15 January 2011

这篇文章属于《恰同学少年》系列,写于2011年。

操作系统由最初的简单雏形发展到现在,其功能越来越丰富、界面越来越华丽、可用性越来越强。但技术的发展是无止境的,未来的操作系统究竟如何还难以定论。本文仅结合当前的趋势和个人想象对未来的操作系统图景进行简单的勾勒,将主要着眼于PC系统。

操作系统的作用无非以下三个方面:对硬件,控制和驱动裸机资源;对软件,管理和调度各种应用程序;对用户,提供操作和使用计算机的界面接口。未来操作系统的发展在这三个方面都大有可为。如尽可能提高对多种设备和程序的兼容性,使得用户一旦安装一款操作系统,就可以无阻碍地使用各种软硬件工具;尽可能具有华丽而便捷的交互方式,使用户在使用计算机时既得到美观的享受又能得心应手;等等。在这些方面的进步将为我们展现全新的操作系统。

下面具体描绘我眼中的未来操作系统图景。

在面向硬件方面,未来的操作系统首先应能够实现硬件资源的最大化利用。一台计算机的内存和CPU等各种物理资源一旦确定,其性能所能达到的程度就取决于操作系统了。因此操作系统应该优化对资源的使用,在给定的机器配置下为用户提供尽可能高的性能。其次,操作系统将具有鲁棒性,对机器硬件或物理条件的变化(如温度)足够敏感,能及时检测甚至预测硬件故障和问题,反映给使用者。未来的操作系统还可以根据机器的硬件配置来自动调节系统设置。这也是操作系统向智能化发展的一个趋势。此外,对各种设备的兼容性也将大大增强。目前的操作系统如Windows 7,已经包含了诸多设备的驱动程序。对大多数硬件设备,都可以“即插即用”。这种特点在未来的操作系统中将更加明显。

在面向软件方面,主要是对各种应用程序的管理。这里兼容性同样是很重要的问题,Windows 7在这方面也做得不错,但不够智能。未来的操作系统将可以自动处理不同的应用程序,并向用户隐藏细节——在用户看来,所有程序都是直接可用的。此外,如今的操作系统逐渐庞大,随系统附带了很多实用工具,有种将应用程序集成到系统中的趋势。至于这种集成度能走多远,不好确定,但现在有两个截然不同的方向:其一,有人认为操作系统将继续朝着应用集成的方向发展,具有的功能将不断丰富;其二,以Google将发布的Chrome OS为代表的操作系统在走另一条路,即系统是且仅仅是一个管理平台。我比较倾向于Google的这种趋势。我认为未来的操作系统将主要提供一个兼容并包、便捷稳定的运行平台,用户喜欢什么应用程序可以方便安装和卸载,而不应像个臃肿的应用程序集合。在这方面Linux(Ubuntu发行版)中的“软件中心”(Ubuntu Software Center)是个典型。虽说这是基于开源思想,但恰符合我对操作系统与应用程序关系的期望。至于Google提出的Chrome OS,这种完全基于网络和云计算的操作系统,对网络连接的依赖很大,如果未来世界能使网络无处不在,这也不失为未来操作系统图景中一道亮丽的风景线。

一款操作系统对大多数用户来讲,还是交互界面显得更重要些。因此,未来操作系统必然在交互方式上有大的突破。随着技术的发展,很多科幻电影中的场面可能成为现实。操作系统与用户的交互大致分为两个方面:向用户展示信息和从用户接受信息。下面结合这两个侧面说说对未来操作系统人机界面(接口)的畅想。

现在的操作系统如Mac OS和Windows 7已经画面很精美、很华丽,而且已经开始支持语音读屏等先进的信息呈现方式。用户的输入也由传统的键盘鼠标逐步扩展为触摸屏,乃至语音指令等等。这是一种趋势,即向着人所习惯的方式而非机器习惯的方式发展。未来的操作系统所提供的人机界面将完全以人为本。身份验证不再需要用户名和密码,甚至不必是指纹,而是语音特征或视网膜等更安全和方便的方式。信息的呈现将结合声和光,完全以3D或立体的、乃至全息的方式。用户输入不再需要键盘鼠标,可以直接以自然语言命令计算机;除了识别语音,还可以识别文本、运动等。更进一步,类似电影《Minority Report》中的情节,利用计算机视觉和机器感知的技术,人可以直接以手势和眼神操作电脑。如果再设想生物信息学和脑机接口的发展,人可以与计算机以神经感觉的方式交互,甚至不再需要有形的界面了……

这些天马行空的想象离我们还需时日,但它们确实是未来发展的方向。现在说的操作系统,多指为计算机安装的软件;事实上,操作系统及其发展与硬件联系相当紧密。上述诱人的未来操作系统涉及的技术,已经不限于计算机软件,而需要硬件的支持、多学科的综合。

前面已说,本文对未来操作系统图景的勾勒,主要限于个人PC系统。其实在大型计算机、嵌入式设备、远程和网络化等应用领域,操作系统可能朝着不同的深度发展,以满足特定的需求。但不管怎样,未来操作系统向着实用化、智能化、人性化发展的大趋势是不会变的。让我们拭目以待。