国产操作系统七十多年的历史沉浮

引言

在信息化和数字化飞速发展的今天,操作系统作为计算机系统的核心,承担着管理硬件和软件资源的关键角色。回顾过去七十多年的历史,中国的操作系统从最初的起步探索,到后来逐渐崛起,经历了无数的挑战与变革。这一历程不仅体现了技术的进步,更映射出国家在科技自主创新道路上的坚定决心与不懈努力。本文将按时间顺序梳理中国国产操作系统的发展历程,探讨其背后的政策驱动、市场变化以及技术革新,力求全面呈现这一重要领域的发展轨迹。

1  历史背景

1.1  计算机起步

时间回到上世纪五十年代。自从 1946 年世界上最早的通用电子计算机在美国诞生后,中国就开始筹划研究计算机。直到 1952 年,数学家华罗庚在中国科学院的数学研究所建立了中国第一个电子计算机科研小组。当时,中国主要学习苏联的计算机技术,而美国计算机行业已经发展出了“批处理系统”。1956 年,IBM 704 的 GM-NAA I/O 单道批处理系统被认为是世界上第一个计算机操作系统。1958 年 8 月和 1959 年 9 月,中国第一台小型电子管数字计算机 103 和第一台大型通用电子管数字计算机 104 相继研制成功,标志着中国计算机事业的正式起步,但操作系统领域仍然空白。

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2  技术进步与差距

2.1  1960 年代的追赶

进入 1960 年代,IBM System/360 等商用大型计算机在美国各行业普及,带来巨大的效率提升。中国观察到这一趋势,也加快了计算机的研制步伐,但差距难以弥补。1968 年,中国为勘探石油设立了 150 工程,决定研制大型计算机。1973 年 8 月 26 日,150 工程取得重大突破,研制出中国第一台百万次的集成电路计算机 DJS-11,也称 150 机,搭载了中国的第一套操作系统。这是一个多道批处理系统,与美国 60 年代普及的 IBM System/360 类似,其开发者是来自北大的杨芙清等人。150 机交付给石油部使用,为国家石油工业做出重要贡献。之后,杨芙清等人继续牵头研发 240 机等后续机型,主要用于国防等领域。

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2.2  1970 年代的引进

1973 年,美国贝尔实验室的肯·汤普森和丹尼斯·里奇开发出 Unix 操作系统,将操作系统技术带入新纪元。中国看到 Unix 的先进性,希望引进,但直到 1979 年才真正引进 Unix 操作系统并进行研究。进入 1980 年代,情况发生变化。1981 年,IBM 推出了 IBM PC,掀起计算机小型化和普及化浪潮,使用的是来自微软的 MS-DOS。1983 年 2 月,电子工业部在酒仙桥召开全国计算机协调工作会议,决定研制国产化 PC,定名为长城 PC。科研人员采用基于 DOS 内核的方法,对输入输出模块进行汉化,经过半年努力,在 1983 年 8 月底推出国内第一套 PC 兼容机的中文操作系统 CCDOS。CC 是“长城”的拼音字母缩写,也可以理解为“汉字 Chinese Characters”的缩写。负责开发操作系统的是电子部六所。

3  挑战与版权问题

3.1  汉化与自主研发

CCDOS 推出后,掀起了软件汉化热潮,国际上许多流行软件如 BASIC、DBase、AutoCAD 等纷纷被汉化,这推动了 PC 在国内的普及。然而,针对 DOS 进行汉化虽方便用户,但从版权角度存在问题。国内也在探索开发具有自主版权的真正国产操作系统。1985 年 6 月,电子部六所成功研制出第一台具有字符发生器汉字显示能力的长城 0520CH,被评为全球 10 大功勋计算机。之后,电子部六所进行体制改革,许多骨干离开,成立了中国计算机发展公司,即后来的长城集团。1985 年 11 月,中科院计算所研制出联想式汉字微型机 LX-PC 系统,在 IBM-PC 及兼容机基础上,通过安装联想汉卡和汉化操作系统实现中文支持。以销售联想汉卡为主的计算所成为了联想集团的前身。

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3.2  90 年代的挑战

然而,版权问题一直未解决,或许在许多人眼里,版权并不是一个“问题”。1989 年,时任机电部副部长的曾培炎在巴西访问期间,了解到巴西投资 3000 万美元开发出一款基于 Unix 的操作系统 COBRA。他回国后,立刻申请立项我国自主版权操作系统的研究项目,并列入八五科学技术攻关计划。项目组购买 Unix System V R4.0 内核源码,进行汉化并增强安全机制,推出 COSIX V1.0,即基于 UNIX 的中文开放式操作系统。项目组认为这样解决了版权问题,没有研发能力,还不能买吗?值得一提的是,承担这个研究项目的是机电部下属的中国计算机服务总公司与中国软件技术公司,后来合并成了中国计算机软件与技术服务总公司。

1993 年 4 月,COSIX V1.0 通过了电子工业部及中科院组织的中期评估,专家认为该系统符合国际标准,是商品化的通用多用户操作系统,具有我国自主版权的 66 条操作系统命令,部分性能达到或超过国外同类产品。虽然版权可以买来,但提高性能并不是仅靠资金就能解决的。尽管在 94 到 95 年间 COSIX 不断推出 1.1 版本和 2.0 版本,技术有所提升,但在生态端 COSIX 并未得到足够的软硬件支持,因此未被市场接受,销量和使用量非常低迷。这项技术在政治上的象征意义大过实际使用价值,尤其在九十年代 Windows 时代的到来,汉化版的 DOS 和 COSIX 从根本上就已落后一大步,进一步恶化了国产操作系统面临的生态环境。

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4  国产操作系统的崛起

4.1  1990 年代的 Linux 浪潮

1991 年毕业于北大无线电电子学系、就职于北大方正的王志东,经过一年多的开发做出了国内第一个实用化 Windows3.0 中文环境 BDWin3.0。然而,显然不只是中国人知道自己人多,微软也知道。在 1994 年,微软推出了中文版 Windows 3.2,后又在 1995 年推出了经典的、支持中文操作的 Windows 95 操作系统。这在一定程度上宣告了旧时代的结束,宣告了汉化版 DOS 和 COSIX 的终结,接下来的时代属于 Windows。

尽管一直以来强调要搞中国自己的系统,但总的来说仍欠一股劲。许多人认为用国外的也不错,反正可以用中文操作,没有换的必要。这种想法一直持续到 1999 年科索沃战争爆发,北约在战争中采用的网络攻击等信息战手段,带给国内极大的震撼,而北约轰炸中国大使馆事件更是彻底激怒了国人,将中美关系降至冰点。国家科技部部长徐冠华指出国内科技产业“缺芯少魂”,芯指芯片,魂指操作系统。倪光南院士在《人民日报》撰文指出,作为十二亿人口的大国,自主操作系统不可不搞,不可慢搞,应该拿出当年发展‘两弹一星’的气概来做这件事。国人对操作系统自主研发的热情被彻底点燃,各单位纷纷行动起来,投入到自主研发的道路上。

1999 年,国产操作系统迎来了第一次真正的爆发。在这次浪潮中,几乎所有企业都选择了当时正高速崛起的 Linux。1991 年,芬兰赫尔辛基的 21 岁大学生 Linus Torvalds 开发了拥有 10000 行代码的 Linux 内核,后来全球开发者对内核代码进行了大量修改和补充,加入图形界面、应用等部分形成了 Linux 操作系统。1994 年,在芬兰赫尔辛基理工大学读博士的宫敏回国休假,人肉背回了 20 张磁盘,其中就包括了 Linux。这是 Linux 第一次来到中国。Linux 内核是开源的,遵循 GPL 协议和自由软件体系 GNU,所有内容开放,可以自由拷贝、修改和销售。在当时的国内看来,它代码透明,有基本生态,且没有版权费用,不受美国控制,是最好的二次开发平台。于是,市场上几乎一下子出现了几十种 Linux 操作系统,以 Xteam Linux、蓝点 Linux、红旗 Linux、中软 Linux 为主要代表。

简单介绍一下,1999 年 4 月 8 日,中国第一款基于 Linux/Fedora 的国产操作系统 Xteam Linux 1.0 正式发布,单套售价 48 元。Xteam Linux 又称冲浪 Linux,由民营企业北京冲浪平台软件技术有限公司开发。2000 年底,北京冲浪软件在港交所挂牌上市,并在 24 个交易日内上涨 265.79%,成为中国第一家最具有实力和最大的面向政府及行业的 Linux 解决方案提供商。1999 年 8 月,在倪光南院士等专家的指导和推动下,中科院软件研究所副所长孙玉芳等人的支持下,软件所成功研发了基于 Linux 的自主操作系统红旗 Linux 1.0 版。2000 年 6 月,中科院软件研究所和上海联创共同出资 96 万美元组建北京中科红旗,发布桌面版、工作站版、数据中心服务器版、HA 集群版和嵌入式的红旗 Linux。

红旗 Linux 推出一个月后,1999 年 9 月 7 日,行业知名内核黑客小组 OpenUnix Network Studio 的几个成员发起成立了深圳信科思公司,简称蓝点。10 月 1 日,公司发布了基于红帽 Linux 的蓝点 Linux 1.0。成立后,他们很快拿下三个 OEM 大单,每月出货量突破 15 万套,一跃成为中文 Linux 最大的供应商,占国内市场份额的 80%以上。2000 年 3 月 7 日,蓝点公司通过借壳方式成功在美国纳斯达克上市,第一天股价上涨 400%,市值超过 4 亿美元。而中软 Linux 则出自于中国软件总公司,正是前面提到的搞 COSIX 的中国计算机软件与技术服务总公司。中国软件总公司原本隶属于电子工业部,1994 年划转到中国电子信息产业集团 CEC,在 COSIX 搞不下去后,他们又盯上了 Linux,开始转向研究基于 Linux 的 Cosix。1999 年,中软推出基于 Linux 内核的中软 Linux V1.0 版本。

2002 年,中软发布了中软 Linux 4.0 版本,支持首款国产 CPU 芯片龙芯 1 号。面对似乎一夜之间雄起的国产操作系统,中国政府也非常兴奋和激动。2001 年,在中国政府的首轮正版化采购中,北京市科委带头将微软踢出局,选择了国产化软件。在民用市场,PC 厂商非常欢迎 Linux 系统,因为 Windows 的预装成本太高,换成 Linux 系统可以有效降低出厂价格。根据当时中科红旗总裁刘博的说法,2000 年国内 Linux 使用量比 1999 年增加了 3~4 倍,达到 100 万套。在当时的人们看来,似乎很快就可以摆脱洋人,实现自我独立。

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4.2  新世纪的机遇与挑战

然而,后来的发展出乎预料,国产 Linux 不仅没有崛起,反而迅速下滑走向衰退。主要原因在于国产 Linux 操作系统做得太糟糕,卡顿严重,不符合传统 Windows 使用习惯,用户体验差。推出的时间太快,想想也不会太好。其次,国产 Linux 的生态完全没有建设起来,很多软件无法安装,硬件也无法使用,严重影响用户正常使用。于是,很多用户又卸载了国产 Linux,装回盗版 Windows。国产 Linux 使用量大幅下降,口碑迅速崩塌。前面提到的四大国产 Linux 结局都不太好。2003 年,Xteam Linux 宣布停止更新,股价暴跌 90%,公司退出操作系统领域,股价长期低于 0.1 元。

红旗方面,2001 年,在倪光南的带领和支持下,方舟科技制造出第一片嵌入式芯片方舟一号,后来因经营理念不合,倪光南很快退出方舟科技。2005 年,中科红旗董事长、国产系统的主力推动者孙玉芳突发脑溢血去世,紧接着公司曝出合资方意见不一、管理不善等问题。2013 年底,中科红旗爆出资金链断裂和工人讨薪事件。2014 年,公司进行解散清算,随后 8 月被五甲万京信息产业集团收购。所幸收购方保留了红旗 Linux 品牌,并继续承担红旗 Linux 相关的产品研发、销售和服务等工作。

蓝点 Linux 失败得最早也最彻底。2001 年底,蓝点公司总裁邓煜将公司股份低价出售,不久公司其他创始人也将股份出售,公司转型做汽车行业相关应用设备与系统开发。2002 年,在互联网泡沫冲击下,蓝点股价跌至 0.08 美分,黯然退出美国市场。而中软 Linux 的命运比较特别。2003 年,中软 Linux 操作系统研发事业部独立出来,成立了中标软件,后面会再讲到它的故事。

痛定思痛,经过这次失败,国内逐渐意识到发展国产操作系统绝对不是一件容易的事情,而是一个漫长而艰难的过程。尤其是生态建立需要大量时间和产业界上下的协同配合,这个难度甚至超过操作系统本身。政府有关部门也意识到信息技术产业的自主可控不是单打独斗,也不是一蹴而就,而是应该通盘考虑,进行整体规划和长期布局。2006 年 1 月,国务院发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006 年-2020 年)》,其中将核高基(核心电子器件、高端通用芯片及基础软件项目)确立为推进信息技术发展的 16 个重大专项之一,明确了发展基础软件的目标。

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此外,中国政府开始推进正版化运动。2006 年,国家有关部门先后下发两条通知,要求在我国境内生产的计算机出厂时应当预装正版操作系统软件,政府部门购置计算机办公设备必须采购已预装正版操作系统软件的产品。没错,在 2006 年之前,我国大量计算机,甚至政府的计算机用的都是盗版系统,直到 06 年才开始改变。当时,国内还发生了另一件大事。2008 年 8 月,番茄家园的创始人洪磊因发布盗版 Windows 牟利被带走调查,后来番茄花园案宣判,洪磊获刑三年半,并处罚金 100 万元人民币。在那个年代,经过番茄花园修改后的 Windows 系统几乎占据全中国电脑的五分之一。这个巨大的比例无论是谁都无法忽视。洪磊被抓是因为微软向国家版权局和公安部进行了投诉,其他盗版 Windows 论坛看到洪磊的下场后,纷纷选择关闭或转型。在此期间,微软方面不仅打击侵权网站,还直接让盗版 Windows 系统黑屏,每半小时黑一次,史称“微软黑屏事件”。尽管微软解释这是为了打击盗版,但随意操控用户系统的行为,激起了舆论强烈不满和抗议。内外交困之下,自研操作系统的必要性又被摆上桌面。

5  现代发展与未来展望

5.1  第二次浪潮

2009 年,核高基重大专项措施正式实施,作为基础软件重中之重的国产操作系统继政府采购、正版化之后,再次获得政策层面史无前例的巨大支持,国产操作系统迅速走出此前阴影。于是,以中标麒麟、银河麒麟、深度、欧拉、新支点等为代表的第二次国产操作系统浪潮轰轰烈烈地开始了。其中,麒麟家族是近二十年来国内非常重要的一个操作系统体系,相关品牌很多,包括中标麒麟、银河麒麟、优麒麟、湖南麒麟等。这些品牌都脱胎于国防科技大学,具有相同的历史渊源。大家应该知道,国防科大是国内大型超级计算机的领军单位。从 1970 年代末开始,他们牵头亿次巨型计算机的研制任务。1983 年 12 月 22 日,国防科技大学计算机研究所成功研制出中国第一台亿次巨型计算机银河,标志着中国成为继美国、日本之后第三个能够独立设计和制造巨型计算机的国家。

2001 年,国防科大承接国家 863 计划重大攻关科研项目,启动银河麒麟品牌操作系统的研发。这个操作系统主要针对银河 I、银河 II 巨型计算机的专用 CPU。2006 年 12 月 4 日,银河麒麟操作系统 1.0 版本正式发布。这个系统号称整合了 mach、FreeBSD、Linux、Windows 四种系统的优势,也被网友称为“863 系统”、“长沙 OS”、“四不像 OS”。虽然说是四不像,但其实曾经有人爆料麒麟操作系统与美国开放源代码的 FreeBSD 操作系统 5.3 版本相似度在 90%以上。而中标麒麟的前身就是前面介绍过的中软 Linux。2003 年,Linux 操作系统研发事业部从中软独立出来,成立了中标软件(上海中标软件有限公司)。独立后,中软 Linux 变成了中标 Linux,当时中标 Linux 和红旗 Linux 占据国内 Linux 的大部分份额。2004 年 2 月,中标软件正式发布中标普华 Linux 1.0(NeoShine)和 Office 1.0。

2010 年 12 月 16 日,民用的中标 Linux 操作系统和军方背景的银河麒麟操作系统在上海宣布合并,以“中标麒麟”的新品牌开始运营。此后,中标普华淡出历史舞台,后来被中电科 CETC 承接。2014 年,中科红旗破产清算后,中标麒麟成为国内 Linux 的主力品牌。从 2010 到 2022 年,麒麟操作系统连续 12 年保持了中国 Linux 市场占有率的第一名。

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2014 年 12 月,天津滨海新区人民政府与国防科技大学在中国电子信息集团的支持下成立了天津麒麟信息技术有限公司,国防科大正式将“银河麒麟”品牌授权给天津麒麟。2018 年,麒麟操作系统荣获国家科技进步一等奖,这是国产操作系统获得的最高奖。

2019 年 12 月 2 日,中国电子集团旗下的中国软件宣布整合旗下的中标软件和天津麒麟两大子公司,出资设立新公司麒麟软件有限公司。自此,中标麒麟和银河麒麟都属于麒麟软件的下属品牌。

优麒麟和湖南麒麟虽然都起源于国防科大,但与中标麒麟、银河麒麟没有直接关系。优麒麟是国防科大联合工信部软件与集成电路促进中心(CSIP)以及 Ubuntu 的母公司 Canonical 共同开发的一个项目,是 Ubuntu 官方的一个衍生版。第一个版本(13.04)于 2013 年 4 月发布,面向全球提供免费下载并且开放了所有源代码。

湖南麒麟成立于 2007 年,依托于国防科大计算机研究院。2014 年,湖南麒麟推出了自己的品牌麒麟信安操作系统(Kylinsec)。2015 年,湖南麒麟信安科技股份有限公司成立,麒麟信安主要面向政府军队、企事业单位等领域和老百姓的日常生活没有什么关系。

在麒麟家族以外,深度、欧拉、新支点等系统也各有千秋。深度系统在中国的 Linux 发行版中独树一帜,其发展历程颇具特色。深度科技团队于 2004 年成立,最初发布了基于 Debian 的 Linux 发行版 Hiweed Linux,旨在为用户提供美观且易用的操作系统,口号“免除新手痛苦、节约老手时间”反映了其对用户体验的重视。随着不断更新,Hiweed 逐渐积累了用户基础,并得到了认可。

2009 年,Hiweed 正式更名为 Linux Deepin,据说是因为 weed 这个单词在英文中也含有雪茄、毒品的意思不太合适而改为 Deepin。2011 年,武汉深之度科技有限公司成立,并在 Deepin 12 中引入了自研的桌面环境 DDE,增强了系统的独特性和用户体验。2014 年,Linux Deepin 再度简化名称为 Deepin。2019 年,华为 MateBook 笔记本开始预装 Deepin 系统,标志着深度系统在商业领域的重大突破。这一合作不仅推动了 Deepin 的普及,也为更多用户提供了高质量的操作系统选择,彰显了中国自主开发操作系统的潜力与发展。

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中兴通讯股份有限公司于 2004 年成立了全资子公司广东新支点技术服务有限公司,专注于 Linux 操作系统及相关技术的研发和服务。2010 年,广东新支点与中兴通讯联合推出适合电信级服务器的 Linux 操作系统 New Start CGSL,新支点操作系统广泛应用于政务、金融、电力、交通等多个领域。

提到欧拉,很多人首先想到的是著名数学家莱昂哈德·欧拉,但在中国,欧拉也代表着华为的操作系统——华为欧拉。华为于 2010 年基于 CentOS 的源代码内部发布了服务器操作系统欧拉 OS,用于其 ICT 产品。随着时间的推移,EulerOS 在 2013 年至 2016 年期间经历了 1.x 版本系列的首次规模商用,之后逐步发展到 2.x 系列。

5.2  自主可控的战略意义

2019 年,华为与深度合作,在某些笔记本上预装了深度系统,这一阶段华为似乎考虑过是否继续自研操作系统。然而,随着国际形势的变化和外部压力的加大(后来的事大家都知道了),华为最终决定继续坚持自主研发,进一步推进其操作系统的发展。这一历程展现了华为在面对挑战时的应变能力与技术坚持,也反映了国内在信息技术自主可控方面的努力。

在 2006 年至 2019 年期间,国产操作系统的新兴技术力量逐渐崛起。这一发展不仅得益于国内科技的扶持,还受到国际局势变化的影响。2013 年,棱镜门事件的爆发使得信息技术的自主可控显得愈加紧迫。前 CIA 职员爱德华·斯诺登揭露了美国政府的棱镜计划,指控其自 2007 年以来持续监控国内外的互联网活动和通信运营商用户信息,这一事件在全球范围内引发了广泛震惊。

在这样的背景下,2016 年 3 月 4 日,24 家专注于软硬件关键技术研究与应用的国内单位共同发起成立了“信息技术应用创新工作委员会”,简称“信创”。这个非营利性社会组织的主要目标是推进信息技术的自主研发,推动国产操作系统及相关技术的发展,为国内信息安全提供保障。

2020 年,国内信创产业迎来了落地元年。2 月,红帽公司在官网上宣布终止 CentOS 的维护计划,这一消息在国内外引发了广泛关注。作为一个重要的 Linux 发行版,CentOS 在国内的使用量非常大,其停服对许多业务产生了影响,但也为国产操作系统提供了替代的机会,从而提升了市场占有率。

在 2020 年左右,国产操作系统呈现出两个明显的发展趋势。首先是对多种平台的支持。操作系统与硬件平台架构密切相关,当前计算机的 CPU 平台不仅包括 x86,还涵盖了 ARM、MIPS、RISC-V 等多种架构。国内也相应开发了海光、兆芯、飞腾、龙芯、申威、鲲鹏等多款国产 CPU。政府和企业在采购这些平台时,自然需要配套的操作系统。因此,这一时期,国产操作系统加强了对多平台的支持,以确保能够满足招标采购中的兼容性要求。

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5.3  openEuler五年发展:开创多个新纪录

自2019年开源以来,openEuler操作系统已经在多个行业的核心应用场景中得到了广泛部署。2024年,openEuler的新增装机量突破500万套五年累计装机量超过1000万套,涵盖了互联网、金融、电信等多个领域。

openEuler社区推动的原创子项目超过500个,涉及从操作系统内核到AI使能的全场景技术。

在生态建设方面,openEuler积极推动开放共赢的协同合作,已经聚集了超过1800家产业链合作伙伴,包括处理器、行业应用和云服务等各个环节,构建起了全球化的产业生态体系。

openEuler加速国际化进程,已在43个国家和地区吸引了2000余名贡献者,获得多个国际开源项目的支持,并与多个全球开源基金会(如Linux Foundation、OpenInfra)建立了深入合作。

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总结

总体来说,国产操作系统在技术水平和市场接受度上已经有了多年的积累,进步显著。然而,放眼当前,国产操作系统仍无法与主流系统相提并论,替代现有主流操作系统的挑战依然巨大。这些挑战包括生态系统的丰富程度、用户体验的优化,以及国际市场的拓展等。尽管前路坎坷,未来仍需我们共同关注。今天的分享就到这里,大家对国产操作系统的未来怎么看呢?

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2024年11月