桌面操作系统——微软的商业帝国

操作系统按应用领域来划分，有桌面操作系统、服务器操作系统和嵌入式操作系统3种。今天我想聊聊桌面操作系统。桌面操作系统，是面向用户的图形化操作系统。如今，在激烈的角逐中形成了mac os、windows、linux三足鼎立的局面，这哥叁儿相信大家并不陌生。

让我猜一猜，你现在浏览这篇文章的设备搭载的操作系统正是微软的Windows。数据显示，到2023年底，微软的Windows的市场占有率高达72.72%，也就是每10台电脑的桌面操作系统中就有7台是微软的Windows，而且其市场份额仍在小幅度上升。 与之形成对比的是，苹果的macOS市场占有率为16.38%并且有下降趋势。计算机操作系统这块蛋糕，微软生吞过半。按照市场份额来看，桌面操作系统的市场份额排行依次为Windows、macOS、Linux、ChromeOS、FreeBSD。在微软的庞大操作系统商业帝国里，相信大家最为熟知的当属Windows 7、Windows 10了。

2009年10月22日微软发布了桌面端操作系统Windows 7，Windows 7可供家庭及商业工作环境的笔记本电脑 、多媒体中心等使用。 Windows 7发布于2009年10月，2015年结束主流支持，2020年结束外延支持，随后微软上线了ESU，允许通过付费的方式订阅安全补丁，2023年1月10日，Windows 7操作系统结束付费外延扩展支持。 Windows 7给我留下的印象是——好看，那时候的我乳臭未干，自然不清楚那么多门道。

2015年7月29日微软发行了Windows10，最大的特点当属跨平台，应用于计算机和平板电脑等设备。Windows10在易用性和安全性方面有了极大的提升，除了针对云服务、智能移动设备、自然人机交互等新技术进行融合外，还对固态硬盘、生物识别、高分辨率屏幕等硬件进行了优化完善与支持。 2023年12月5日，微软正式宣布Windows10操作系统将于2025年10月14日起终止支持服务，Windows10自2015年发布起对市场“统治”了长达9年之久，取而代之的是微软力推的Windows11。在2023年12月，Windows10占所有Windows操作系统的份额仍有67.42%，而微软力推的Windows11只有26.54%。在如此大的市场份额加持下，Windows11的普及也只是时间问题。

Windows从Windows 95、Windows XP、Windows 7、Windows 8、Windows 10再到Windows 11，还有用于修复Windows的Windows PE，抢蛋糕的人手都被打肿了还是干不过微软。笔者有幸在六年级拥有了一台电脑，之后便折腾遍了Windows XP、Windows 7、Windows 8、Windows 10和Windows 11。 从最开始随机附赠的光盘还原到用软件在线还原再到Windows PE修复，深刻体验到了微软的庞大“商业帝国”。垃圾圈流传着一句名言“重装系统能解决90%的电脑问题”，可见，Windows系统大大小小的问题并不少。

在23年年末我又被迫无奈花了七八个小时把Windows 11重装了一遍。原因也很奇葩，预览体验计划不小心打开了，于是乎微软就在某个月黑风高的夜晚帮我升级了个小白版的系统，桌面右下角贴上大字，怎么折腾都弄不掉，华硕自带的还原包又让我干掉了，所以只能乖乖从官网下载一个纯净的Windows 11，安装的过程几乎让我崩溃，因为电脑捆绑来的驱动和软件全部要一一找对版本打进去，这不是最麻烦的，最磨人的是在安装好进入引导界面的时候，没打驱动，自带键盘用不了，触控板用不了，所以没办法联网，想调出cmd跳过联网也就行不通了，I/O接口驱动也抽风，外接个鼠标光时不时消失，键盘只在一个页面可用……就一边骂街一边耐心折腾，爱折腾的人都知道，弄不好是睡不着觉的……凌晨三四点才弄好，至于怎么搞好的，忘了……

相信大家都有这样的经历，搭载着Windows 的笔记本电脑时常会出现蓝牙连到死连不上、WiFi断连、某个状态栏或某个图标甚至某个功能突然抽风……其实大部分问题重启资源管理器就可以解决（ctrl+shift+esc打开任务管理器，在详情信息栏中找到explorer.exe右键结束任务，再win+r输入explorer.exe再按回车键解君愁），不过很多时候，你会默默重启电脑，所有问题就消失了。这没办法让人不怀疑是系统的毛病，因为所有这些细节在移动端几乎没出现过，一个个版本用下来积攒的恩怨总会让我在出问题时第一时间把锅甩给微软。多年后的今天，当我有机会进入到计算机领域，终于有机会去探索这一切的答案……

Windows本质上是闭源系统，这意味着Windows是微软的操作系统财产。作为专有操作系统，您不能在没有受监管许可的情况下使用它，而且该许可对任何人都不是免费的。是的，你没听错，在你购买电脑的那一刻起，你就已经为你的操作系统付过费了。 按OEM厂家的说法，源自OEM渠道的Windows10家庭中文版价值398，Office家庭和学生版则是748。这么算下来，购机款内至少包含了398+748=1146的正版软件费。Windows 11的价格估计也大差不差，我想这也是很多厂商选择不打包office的原因，即便如此，你仍需为操作系统支付398元。请注意，即使购买了许可证，作为封闭源代码也意味着您将无法访问其源代码以轻松自定义其程序。

可能你会问，如果我的电脑出问题重装了系统岂不是成为盗版了？并不会，系统的许可是通过联网的形式激活的，无论重装多少次，只要在联网那一刻开始，系统版本详情页又会出现“已激活”字样。同样的，如果期间出现“未激活”提示，通常也是因为网络延迟问题，别问我是怎么知道的，笔者遇到过并且咨询了客服。 具体是通过什么技术实现的，笔者并没有深入探究，但我猜，或许类似于身份码，一机一码。当然，尽管在没有许可证的情况下使用Windows并不违法，但您将失去很多功能、好处和更新。在不受管制或盗版的许可证上使用具有全部功能的Windows是非法的。此外，笔者并不建议大家在不清楚风险的情况下跨版本折腾系统，因为你可能会面临需要新的许可证密钥的风险。 至于网上找到的密钥，部分是错误的密钥，部分是批量激活的密钥，还没达到使用次数，故也能正常使用。当然，有矛就会有盾，盗版横行很多年了，微软也是持无视态度，毕竟重拳出击或许就没有如今的市场占有率了，这就相当于温水煮青蛙，等大家时间久了，自然离不开Windows了……

接下来，继续探讨一下Windows的架构。

我们先来了解一下线程，线程是进程的最小执行单位，比如QQ、微信、网易云各自都是一个进程，一个进程至少又有一个线程，那什么是多线程？说到多线程那就要提到串行和并行了，所谓串行，是相对于单条线程执行多个任务而言的。比如下载文件，当我们下载多个文件时，按顺序一个一个下载就是串行。自然，并行就是开启多条线程，多个文件同时进行下载。 而Windows的机制正是多线程，最直观的感受就是可以开一堆程序，多个进程同时运行，一个进程里面又可以跑着多个任务。微软正是从软件和硬件（多核心处理器、芯片级多处理）同时实现了多个线程并发执行的技术，从而提升计算机整体处理性能。

了解到这里就可以上图片了。

Windows内核是操作系统的核心部分，它负责管理系统资源、处理用户程序和驱动程序的请求、协调各种系统组件之间的通信等任务。Windows内核又分为用户模式和内核模式，这两种模式之间的主要区别是对系统数据访问权限的不同，内核模式有更高的权限，用户程序无法直接访问内核模式。采取这种做法可以保护操作系统，避免应用程序错误影响到操作系统本身。用户模式是Windows操作系统中运行应用程序的模式。在用户模式下，应用程序可以访问一些系统资源，如文件系统、网络、进程和线程等，但不能直接访问内核模式或底层硬件设备。操作系统核心代码跑在内核模式下，应用程序的代码跑在用户模式中下。当应用程序需要使用系统内核或内核拓展模块(内核驱动程序)所提供的服务时，应用程序会通过硬件指令从用户模式切换到内核模式中，当系统内核完成了所请求的服务后，重新切换到用户模式下。总而言之就是在这两种模式下反复横跳，这使得其并不是最高效的。所以，有时候多线程程序不一定高效，是因为线程切换，管理等需要由用户模式切换到内核模式，这类操作会占用很多cpu周期。

驱动程序：Windows系统需要很多不同类型的驱动程序来管理硬件设备和提供系统功能，如网络驱动程序、声卡驱动程序、显卡驱动程序等。这些驱动程序运行在内核模式下，可以访问系统的底层资源和硬件设备。

Win32子系统：Win32子系统是Windows操作系统中的一种应用程序接口，它允许32位应用程序在Windows操作系统上运行。Win32子系统提供了访问操作系统资源和功能的标准接口，使得应用程序可以在各种Windows系统上运行。

WindowsAPI：WindowsAPI是一组应用程序接口，用于访问Windows操作系统的各种资源和功能。WindowsAPI可以在任何编程语言中使用，包括C/C++、Java、Python和C#等。

用户界面：Windows操作系统的用户界面包括桌面、任务栏、窗口、菜单和对话框等组件。这些组件通过WindowsAPI和用户模式实现，提供了用户与操作系统进行交互和操作的方式。

总体来说，Windows系统架构是一个包括多个组件和模式的复杂系统，通过这些组件和模式协同工作，提供了一个稳定、安全、易用的操作系统环境。但安全自然也要牺牲一些自由，源代码只有神仙看得了，至于那些逆向破解扒个底掉的骚操作本身跟神仙就没区别。“以管理员身份运行”就是它能给到你的最大权限，用户与用户之间更是存在着严格的权限划分。至于Windows有多臃肿，以及出现各种各样小毛病的根本原因，我还是没有答案。心里更是有一堆的疑问，为什么无线传输这种在移动端已经足够成熟的技术，放在电脑上毛病就那么多？为什么软件跟硬件之间的配合那么糟糕？直到现在，我的笔记本上的蓝牙都谈不上好用，掉线、连接困难、多几个蓝牙连接记录就开始抽风，放到台式机需要加装pcie的模块上更是一言难尽。usb口？地狱!想要找到答案还得继续往下探索，但是越了解越发现自己的渺小，一个操作系统的庞大程度远远超乎我的想象，像曾经我听一位师兄说的那样“你知道得越多，你就会发现，你知道得越少”。

一枝独秀不是春，百花齐放春满园。微软的强大以及比尔盖茨的前瞻性是有目共睹的，但在微软长达二十年的垄断下，“吃相难看”的事情时常发生，并且单一化并不利于保障用户的使用安全。本世纪初爆发的数次全球性木马病毒事故，甚至殃及政府的多个系统；微软进行重整时甚至把整个测试部门裁掉，直接拿正式版用户当小白鼠，全程后台监控系统运行情况，各种各样的问题导致Windows 10的用户口碑出了名的差，如此例子，不胜枚举。这时候，更需要搅局者入场发挥鲶鱼效应，让操作系统更多样化，让用户有更多的选择。纵观各行各业，一家独大的时期市场都会出了奇的不自信，在这种情况下，惰性就会滋长，“挤牙膏”就成了日常操作。当厂商都卷起来的时候，受益的往往是消费者。无论是Deepin还是华为的鸿蒙，亦或是淹没在历史洪流中的众多操作系统，我都敬他们是条汉子，一个操作系统想要真正形成生态又面对强大对手的围剿想要生存下去难如登天，明知不可为而为之，这是壮士的豪迈。提到这，我迫不及待想要分享这些年关于中国机圈和中国科技公司的生存之战，下期吧！

最后，给看到这里的读者老爷磕一个，感谢赏脸看完又丑又骚的站长写的这篇又长又臭的垃圾文章！

(清清子写于2024年4月25日)