写给大家看的操作系统入门书

黑天鹅事件

人们把Google 旗下DeepMind AlphaGo围棋机器人击败当韩国顶尖职业棋手李世石九段、英国脱离欧盟以及霸道总裁唐纳德·特朗普(Donald Trump)当选美国第45任总统并称为2016年年度三大黑天鹅事件。及至2017年1月,AlphaGo又以Master为代号,在网上棋坛通过车轮战以绝对胜率横扫包括当今排名世界围棋第一人柯洁在内的中、日、韩顶尖棋手,取得压倒性胜利。由于围棋一直被认为“人类智慧最后的堡垒”,随着AlphaGo的碾压,人们有理由惊呼“人类最后的尊严已然崩塌”。

有许多人相信机器智能总有超过人类智能的一天,只是没想到这一天来得这么快。记得,20年前另一场人机大战同样吸引了世人的眼球。1997 年 5 月,我还在读高中。有一天,看到新闻说IBM研发的机器人深蓝Deep Blue击败了人类国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫,这对于充满好奇的少年来说大概就是最初的机器人启蒙(当然是除却动画片里的机器人)。回想起来,或许是这一新闻早早地在我心里埋下了一棵种子,或多或少地影响了多年后我的专业选择。

是什么力量驱动了机器人技术取得突破

人工智能(AI)的发展已有几十年的历史,在相当长的时间里,机器人的进步缓慢,有些保守主义者一度认为机器人只能作为“玩具”存在于科幻作品中。然而,随着近年来在算法和技术上的进步,尤其是深度学习(Deep learning)技术的突破,基于人工智能的应用开始真正走进人们的生活,各类机器人闪亮登场,有自动驾驶机器(Google、Baidu)、语音助手(Siri,Alexa)、仿生机器狗(Boston Dynamics),还有众多的工业机器人和医疗机器人等。中国观众熟悉的包括在智力游戏节目《最强大脑》节目中,百度的机器人“小度”在多个智力比拼中战胜人类优秀选手。

机器人,通常是指具备一定智能(Intelligent)并且能自动完成特定任务的机器设备。至于机器人是否长得跟“人”类似,早已不是重点,“智能”才是核心。而人工智能技术的核心,则在于科学家们给设备装载了一套类似于“人类大脑”的智能系统,使其能够类似于人类一样利用大脑进行认知、记忆、学习、推导、思考……而且更为高效,正因为如此,我们看到Google和百度分别将其人工智能产品命名为Google Brain和 Baidu Brain(百度大脑)。可以说,机器人技术的突破正是不断地升级“大脑”的成果。

机器人太高端?来看看PC与智能手机

机器人的“大脑”是什么?简单一点,可以理解成一套先进的“操作系统“,再加上特定的应用程序。与机器人这一复杂的智能化机器相比,过去20年,我们最熟悉的智能设备莫过于个人计算机(PC)和智能手机(Smart Phone)了。

早期接触个人计算机的用户,对“操作系统”的重要性一定会深有体会,90年代Apple计算机曾经陷入困境,因此大部分接触计算机是从IBM X86兼容计算机开始的,而这些面向终端用户的计算机通常安排的是微软(Microsoft)的操作系统。是的,缺少操作系统之前,你的计算机只是一堆冷冰冰的硬件,什么也做不了。许多人还可以清楚地记得操作系统最开始是字符界面的MS DOS,到后来的图形界面,Windows 95,Windows 98,Windows Me, Windows 2000, Windows XP, Windows Vista, Windows 7,Windows 8,及至今天流行的 Windows 10,一路不断升级。伴随着操作系统的升级,对计算机硬件的要求逐步提高,相应地,计算机的功能、性能和交互能力则强大了不少。

在Apple推出iPhone之前,人们熟悉的手机还停留在”功能极度简单,交互相当不便“的年代。彼时,没有人去关心一台手机后面运行的是什么版本的操作系统。iPhone的诞生彻底改变了手机的定义,iOS是以强大的多软件(Apps)、多任务、出色的交互体验和处理能力对传统手机操作系统进行了”降维攻击“。如今,各手机厂商除了硬件设备的比拼,搭载一款先进的操作系统往往是制胜的关键之一,例如在一众厂商硬件参数不断超越的时候,Apple依然凭借着新款iOS操作系统的领先,稳稳占据着智能手机的最高端市场。

iOS与Android的江湖

在iOS高歌猛进之间,我们看到了Google推出的Android操作系统一直在努力,不断进行的版本升级不仅持续缩小与iOS系统的差距,还引领了诸多创新。而且,Android的开放性,使得众多基于Android的第三方定制版操作系统百花齐放,共同推动Android赢得了广泛的市场份额。根据市场研究公司Strategy Analytics在2016年11月发布的全球手机市场的操作系统份额占比情况,Android手机的市场份额上升至87.5%,而苹果的iOS系统则跌至12.1%,Windows手机市场占有率仅为1.48%。

操作系统有多重要?回头看看,小米手机和锤子手机最初都是凭借一个基于Android优化的个性化操作系统切入智能手机市场的,例如小米的操作系统MIUI开发版是每周五更新,稳定版是每月更新的频率持续向用户提供不断改进的使用体验,并使小米凭借“极致、专注、口碑、快”的七字诀成长为一家举足轻重的智能设备企业。

最后,一起来认识一下何为操作系统?

操作系统,是英文Operating System的中文翻译,指的是计算机系统的基础软件平台,用于驱动硬件、负责I/O接口(Input/Output,即输入与输出),为各个应用程序提供公共接口和基础的功能服务。可以说,软件系统是一台计算机(或智能设备)最重要的组成部分,没有之一。


图  智能设备中操作系统功能架构示意图

操作系统(Operating System,简称OS)是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序,是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件,任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。操作系统是用户和计算机的接口,同时也是计算机硬件和其他软件的接口。

操作系统的功能包括管理计算机系统的硬件、软件及数据资源,控制程序运行,改善人机界面,为其它应用软件提供支持,让计算机系统所有资源最大限度地发挥作用,提供各种形式的用户界面,使用户有一个好的工作环境,为其它软件的开发提供必要的服务和相应的接口等。实际上,用户是不用接触操作系统的,操作系统管理着计算机硬件资源,同时按照应用程序的资源请求,分配资源,如:划分CPU时间,内存空间的开辟,调用打印机等。

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