智能操作系统比较及安全探讨.doc

大连大学毕业本科论文1 绪 论 智能手机是指“像个人电脑一样，具有独立的操作系统，可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序来不断对手机的功能进行扩充，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的这样一类手机的总称。现在，手机已经进入大众化时代，加上3G、物联网技术的发展，智能手机将会成为手机市场的一大趋势，而作为其核心的操作系统的性能直接关系到智能手机的质量、其上面第三方软件的种类、稳定性、速度、安全等方面，自然也就成为当前研究的热点，受到手机制造商、第三方软件提供商的关注，并且正在以惊人的速度发展、更新。了解和研究智能手机操作系统有助于操作系统的快速发展和和智能手机在手机市场中的主导地位。本文全面介绍了智能手机的功能和应用，对目前智能手机采用的主要操作系统进行了比较和分析，并对手机操作系统安全作了探讨，指出了智能手机操作系统的未来发展趋势。1.1 智能手机的特点 智能手机除了具备手机的通话功能外，还具备了PDA的大部分功能，特别是个人信息管理以及基于无线数据通信的浏览器和电子邮件功能。智能手机为用户提供了足够的屏幕尺寸和带宽，既方便随身携带，又为软件运行和内容服务提供了广阔的舞台，很多增值业务可以就此展开，如：股票、新闻、天气、交通、商品、应用程序下载、音乐图片下载等等。融合3C（Computer、Communication、Consumer）的智能手机必将成为未来手机发展的新方向。智能手机，是指“像个人电脑一样，具有独立的操作系统，可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序来不断对手机的功能进行扩充，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的这样一类手机的总称”。具体来讲，智能手机具有以下特点： 智能手机具有无限接入互联网的能力，即需要支持GSM网络下的GPRS或者CDMA网络的CDMA 1X或3G（wcdma、cdma-evdo、TD-scdma）网络，甚至4G（HSPA+、FDD-LTE）。接入互联网后，智能机可以在网上下载并安装第三方软件，丰富智能机的功能。此时智能机便相当于一个移动的微型计算机，具备计算机的一些基本功能，用起来方便，为生活带来诸多方便。 具有PDA的功能，包括PIM（个人信息管理），日程记事，任务安排，多媒体应用，浏览网页。个人信息管理，日记事，任务安排，一般的手机也具有这些功能。而多媒体应用，浏览网页是智能机独有的。例如，可以在智能手机上安装一个第三方软件“UC浏览器（Symbian系统支持）”，网速快、浏览网页的方式和电脑相似。UC浏览器也具有IE的一些基本功能。 智能手机具有开放性的操作系统（各大操作系统各有优缺点,互相补充，而且系统更新速度很快），可以安装更多的应用程序，使智能手机的功能可以得到无限扩展。目前智能手机采用的操作系统主要有：微软推出的Windows CE操作系统(OS)、以Nokia为主要发起厂商的Symbian操作系统、Palm操作系统、Linux操作系统、Google Android手机平台以及苹果的iPhone操作系统等。目前在智能手机操作系统领域中还没有出现一个像微软操作系统那样能在智能手机中占据垄断地位的操作系统。因此在智能手机操作系统领域中形成了一种良性的竞争，促进操作系统的不断升级，发展。 人性化，可以根据个人需要扩展机器功能。智能手机中内置操作系统，而操作系统支持第三方软件的下载、安装。下载快捷、安装方便、应用广泛。例如，智能手机支持一些常用的手机软件，QQ、音乐、金山词霸、UC浏览器、天天动听、搜狗输入等常用的软件，为我们的生活增添了不少的色彩。 功能强大，扩展性能强，第三方软件支持多。1.2 智能手机的主要特色业务 智能手机主要业务根据不同的层次可以分为若干不同的种类。按照面向用户需求的业务来划分，大致可以分为：通信类业务、信息类业务、娱乐类业务、互联网业务、移动商务以及位置服务类业务。(1)通信类业务智能手机的通信类业务主要表现为高质量通话功能和可视电话功能。也就是打电话的时候不仅能听到对方清晰的声音。还可以看到对方的动作和表情。通话信号的抗干扰能力高，通话质量强，极大地降低了通话掉线频率，视频通话的性能稳定。(2)信息类业务基于3G网络的大容量与高速度，运营商所提供的信息类业务除了包括2G时代的纯文本内容，更多的是通过多媒体的方式来实现信息内容的交互式传递。例如典型的视频应用视频社区。可以将老同学、老同事形成一个社区，无论在天南海北，大家都可以定时会晤，通过社区的活动进行沟通和交流。(3)娱乐类业务3G智能手机娱乐类业务包括了基于IP的视频应用。基于多种音、视频内容来源的应用以及基于家庭娱乐设备中无线音、视频传输需求的应用。(4)互联网业务3G被认为是移动通信和互联网高度融合的一个典型应用。如果是长时间，例如长达几个小时的上网。使用3G手机可能不如电脑(如手机电池容量限制)，但是作为短期的、移动的上网方式，使用3G手机上网则非常方便快捷。(5)移动商务移动商务主要包括移动支付、移动银行、移动零售、移动票务等业务。移动支付功能指通信运营商可以通过把客户的手机号码与银行卡等支付账户进行“捆绑”。随时随地为3G手机用户提供移动支付服务。调研数据显示。用户最感兴趣的3G手机功能是“移动钱包”。比例占到了被调查用户数的46.2%。该功能使手机终端的可移动性、便携性、私人化特征得到了充分的体现。(6)位置服务类业务位置服务类业务主要有触发类服务、信息类服务、跟踪类服务和救援类服务，主要目标是为用户提供安全保障服务和个性化、贴身的服务。如3G手机提供的定位功能。使得用户无论走在什么地方。都可以通过手机上的电子地图。方便快捷地找到附近的医院、餐厅等。由以上特色业务的功能可以看出，3G智能手机将逐渐变成一台微型电脑，用户可以安装各类附加应用程序。让它的功能得到无限的扩展：用户还可以根据自己的喜好来设置手机，使之成为自我个性的代表。2 智能手机操作系统的分析2.1 智能手机操作系统比较能手机操作系统作为智能手机的软件平台。管理智能手机的软硬件资源，为应用软件提供各种必要的服务。手机操作系统的采用，可以使应用软件开发人员避开繁琐的硬件管理与操作编程，把主要精力放在目标应用的算法研究以及应用程序自身的构架上：同时应用智能手机操作系统提供的各种服务，可以更容易地构建出复杂的智能手机应用系统。 可以说每一种智能手机操作系统都有其自身的优点。它们的体系结构以及所能够提供的服务也不尽相同。而智能手机本身的特殊性又对智能手机操作系统提出了许多带有共性的需求，比如实时性、开放性、安全性、硬件支持能力等。下面将从实时性、开放性、安全性、硬件支持能力等方面来对目前的主要智能手机操作系统进行分析和比较。2.1.1 实时性实时性是智能手机操作系统的一个非常重要的特性。同时也是选择智能手机操作系统时首先需要衡量的一个重要指标。为了增强系统的实时性，智能手机操作系统通常从多个方面入手，应用多种技术以便能够达到这个目的。衡量操作系统实时性的主要指标包括任务切换时间、中断响应时间和定时器的精度。(1)LinuxLinux 是一个性能卓越、技术上处于前沿的现代操作系统，但它是一个通用的从分时操作系统，具有内核不可抢占、被动调度、优先级倒置、定时粒度粗糙等特点。Linux这些固有特点，使得Linux操作系统对时实任务的响应时间具有很大的不确定性和不可预测性，这样应用在实时性比较高的环境中，就有必要对Linux内核做进一步的改进。Linux在设计之初没有对实时性进行任何考虑。主要考虑的是资源共享。吞吐率最大化。但是随着Linux的快速发展，它的应用范围已经远远超出了当初的设想。Linux的开放性以及其对多种架构的支持使得它在嵌入式系统中得到了广泛的应用，但是许多嵌入式系统的实时性要求使得Linux在嵌入式领域的应用受到了一定的阻碍，因此人们要求Linux具备实时性的呼声越来越高。目前已经有多种措施提高Linux操作系统的时实性能，主要的策略有：（1） 增加实时子内核。如美国墨西哥州大学计算机系开发的RT-Linux1它是由两个子内核构成，一个用于Linux环境，一个用于实时环境。（2） 为Linux打实时补丁3。这样可以借助Linux操作系统的源代码补丁，来提高系统的实时性能。当前主要的时实补丁有低响应时间补丁，抢占任务补丁，以及实时调度程序补丁等等。在Linux 2.4和以前的版本中。内核是不可抢占的。也就是说，如果当前任务运行在内核态，即使当前有更紧急的任务需要运行。目前正在运行的任务也不能被抢占，紧急任务必须等到当前任务执行完内核态的操作返回用户态后。或当前任务因需要等待某些条件满足而主动让出CPU时才能被考虑执行，很明显这将严重影响抢占延迟。在Linux 2.6中。内核已经可以抢占。因而实时性得到了加强，但是内核中仍有大量的不可抢占区域，如由自旋锁(spinlock)保护的临界区以及一些显式使用preempt disable失效抢占的临界区。在Linux2.4和以前的版本中。调度器的时间复杂度为O(n)的算法，而且在SMP(symmetrical multi-processing，对称多处理)的情况下性能较低，因为所有的CPU共享一个任务链表，任何时刻只能有一个调度器运行，因此，抢占延迟很大程度上依赖于当前系统的任务数，具有非常大的不确定性和不稳定性。(2)Windows CEWindows CE虽然也不是一个严格意义上的实时内核。但却是专门为嵌入式系统设计的。它支持嵌套中断，允许更高优先级别的中断首先得到响应。而不是等待低级别的ISR(interrupter service routine，中断服务程序)完成。这使得该操作系统具有嵌入式操作系统所要求的实时性，同时有更好的线程响应能力。Windows CE对高级别IST(中断服务线程)的响应时间上限的要求更加严格，在线程响应能力方面进行了改进，帮助开发人员掌握线程转换的具体时间。并通过增强的监控能力和对硬件的控制能力帮助他们创建新的嵌入式应用程序。另外。Windows CE系统有256个优先级别。可以使开发人员在控制嵌入式系统的时序安排方面有更大的灵活性。(3)Palm OS由于基于Palm OS编写的应用程序占用的空间也非常小(通常只有几十KB)。所以，基于Palm OS的掌上电脑虽然只有几MB的RAM。却可以运行众多应用程序。并且有较好的实时性能。同时。Palm OS有着合理的内存管理，其存储器全部是可读写的快速RAM。RAM分为两种：动态RAM和静态RAM。动态RAM类似于PC机上的RAM，它为全局变量和其他不需永久保存的数据提供临时的存储空间;静态RAM类似于PC机上的硬盘，可以永久保存应用程序和数据。Palm OS是一套专门为掌上电脑开发的OS。在编写程序时。Palm OS充分考虑了掌上电脑内存相对较小的情况。(4)SymbianSymbian 9.0及以后版本使用了EKA2核心。EKA2全面改进了原有的任务调度算法。完全支持实时性，支持某些高带宽、高优先级的任务对系统的基本实时性要求。这些任务包括VoIP网络电话、高速率的视频在线点播。EKA2的改进有：内核实时增强，多线程处理能力更好，API调用更高效快速，是一个真正意义上的32位操作系统。(5)Google AndroidGoogle Android手机平台是采用Linux为内核的一个完整的手机软件开发平台，有着单独的应用框架和Java虚拟机，其内核实时性可以参考Linux部分。2.1.2 开放性开放性是指人们可以通过自己编写软件来扩充系统的功能，实现复杂的计算，为超大型程序提供了方便的模块化编程方法，所以开放操作系统有利于其他开发者修补该操作系统的不足，使它变得更加完善和强大。 Linux 是一款免费的操作系统，用户可以通过多种路径免费获得，而且其源代码免费对外开放，并可以任意修改源代码，进而能够大大降低厂商的生产成本，为全世界开发人员共同研发创造了可观的平台，既满足了手机制造商根据实际情况有针对性的开发自己的Linux 操作系统的要求，又吸引了众多软件开发商对内容软件的开发，丰富了Linux平台上第三方软件的应用，这一点是其它操作系统所不能比拟的。正是由于这一点，来自全世界的开发人员不断对Linux 进行修改、编写，程序员可以根据自己的兴趣和实际情况对其进行改变，让Linux吸收了全世界程序员的精华，不断壮大。 Linux遵守GPL(GNU通用公共许可证)，将源代码开放。例如，Google Android的Linux操作系统是完全开放的、自由的用户界面，具有完整的原始代码。由于Google Android的智能手机平台是开放性系统，公开源代码，支持第三方软件加入。使得Google Android的智能手机能够加载很多个性化软件，比如防火墙、即时通信软件、Office阅读软件以及各种在电脑上安装的软件，手机的功能更加强大，加快了手机与电脑的融合。同时，与Windows CE、Symbian等不同，Android操作系统免费向开发人员提供，不存在任何阻碍移动产业创新的专有权障碍，这样可以为第三方厂商节省大量研发成本。Windows CE是闭合的操作系统，其软件Windows是商业软件，它的源代码是企业的最高机密，所以不可能开放。但是，Windows CE 6.0 内核开放，但是GUI不开放。使用类似Visual C+的软件。第三方可以开发应用Windows CE。Windows CE也利用类似视窗的。NET框架。但所有的使用和服务都是收费的。Symbian OS并不是开放的，其源代码从未对外公开，然而所有的源代码都提供给使用Symbian OS 的手机制造商。2011年3月30日，Nokia开源项目主管在Nokia官方博客上宣称，从2011年3月30日起，新一代的Symbian操作系统的绝大多数源代码将上传到 网站，为全世界平台开发者创造了条件。Palm OS是一套开放性的系统。开发者向用户免费提供Palm OS的开发工具。允许用户利用该工具在Palm OS基础上方便地编写、修改相关软件。iPhone OS X是有限的SDK(软件开发工具包)，保证程序员可以利用全能OS,而不必深入核心。也就是说，核心是不完全开放的。鉴于RIM的手机处理的大都是企业电子邮件和机密信息，这使得开放其操作系统不太合适。而且会对用户的隐私保护有一定的影响。2.1.3 安全性智能手机操作系统的安全问题主要集中于在接入语音及数据网络后所面临的安全威胁。例如系统是否存在能够引起安全问题的漏洞。信息存储和传送的安全性是否有保障，是否会受到病毒等恶意软件的威胁等。由于目前手机用户比计算机用户还多。而且智能手机可以提供多种数据连接方式。所以病毒对于手机系统特别是智能手机操作系统是一个非常严峻的安全威胁。Symbian系统本身存在一些安全漏洞。所以目前受病毒影响最深。已经发现的针对Symbian的病毒超过了50种。这些病毒通常感染Symbian 6.0系统。而UIQ平台极少发生感染。广为人所知的Cabir病毒是通过蓝牙连接对Symbian手机进行DOS攻击的。由于越来越多的个人信息(如电话簿、商业机密文档等)会被保存在智能手机中。为了防止恶意软件或病毒窃取这些信息或者耗费用户通信费用，Symbian 9.0及以后的版本引入了新的系统安全模型。Symbian 9.0以前的系统中安装的某个软件的所有文件都会存储在ksystemappskxxx目录下，Symbian 9.0及以后的系统中，某个软件中的不同文件会存放在不同的目录。如可执行文件(.exe，以前是.app)被放在ksys、bin下，资源文件被放在hresource下。每个软件的所有私有数据被放在private目录下，其他目录是供所有软件共享的目录。其中sysbin和hresource用户不能更改。可执行文件只能由安装程序复制进去。private只能由软件安全号所对应的软件访问。可执行文件引入了能力模型，取得某些能力如访问用户的电话簿、发送短信、修改手机设置等，需要让可执行文件获得Symbian公司或者诺基亚公司的数字签名。系统还具备可执行文件防纂改功能，安装经过修改的软件包。或者用读卡器修改存储卡的ksyskbin目录。会被Symbian系统发现。引入这些特性。使得系统的安全性大大提高。但是系统安全模型的引入，也导致系统出现了兼容性问题。用于Smart Phone的Windows CE系统也已经发现了一些病毒感染的案例。病毒作者对微软平台的热衷在手机系统上得到了延续。Windows CE系统很早就被发现存在安全漏洞。典型的漏洞是允许攻击者向使用该系统的手机发送恶意代码，这一点与基于Windows的PC系统非常类似。Palm和Linux系统在安全漏洞方面表现较好，不过这其中包含了市场份额的影响。攻击者通常更热衷于在市场份额表现出色的系统上发掘漏洞。目前在系统漏洞方面各厂商能够在较短的时间内对发现的安全漏洞进行修补。只要用户及时地更新安全补丁，就可以避免漏洞所造成的危害。最新发布的Palm操作系统提供了安全性保护，新的安全性特性将保证敏感数据的保密性，主要提供了强大的128位的数据加密服务(该服务基于RSA Security标准的RC4加密算法)以及端对端的安全性(通过用于电子邮件、Web浏览以及在线交易的安全套接字层(secure SocketLayer，SSL)服务来提供)。对于为Palm编写应用程序的开发人员来说，这些新的安全特性意味着他们有了构建强大加密术和安全性协议的基础，且该基础是由安全性专家设计的。Palm的目标是通过提供给开发人员可以“挂入”的、坚固的安全性基础来简化其平台上安全应用程序的开发。总体来说，由于借鉴了个人电脑领域的安全经验，手机操作系统厂商在设计系统时已经对安全问题进行了充分的考虑。这些厂商在数据加密、通信协议以及访问认证方式等方面已经做出了很多安全增强，并且仍在积极地进行改进。只要正确地利用这些功能以及一些已有的安全解决方案。并对厂商发布的各种信息保持适当的关注，目前的智能手机用户是能够获得良好的安全环境的。2.1.4 对硬件的支持能力 由于智能手机硬件平台具有多样性。CPU芯片的更新又非常快速。所以要求智能手机操作系统支持常用的嵌入式CPU，如X86、ARM、MIPS、POWERPC等，并具有良好的可移植性，支持种类繁多的外部设备。Linux支持当前流行的大部分嵌入式处理器，其中支持的32位体系架构有Alpha、ARM、Cris、X86 M68K、MIPS、PARISC、PPC、SH、Spare等;支持的64位体系架构有MIPS64、PPc64、SH64、Spare64、X86_64等。Windows CE仅支持ARM、MIPS、X86和SuperH。Symbian可以支持从ARM9系列到ARM11系列的所有ARM处理器。Symbian OS v9.5是业界首款可支持ARM Cortex A8处理器的智能手机操作系统。Palm支持的处理器有Motorola DragonBall、Xscale等。iPhone支持的处理器为ARM l176JZF。Black Berry支持的处理器有PXA9xx、PXA270等。3 智能手机操作系统发展现状及前景展望 3.1 智能手机操作系统现状简述智能手机操作系统的主要特点是其对用户具有一定的开放性，这种开放性可集中体现在手机操作系统允许用户自行安装可兼容的应用软件。目前主要的智能手机操作系统有诺基亚主导的Symbian、Linux平台阵营（较具代表性的有诺基亚主导的Maemo、Google主导的Android以及LiMo联盟的LiMo平台）、微软的windows mobile、Apple的Max OS X、Palm的Palm WebOS以及RIM针对Blackberry手机的Blackberry OS等，除此之外，新的智能手机操作系统正陆续加入竞争行列，如三星公司刚刚发布了其自有智能手机操作系统BadaOS。根据源代码、内核和应用环境等的开放程度，智能手机操作系统可分为开放型平台和封闭型平台两大类：Maemo、LiMo和Android属于开放型平台，当然这三者的开放程度有差异；而Widow Mobile、Mac OS X、Palm WebOS、Blackberry OS 等都是封闭型平台，而Symbian 则从封闭向开放转型阶段，2008年Symbian 处于封闭状态，2008年初诺基亚全资收购后转向开源，但基于开源 Symbian 的终端产品还没有上市。从智能手机出货来看，全球智能手机操作系统市场保持稳步增长，根据IDC的统计报告，2009年第三季度全球智能手机出货量达到了4330万部，不仅达到了单季出货量的历史新高，而且分别实现4.2%和3.2%的同比增长率和环比增长率。从市场格局看，Symbian近两年市场份额持续下滑但目前仍然领先；Mac OS X 和Blackberry OS 近两年快速发展，两者合计市场份额已超过Symbian; Android 进入2009年以来异军突起，市场份额上跟Windows Mobile 的差距正不断缩小；Palm WebOS 则始终无法取得新的突破，市场份额较小。据Garne针对2009年第三季度全球智能手机出货量的统计数据，Symbian市场份额从2008年同期的49.7%下滑至44.6%；Windows Mobile 市场为7.9%，同比下滑28%；而Mac OS X 市场份额从2008年同期的12.9%上升至17.1%；Blackberry OS 市场份额也从2008年同期的16%增至20.8%；Android 的市场份额则快速上升3.9%并超过Palm WebOS。3.2 智能手机操作系统的前景展望 作为智能手机产业链的一个环节，操作系统市场的演变受到操作系统自身发展、终端厂商参与力度、应用丰富程度、电信运营商的支持等因素影响，因此，可以从手机操作系统自身发展、市场走向以及产业格局等方面去综合看待现有主要智能手机操作系统的前景。首先，从操作系统自身发展的角度看，性能、功能及兼容性仍是各种平台竞争的焦点。随着1Ghz处理器、4寸以上高分辨率屏幕以及大容量存储器的不断普及，良好支持最新的硬件已成为智能手机操作系统应具备的基本特点。在手机和业务功能支持上，由于良好的软硬件整合能力是影响功能研发和体验的重要因素，预计Mac OS X、Blackberry OS等平台由于其所有者拥有终端、平台产品并掌控应用环节，将在功能创新上获得一定的有 利地位。兼容性问题是一直困扰智能手机操作系统的共 同问题，不仅现有不同平台互不兼容（即应用需要为不 同平台开发不同的版本），相同平台的不同版本往往也 无法实现后向兼容，针对老版本平台开发的应用软件无 法在新版本平台上运行的情 况比比皆是，而从桌面PC操作系统的发展发展实践看，相同 平台下保持一定周期的 后向兼容性是非常必要的，因此首先有效解决兼容性问题的平台将有望在应用环节取得竞争优势。其次，从市场走向来看，未来一段时期内智能手机 操作系统市场被若干主要产品瓜分的可能性较大，这是 由各产品都有优劣势和各自代表的产业链都具相当实力 的特点所决定的。Symbian面临开源进程缓慢、自身性 能/功能趋向落后以及跟诺基亚关系处理等一系列问题， 要重新取得当初的绝对领先地位难度很大。作为封闭系 统，Mac OS X、Blackberry OS、Palm OS的市场表现 完全取决于其终端销售情况，无论从Apple和RIM的公司实力还是其终端产品线看，这三个平台都将面临现实 的发展边界问题（即市场份额上升到一定数量级后就难 以继续提高）。Linux阵营由于开源特点以及较良好的 应用开发基础，如果能够有效地解决产业链整合以及开 源带来的版本众多、兼容性难以保障等问题，其市场潜 力将有望加速被释放。Windows Mobile的发展前景不容 乐观，作为一种封闭、需要收取较高授权费、其所有者 缺乏终端产品而且平台性能跟领先者存在相当差距的平 台，Windows Mobile跟上述操作系统竞争都在不同方面存在劣势，近两年其市场份额不断下滑已验证了这一 点，要扭转这种不利的发展态势，Windows Mobile需要 在改革授权制度、加快新产品上市、加强应用开发支持 等方面综合努力。最后,结合整个智能手机及相关产业格局看，未来 各方力量会围绕智能手机操作系统展开新的持续竞争和 博弈。由于其所有者的终端销售业绩良好及应用环境建 设较为顺利，Mac OS X、Blackberry OS预计将维持现 有封闭而且从终端操作系统应用全环节掌控的发展 模式。Android发展初期受部分功能不完善、应用较薄 弱等因素影响，相当有实力的终端厂商持观望态度，而态度较积极的普通终端厂商又受技术研发实力制约面临 较高的进入门槛；但随着Android在2009年加速完善， 不仅越来越多的主流终端厂商加入，而且不少生产灰 色手机的终端厂商也在积极研发基于Android的终端，Android手机有可能成为未来灰色智能手机市场的重要力量。另外，中国移动基于Android开发了自有手机操作系 统OMS并建设了与之对应的应用商店Mobile Market，从而力求在电信运营商围绕移动互联网的竞争中取得主 动，但由于Android本质上由Google主导，而OMS由中 国移动主导，这两种产品运作模式的关系仍有一些不清 晰的地方，例如，Android仍在快速升级版本，OMS的升 级速度则比较缓慢，未来Android跟OMS之间的兼容性 就不容乐观，OMS也会沦为事实上半封闭的系统，也正 是这些原因，其他运营商对中国移动的OMS模式仍持观 望态度。Symbian虽然在开源及未来发展方面有一定不确定性，但一旦顺利进入开源发展阶段，由于Symbian拥有较良好的主流硬件平台支持、成熟的程序开发基础及丰富的免费应用，如果届时采取免费授权策略，Symbian会对普通终端厂商采用其研发入门级的智能手机有相当的吸引力，而部分运营商也可能基于Symbian开发自有的手机平台并建设与之相当应的应用软件环 境，这也跟中国移动在OMS上的举措类似。Palm OS封闭但功能较完善而且在美国市场有一定影响力的特点， 使其对强势的电信运营商、终端厂商都会产生一定的吸 引力：强势的电信运营商可通过收购Palm OS作为真正 自有的智能手机主流平台并建设相应的应用环境，以提 升自身在移动互联网领域的主动权，而原来在智能手机 市场表现一般甚至尚未大规模介入的终端厂商，如果收 购获得Palm OS则有望缩短操作系统研发以及竞争力形 成的周期。4 智能手机操作系统安全性 智能手机系统的安全问题主要集中于在接入语音及数据网络后所面临的安全威胁，例如系统是否存在能够引起安全问题的漏洞、信息存储和传送的安全性、是否会受到病毒等恶意软件的威胁等。我们主要针对这些方面来考察参测系统。由于目前使用手机的用户比计算机用户还要多，而且智能手机可以提供多种数据连接方式，所以感染手机系统特别是智能手机系统上的病毒是一个非常严峻的安全威胁。目前Symbian系统受病毒影响最深，已经发现的Symbian病毒已经超过了50种。这些病毒通常感染Symbian 60系统，而UIM平台极少发生感染。用于Smart Phone的Windows Mobile系统也已经发现了一些病毒感染的案例，病毒作者对微软平台的热衷在手机系统上得到了延续。而虽然Palm和Linux平台都有相关的病毒被发现，但是基于这两种平台的手机系统还没有引人关注的感染行为发生。在解决方案方面，趋势科技是最早涉足手机防病毒研究的厂商之一，并且很早就推出了被成为Trend Micro Mobile Security的解决方案。该解决方案提供了可以免费使用的版本，可以用于Symbian和Windows Mobile系统。赛门铁克等防病毒厂商也推出了比较成熟的手机防病毒产品。Windows Mobile系统很早就被发现存在安全漏洞，典型的漏洞是允许攻击着向使用该系统的手机发送恶意代码，这一点与基于Windows的PC系统非常类似。Symbian系统也存在一些安全漏洞，例如有多种通过蓝牙连接对Symbian手机进行DOS攻击的方法。与手机病毒问题类似的，Palm和Linux系统在安全漏洞方面的更让人放心一些。不过这其中包含了市场份额的影响，攻击者通常更热衷于在市场份额表现出色的系统上发掘漏洞。另外Palm和Linux在安全性上的表现一直也非常优秀。不过目前在系统漏洞方面的形势还是相对乐观的，厂商能够在较短的时间内对发现的安全漏洞进行修补。只要用户及时的更新安全补丁，就可以避免漏洞所造成的危害。总体来说，由于借鉴了个人电脑领域的安全经验，手机操作系统厂商在设计系统时已经对安全问题进行了充分的考虑。这些厂商在数据加密、通讯协议以及访问认证方式等方面已经做出了很多安全增强，并且仍在积极的进行改进。只要正确的利用这些功能以及一些已有的安全解决方案，并对厂商发布的各种信息保持适当的关注，目前的智能手机用户是能够获得良好的安全环境的。4.1 智能手机安全性设计 手机操作系统内核安全性需要解决两个问题：（1）保证手机运行的稳定性。根据通信5W原则，对用户而言，手机通话的随时性是必需保证的，所以手机在设计的时候，就假设不可能重新启动。这就要求操作系统对程序的安装和硬件的插拔都必须有很好的保护。不仅如此高安全性的内核还能自动结束不安全程序的运行，以保证其它程序能够得到及时的响应；（2）保证手机内用户数据可靠保存以及数据的私密性。用户数据的丢失或是泄密对用户来说都是不可接受的。虽然智能手机的功能类似于PC，但是手机的可携带性和实时性限制了智能手机的CPU的功能和内在大小，这样电源高效资源有限的系统和系统内核与安全性设计的复杂度形成了博弈。因此一个具有高安全性的手机操作系统的设计必须考虑以下几个方面：（1） 内核精简。一方面可满足手机开销小的要求，另一方面可尽量缩小特权级别的范围；（2） 内核权限和用户权限分明。用户不应该具有修改或直接操作系统文件的能力；（3） 内核对于敏感资源的访问应该再细分权限，以保证手机最小硬件和软件系统的正常运行；（4） 内核必须有完善的安全机制来保证时实线程的运行。防止实时线程对CPU资源的非正常使用，及防止优先级反转等情况发生；（5） 内核具有监视应用程序运行的能力。当应用程序发生问题，比如：内在访问越界，资源访问非法，应用程序死循环时，内核应该有能力发现并解决异常，比如对于非法访问内核自动结束应用程序，对于死循环，内核应该把应用程序优先权降低以释放CPU资源给其它应用程序；（6） 内核对于用户数据应该具有保护机制。不论应用程序是否非法退出，不论手机关机或是电源耗尽，或智能手机突然死机，在程序退出或关闭出，内核应该首先考虑用户数据的保存或备份；（7） 内核对用户数据有保密机制。比如没有用户设定的密码任何其它方法都不能访问到或是解密用户数据，甚至应用程序把某些用户的私密数据（如：电话号码或好友号码）等信息通过GPRS、CDMA或蓝牙等方式传出手机时，内核应该区分权限并通知用户。结论 智能手机的标准不是手机外观有多么的华丽，而是看它是否有一个完美的操作系统，操作系统相当于一座连接手机制造商和第三方软件提供商的桥梁，一个智能手机的性价比取决于里面的操作系统，因为智能手机操作系统为第三方应用软件提供了广阔的平台，而这些应用软件极大的丰富了智能手机的功能和业务特色，这也就是智能手机和传统手机本质上的区别。市场上智能手机的操作系统层出不穷，万物皆有正反两面，操作系统也是如此，它们都有各自的优缺点，例如：Linux 是一个性能卓越、技术上处于前沿的现代操作系统，但它是一个通用的从分时操作系统，具有内核不可抢占、被动调度、优先级倒置、定时粒度粗糙等特点；从智能手机在手机市场中所占的份额来看，智能手机在市场中占据的份额在未来有上升的趋势，作为其核心的操作系统在市场中将会有突破性的发展。智能手机系统的安全问题主要集中于在接入语音及数据网络后所面临的安全威胁，最后再从智能手机安全性设计方面对避免安全威胁和漏洞进行了概括性说明，（1）保证手机运行的稳定性；（2）保证手机内用户数据可靠保存以及数据的私密性。参考文献1 邓良松,祁东坡.软件工程.西安电子科技大学.2002.30(4):65-752 唐志宏等.程序设计语言编译方法.华中科技大学学报.2004,25(3):89-933 林陈雪，王伟，柳琴. Visual Basic 系统开发实例导航. 人民邮电出版社. 2003, 12:93-954 赵金凤等.软件工程.清华大学出版社.1999,30(4):165-1755 庄强，程江等.软件测试.南京电子科技大学.2009(4)6 ACCESS /china/office/access/prodinf/default.aspx 8 王兆国等. Visual Basic6.0 系统开发.北京邮电出版社.2001，12:93-957 黄东巍，张智江，郭达，等.3G终端及业务技术M.北京：机械工业出版社，2009.8 陈如明.中国手机终端务实发展策略J.移动通信，2009年7月上：62-65附录附录1译文智能手机操作系统的比较 曾经有一段时间购买智能手机很容易。你有很多的平台和型号可供选择。今天已经有了很大的改变。现在在他们中有超过半打的平台和数百个不同型号，彼此的价格都非常接近。它于事无补几个电话时，彼此是相同的，但只要运行一个操作系统的不同品牌。手机大体都是相似的，不同的手机仅仅运行一个不同的操作系统。你可以决定在你的手机里有什么样的功能，但对于操作系统呢？在他们之间你没有办法选择，看的仅仅只是规格表。你可以选择它们之间仅在规格表。在一个位置，我们获得所有的最新智能手机上使用的所有不同的平台，我们认为我们有和你的操作系统相关的问题的答案。以下是简要的比较了前四名的智能手机平台 - 苹果的Android，Windows Phone 7和Symbian 3的 - 我们试图找到哪一个是最好的，最终缩小您的选择数目，购买时，帮助您选择更好的。 美学IOS是四个平台中最古老的一个。即使它只有四年半的时间，现在几乎没有发生任何重大的UI改造，但它仍然看起来不错。 UI设计有它的永恒感，无论多少次，你看它都不会觉得枯燥。苹果还设计了一个方式，突破传统的思维，大部分的时间，使您可以专注于你的应用程序。这意味着没有不必要的动画和过渡效果，无论看起来多么的不自然，和功能是多么的少。 另一方面，Android已经经历3了相当大的变化以来的第一次迭代，并随着年龄的增长变得更好。也就是说，它已失去了一些简单用户界面的设计元素，增加了一些似乎过头的用户界面设计元素，如三维图像库或动态壁纸，服务功能上没有任何价值，只是生产无意义的眼睛糖果来消耗资源。这种行为是与Google通常设计的方式不一致，Google 设计的功能要大于外表所带来的吸引力。不过总体而言它是一个有吸引力的操作系统，虽然它缺乏操作系统的永恒之美的或Windows Phone 7的现代感，管理看起来不错。太糟糕了，你很少看到在自定义皮肤下面真正的AndroidSymbion 3借用了其前任基本的UI设计，并有所提高。尽管最终的结果是让别人称不上现代。你可以看到操作系统源码，如在屏幕底部的那些软件，而那些屏幕对于有按钮和滚动条的设备是有必要的当没有由运动引起的滚动条时。它看起来并不坏，但它和其它的操作系统不在同一个级别里。幸运的是，它是可以换肤的，所以你可以自定义皮肤给它一个崭新的面貌，虽然不指望使鹅变成天鹅。最新进入智能手机领域中的参赛者，当Windows Phone 7首次公布时，它为世界带来了惊喜，部分原因是因为没有人预料微软来的东西是那么新鲜和现代。在Windows Phone 7用户界面设计的美是不同于任何其他智能手机之前所拥有的用户界面的美。 不同于其他操作系统，特别是Android，它从苹果那里借鉴了很多来设计他们的用户界面，微软的东西是完全原创的，并且是令人难以置信的好。因为它的用户界面设计的如此的好，以至于大多数人会被它的外表所迷惑去购买一个Windows Phone 7设备。 易于使用 设计一个漂亮的界面，是一件事。设计一个好看的界面也很容易使用的是另一种件事，在这点上，没有一个比苹果做的更好。如果你不相信，可以在网上搜索一个视频，在视频中给孩子们一个iPad或iPhone，并在几分钟之内，他们设法弄清楚基本。在我们的经验中，苹果系统已经被证明是最简单的设计操作系统，这里的一切是如此清晰，明显，任何第一次用它的人不论年龄，可以很容易弄清楚基本。这样做的原因是，它并没有假设用户知道如何使用它，因为这样你可以去做基本的操作不需要任何帮助。这是令人难以置信的直觉，使你想知道为什么别人没有想出一个办法，让他们的软件以这种方式工作。它认为，如果它被设计得和一般人的思维一致，人类不是机器人或怪才。我们非常喜欢，尤其是键盘。 下一个直观的是Android。它没有和苹果一样简单的同一级别，在那里你可以分离你的大脑，仍然可以成功的处理界面，但它仍然是非常容易，但是。不幸的是，你将很少使用在你所用过的每一个手机上的股票的Android，即如果有不是一个怪胎的人，是用来，如，1宏达电的Android手机，你会被丢失，当你拿起了1三星的Android手机。 因此，即使谷歌和原始设备制造商试图使UI用户友好，事实上，他们有这么多不同类型，注定要外行困惑。 使用Symbian S60第5版的早期版本犹如用一个沉闷的刀片截去你的手臂尽可能多的乐，用户界面用键盘设计。诺基亚做了很少，以确保它是可用的，如果不是一种乐趣。这和Symbian 3不是同一种情况，感觉离可用性方面还有很长的一段距离。 当谈到功能，Symbian 3的是没有懈怠。你会发现在Android上几乎每一个功能，再加上一些在Android上没有看到的功能在这里，你上，随着一些，你不这样做，如调频收音机和USB接口功能。你甚至可以的多个homescreens（三，要准确），这是非常方便的。多任务和复制粘贴等功能，自从它许多年前首次迭代已经总是塞班的一部分。 Symbian 3有你想要的大部分功能，你想，有没有什么，我们觉得它应该有它没有，没有什么我们觉得他应该没有的东西。这是一个Windows Phone 7惨遭失败方面。对于一个在2010年问世的操作系统，微软已经抛弃了一些非常重要的事情。虽然他们说，他们最终将通过更新纳入它们中我们觉得他们早就包含的大部分。虽然这是情有可原离开了这些东西，早在2007年，微软有没有这样的借口，考虑到他们在智能手机业务，甚至之前的Windows Phone 7。它有一些很好的功能，如主屏幕瓷砖，Xbox Live的支持，Zune的pass和办公一体化，但我们并不认为，这将是足以抗衡的对手。附录2原文Smartphone OS ComparisonThere was a time when buying a smartphone was easy. You had a couple of platforms and a handful of models to choose from. Things have changed a lot today. You now have over half a dozen platforms out there with hundreds of different models between them, priced very close to each other. It doesnt help matters when several phones are identical to each other but simply running a different brand of operating system. You can decide what features you want in your phone but what about the operating system? There is no way you can choose between them looking at the spec sheet alone. Being in a position where we get to use all the latest smartphones on all the different platforms, we think we have answers to your operating system related questions. What follows is a brief comparison of the top four smartphone platforms - IOS, Android, Windows Phone 7 and Symbian 3 - where we try to find which one is the best, ultimately narrowing down your number of options while buying and helping you choose better. Aesthetics iOS is the oldest of the four platforms here. Even though it is four-and-a-half-years old now and has barely undergone any major UI makeover, it still looks great. The UI design has a sense of timelessness to it and no matter how many times you look at it it does not look boring.