒng)。各行業(yè)各領(lǐng)域信息化系統(tǒng)的建設(shè)、運行過程中，也基于相應(yīng)的操作系統(tǒng)，培養(yǎng)了一批開發(fā)、運維、專業(yè)化使用的人才。可以說，信息化建設(shè)的技術(shù)、產(chǎn)品和人才生態(tài)很大程度上都建立在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上。操作系統(tǒng)不僅是計算機系統(tǒng)的關(guān)鍵，也是計算機產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石，更是信息安全的重要保障。
操作系統(tǒng)產(chǎn)品研制需要系統(tǒng)性持續(xù)布局
鑒于操作系統(tǒng)的基石作用，信息時代關(guān)鍵領(lǐng)域的安全保障離不開自主可控的操作系統(tǒng)。自主研制國產(chǎn)操作系統(tǒng)是必然選擇。我國從上世紀80年代以來，持續(xù)布局操作系統(tǒng)的研制工作，并取得一定成果。比如麒麟操作系統(tǒng)，特別是其中的麒麟服務(wù)器操作系統(tǒng)產(chǎn)品比較成熟穩(wěn)定，已應(yīng)用于金融、交通、通信、能源、教育等重點行業(yè)。嫦娥探月、天問探火、神舟十三號翱翔天際的背后，都有麒麟操作系統(tǒng)保駕護航。國產(chǎn)操作系統(tǒng)技術(shù)實力與日俱增，自主可控成效明顯。
操作系統(tǒng)產(chǎn)品研制作為一項系統(tǒng)工程，需要系統(tǒng)性持續(xù)布局。操作系統(tǒng)是有限的，操作系統(tǒng)所管理的硬件計算資源和軟件計算資源則不計其數(shù)，應(yīng)用生態(tài)豐富多樣。應(yīng)用生態(tài)的完善與操作系統(tǒng)功能性能的完善之間具有相互正反饋效應(yīng)。操作系統(tǒng)的應(yīng)用生態(tài)越豐富，越有助于其功能性能的完善；操作系統(tǒng)越完善，基于操作系統(tǒng)的開發(fā)者、企業(yè)等就會越多，應(yīng)用生態(tài)就越豐富。因此，生態(tài)體系建設(shè)是自主可控操作系統(tǒng)成功的關(guān)鍵所在。
操作系統(tǒng)是產(chǎn)業(yè)信息化、數(shù)字化的源頭活水，基于操作系統(tǒng)能夠構(gòu)建起豐富的行業(yè)應(yīng)用生態(tài)，有力推動產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展。我們國家擁有非常豐富的操作系統(tǒng)應(yīng)用場景，應(yīng)用生態(tài)的豐富和多元從根本上決定了國產(chǎn)操作系統(tǒng)的內(nèi)生動力和高質(zhì)量發(fā)展。后續(xù)應(yīng)加大需求牽引力度，同時在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面協(xié)同發(fā)力，攻堅克難。操作系統(tǒng)的底座作用與應(yīng)用系統(tǒng)的牽引作用相互發(fā)力、螺旋上升，最終通過政府引導與市場機制相結(jié)合的方式，達到動態(tài)平衡發(fā)展，形成良好的信息產(chǎn)業(yè)生態(tài)格局。相信通過聯(lián)合攻關(guān)，打贏操作系統(tǒng)國產(chǎn)化攻堅戰(zhàn)，必將有力保障國家信息產(chǎn)業(yè)安全和經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展。
（作者為北京航空航天大學軟件學院教授）
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《計算機操作系統(tǒng)（第四版）》：湯小丹等編著；西安電子科技大學出版社出版。
《操作系統(tǒng)實用教程（第三版）》：任愛華等編著；清華大學出版社出版。
《麒麟操作系統(tǒng)應(yīng)用與實踐》：蘭雨晴主編；電子工業(yè)出版社出版。
