Windows NT 内核由微软公司开发,应用于 Microsoft Windows 系列操作系统。其采用微内核设计,支持多用户和多任务环境,在个人电脑和服务器市场占据重要地位。例如,Windows 10 和 Windows Server 等系统,为用户提供了丰富的功能和稳定的运行环境。据统计,Windows 系统在全球个人电脑市场的占有率依然很高。
QNX Neutrino RTOS 内核由 QNX Software Systems(现属于黑莓公司)开发,主要应用于嵌入式系统、车载信息娱乐系统和工业自动化等领域。它采用微内核架构和消息传递机制,具有实时性强的特点。在车载信息娱乐系统中,QNX 内核能够确保系统的稳定性和响应速度,为用户提供流畅的操作体验。
FreeRTOS 是一个开源实时操作系统内核,由 Richard Barry 等人开发,适用于小型嵌入式设备。它专为资源有限的嵌入式环境设计,具有小巧、高效的特点。在物联网设备中,FreeRTOS 能够充分发挥其优势,为各种智能设备提供稳定的运行支持。
这些非 Linux 内核的操作系统各有其独特之处,在不同的应用场景中发挥着重要作用。它们的存在丰富了操作系统的多样性,为用户提供了更多的选择。
二、主要的非 Linux 内核操作系统(一)Windows NT 内核Windows NT 内核由微软开发,广泛应用于 Microsoft Windows 系列操作系统。它采用微内核设计,具有多用户多任务环境的特点。据统计,全球众多个人电脑和服务器都在使用基于 Windows NT 内核的操作系统。例如,Windows 10 系统在全球个人电脑市场占有率较高,为用户提供了丰富的功能和稳定的运行环境。其可移植性强,大部分用 C 和 C++ 编写,仅在必需的地方使用平台相关的汇编语言,并且通过将硬件相关部分放进 HAL.DLL,实现了与硬件的隔离,方便移植到不同平台。同时,Windows NT 具有可扩展性,内核可作为驱动程序动态加载,文件系统也可作为驱动加载,还能通过添加新的子系统扩展操作系统接口。在兼容性方面,Windows NT 必须能运行 DOS、Win16 和 OS/2 的程序,除了支持自身的 NTFS 文件系统外,还支持 FAT 和 HPFS 等文件系统。此外,Windows NT 在可维护性、安全性和多进程方面也有出色表现,为用户提供了安全可靠的操作环境。
(二)QNX Neutrino RTOS 内核QNX Neutrino RTOS 内核由 QNX Software Systems 开发,现属于黑莓公司。它主要应用于嵌入式系统、车载信息娱乐系统和工业自动化等领域。QNX Neutrino RTOS 采用微内核架构和消息传递机制,具有实时性强的特点。在车载信息娱乐系统中,该内核能够确保系统的稳定性和响应速度,为用户提供流畅的操作体验。其微内核架构使得系统更加稳定可靠,消息传递机制则提高了系统的通信效率。由于其在实时性方面的优势,QNX Neutrino RTOS 在对实时性要求较高的嵌入式和工业自动化领域也得到了广泛应用。
(三)FreeRTOSFreeRTOS 是一个由 Richard Barry 等人开发的开源实时操作系统内核,适用于小型嵌入式设备。它专为资源有限的嵌入式环境设计,具有小巧、高效的特点。在物联网设备中,FreeRTOS 能够充分发挥其优势,为各种智能设备提供稳定的运行支持。FreeRTOS 起源于 2003 年,由 Richard Barry 设计,由于其设计的小巧简单,整个核心代码只有 3 到 4 个 C 文件。累计开发者数百万,是目前市场占有率最高的 RTOS,现在 FreeRTOS 已经支持三十多种芯片,基本包含市场上所有的微控制器。2018 年被亚马逊收购,继续遵循 GPLV2 许可协议完全免费。
(四)Haiku OS 内核Haiku OS 内核由全球开源社区开发,目标是继承 BeOS 的设计理念,成为轻量级快速响应的多任务操作系统。1990 年,前苹果公司主管 Jean-Louse Gassee 创办了 Be 公司,历经 4 年艰苦,开发出了全新的 BeOS 操作系统。2001 年,Be 公司被 Palm 公司收购,BeOS 走到尽头。同年,一群忠实爱好者开始了 OpenBeOS 开源项目,目标是重建一个类似 BeOS 并与之兼容的自由操作系统。2003 年,他们在美国纽约州成立了非营利的组织 Haiku,Inc 以支持该项目。2004 年,由于版权原因,项目名称改为 Haiku。2009 年 9 月,经过世界各地的十几个核心开发人员 8 年的努力,项目组终于发布了第一个测试版 Haiku R1/Alpha1。目前,Haiku 已经发布了 4 个 Alpha 版本,即将进入 Beta 发布阶段。
(五)Plan 9 from Bell LabsPlan 9 from Bell Labs 由贝尔实验室开发,作为 Unix 的后继者提出分布式计算新理念并创新文件系统层次结构。它在操作系统设计方面进行了大胆的创新,为分布式计算提供了新的思路和方法。其独特的文件系统层次结构使得资源管理更加高效和灵活。
(六)HelenOSHelenOS 由全球开源社区开发,是模块化多内核风格操作系统项目,不依赖 POSIX 标准。HelenOS 的模块化设计使得系统更加灵活可扩展,多内核风格则提高了系统的性能和可靠性。不依赖 POSIX 标准使得它在设计上更加自由,可以根据实际需求进行定制化开发。
(七)Singularity OSSingularity OS 由微软研究院开发,专注安全性与可靠性,使用.NET 框架构建应用程序。Singularity OS 在安全性方面进行了深入的研究和设计,通过使用.NET 框架构建应用程序,提高了系统的安全性和可靠性。它为操作系统的安全性和可靠性提供了新的解决方案。
(八)Redox OSRedox OS 由 Redox OS 社区开发,从零开始设计类 Unix 操作系统,用 Rust 编程语言编写强调安全性和可靠性。Redox OS 用 Rust 编程语言编写,Rust 语言的安全性特点使得 Redox OS 在安全性和可靠性方面具有很大的优势。从零开始设计类 Unix 操作系统,使得它可以避免一些传统操作系统的问题,为用户提供更加稳定和安全的操作环境。
三、谷歌 Fuchsia OS(一)诞生缘由Android 系统对 Linux 和 Java 的依赖带来了一系列问题。一方面,在与 Oracle 关于 Java 的官司中,谷歌受到了较大打击。另一方面,Android 系统的碎片化问题严重,不同厂商对 Android 进行定制,导致生态系统不够统一。为了解决这些问题,谷歌开始研发 Fuchsia OS,希望打造一个更加统一、高效的操作系统。
(二)技术特点Fuchsia OS 采用了谷歌自行研发的全新内核 Zircon。这个内核使用 C 语言和 C++ 语言编写,具有高效、稳定的特点。Fuchsia OS 支持多种架构,包括 ARM 和 x86_64 架构,这意味着它可以在各种设备上运行,从智能手机到物联网设备,再到个人电脑。
Fuchsia OS 采用了模块化设计,每个服务或功能作为一个独立的组件存在,这提供了更好的隔离性和可替换性。同时,这种设计也解决了更新问题,使得系统的更新和维护更加简单高效。
此外,Fuchsia OS 对 Android 应用完全支持,这为其推广提供了巨大的优势。用户可以在 Fuchsia OS 上继续使用他们熟悉的 Android 应用,无需重新适应新的应用生态。
(三)系统构造Fuchsia OS 的整体架构被谷歌比喻为一个 “层蛋糕”,它被分成了四个不同的层次。
第一层是 Zircon 内核,这是构建 Fuchsia OS 的基石。Zircon 主要处理硬件访问和软件之间的通信,是一个轻量级的微内核。微内核将操作系统的关键服务移至用户空间,使得系统更加模块化和安全。
第二层是 Garnet,直接构建在 Zircon 上。Garnet 包含各种操作系统所需的各种底层功能,如硬件的驱动程序(网络,图形等)和软件安装。
第三层是 Peridot,主要处理 Fuchsia 的模块化应用程序设计。Peridot 中的另外两个主要组件直接用于模块,Ledger 可以跨设备保存用户在应用 / 模块中的位置,并同步到 Google 帐户;Maxwell 包括有 Kronk,功能类似 Google Assistant。
第四层是 Topaz,是 Fuchsia OS 的顶层,也是对开发者和用户直接影响最大的一层。Topaz 提供 Flutter 支持,可以帮助提供给用户日常使用的功能齐全的应用程序。
(四)竞争态势Fuchsia OS 的出现对 Android 和华为 Harmony OS 带来了竞争压力。与 Android 相比,Fuchsia OS 具有更加统一的生态系统和更高效的更新机制。与 Harmony OS 一样,Fuchsia OS 也旨在实现跨平台操作,为用户提供无缝的使用体验。
未来,Fuchsia OS 有可能成为谷歌首推的全平台操作系统。谷歌拥有庞大的用户基础和强大的技术实力,Fuchsia OS 的发展前景值得期待。然而,要想在竞争激烈的操作系统市场中脱颖而出,Fuchsia OS 还需要不断完善和推广,吸引更多的开发者和用户。
四、华为 HarmonyOS NEXT 鸿蒙星河版(一)纯血鸿蒙的特点HarmonyOS NEXT 鸿蒙星河版作为华为的全新操作系统,具有显著的特点。它采用了自研内核,彻底去掉了传统的 Linux 内核和 AOSP(安卓开放源代码项目)代码,展现出华为在操作系统领域的强大自主研发能力。鸿蒙星河版致力于为用户带来六大极致原生体验,包括原生精致、原生易用、原生流畅、原生安全、原生智能以及原生互联。
在原生精致方面,鸿蒙星河版采用全局光照技术,使 UI 界面和各项部件的阴影效果更加自然,立体感和空间感十足。同时,不同终端设备上保持一致的美学风格,呈现出家族化设计,为用户带来视觉上的享受。
原生易用特性使得用户能够轻松上手操作,系统的交互设计更加人性化,满足不同用户群体的需求。
原生流畅体验确保了系统在各种场景下的运行速度和响应能力。无论是日常使用还是运行大型应用程序,鸿蒙星河版都能提供流畅的操作感受。
原生安全方面,鸿蒙星河版重塑了底层技术上的安全管理逻辑,从安卓设备上常见的权限管理转向数据管理,减少了 70% 的授权弹窗,降低了授权提醒对用户的干扰,为用户提供更加安全的使用环境。
原生智能特性体现在系统拥有强大的 AI 基础能力,能够直接为第三方应用赋能。例如,鸿蒙通过 AI 实现的抠图功能在小红书 App 中得到应用,语音朗读控件在新浪阅读 App 中为用户播报文字类内容。
原生互联则进一步强化了鸿蒙系统在万物互联时代的优势,实现不同设备之间的无缝连接和协同工作。
(二)应用适配进度目前,华为应用商店设立了 “鸿蒙先锋应用” 专区,众多应用厂商积极响应,加速开发鸿蒙原生应用。根据相关数据显示,已有阿里、腾讯、百度、字节跳动等大厂一系列 App 宣布匹配 HarmonyOS NEXT 鸿蒙星河版,适配版陆续开发并上架。以微信为例,其合并月活用户数为 13.43 亿,也是公认适配难度极高的应用之一。接近腾讯的人士表示,除了已经公开亮相华为开发者大会的多款应用外,旗下多款产品都在进行鸿蒙系统的开发适配工作。
此外,阿里系的淘宝、1688、闲鱼、飞猪、菜鸟裹裹、钉钉等 App,以及字节系头部 App 如今日头条、抖音、西瓜视频等 App 也在大会现场的鸿蒙生态 logo 墙上亮相。腾讯旗下有腾讯视频、腾讯新闻、QQ 浏览器、搜狗输入法、腾讯自选股、QQ 音乐、酷狗音乐、酷我音乐、全民 K 歌、懒人听书、起点读书等十余款 App 宣布将适配鸿蒙。
众多国民级手机应用的适配工作,不仅体现了大厂对原生鸿蒙的需求,也将直接改变原本逐年下滑的开发人才需求现状。根据智联招聘平台数据显示,2023 年 1 - 10 月鸿蒙工程师平均招聘薪资达到 17573 元 / 月,美团的鸿蒙基建工程师岗位月薪范围在 4 - 6 万元之间;京东发布的前端架构师(鸿蒙方向)岗位月薪范围在 4 - 7 万元。
(三)发展前景HarmonyOS NEXT 鸿蒙星河版预计在 2024 年下半年正式发布,这一版本的推出将推动鸿蒙生态进入全新的阶段。虽然有观点认为 HarmonyOS NEXT 鸿蒙星河版完全脱离 Linux 内核的可能性较小,但它的出现仍然具有重要意义。
鸿蒙星河版的发布标志着华为在操作系统领域的持续创新和突破。它为用户提供了更加丰富的选择,同时也为开发者提供了新的平台和机遇。随着越来越多的应用厂商加入鸿蒙生态,鸿蒙原生应用的数量将不断增加,为用户带来更加完善的应用体验。
在万物互联的时代背景下,鸿蒙星河版的原生互联特性将发挥更大的作用,实现不同设备之间的无缝连接和协同工作,为用户打造更加智能、便捷的生活方式。