塞班(Symbian)手機操作系統是由塞班公司開發的移動設備操作系統,其前身是英國寶意昂公司的EP(Electronic Piece of cheese)操作系統。1998年,科技公司Psion(寶意昂)聯合諾基亞、摩托羅拉和愛立信共同創立塞班公司,這家公司的第一個產品于1999年誕生,即Symbian OS v5.x操作系統。2007年,Symbian操作系統的手機在全球智能手機出貨量中占到了70%。次年6月,塞班公司被諾基亞收購。2013年1月24日,諾基亞宣布諾基亞808純景手機將是最后一款塞班手機,塞班時代逐漸迎來終結。
2007年,IOS系統和谷歌Android系統的發行,對Symbian系統市場占有率造成較大影響,合作伙伴相繼離開。次年6月,塞班被諾基亞收購,成為諾基亞旗下公司,同時Symbian協會成立,致力于Symbian開源計劃及Symbian的轉型。2011年,隨著Android系統和IPhone系統火速發展,Symbian 系統市場占有率逐漸減少。諾基亞由于業績下滑,決定與微軟合作,同年8月24日,諾基亞宣布放棄塞班的名稱,塞班Anna系統更改為諾基亞Anna。2013年以后,塞班手機系統逐漸退出市場。
發展歷程
成立初期
Symbian系統的前身是Psion(寶意昂)公司開發的EPOC系統。1980年,大衛·波特(David Potter)成立Psion公司,專門研發手機等移動設備的操作系統,EPOC是“Electronic Pieceof Cheese”的首字母縮寫,意為“使電子產品像吃奶酪一樣簡單”,這句話也被認為是EPOC乃至Symbian系統所堅持的設計理念。1998年,諾基亞、摩托羅拉、愛立信和科技公司Psion共同創立了塞班公司。次年,塞班公司研發出Symbian OS v5.x操作系統。2000年,全球第一款塞班操作系統手機愛立信R380(采用Symbian5.0)正式出售。
極速發展
2001年,基于塞班操作系統的2.5G手機諾基亞7650發布。同時全球第一款采用開放式Symbian 6.0操作系統的手機諾基亞9210也向公眾出售,同時還提供多樣的開發工具。隨著塞班系統的不斷更新,LG、索尼、三星電子、西門子股份公司、松下電器等廠商相繼加入。在眾多廠商的支持下,搭載塞班系統的彩屏手機、拍照手機、滑蓋手機和游戲手機先后問世。
2003年Symbian發布了全新的Symbian OS V7.0版本,新的操作系統具備了多媒體娛樂,無線傳輸(包括藍牙),并且加入了Sun公司的新Java虛擬機(JVM),可以提供更高的性能和有利于Java應用程序的下載,并適用于GSM,CDMA等多種模式。
盛轉衰
2007年,塞班手機的市場占有率仍保持較高份額,同時也遇到了競爭對手。同年6月,IOS推出,第一代iOS操作系統在當時是一個重大突破。與iOS相比,塞班龐大復雜的系統下暴露出操控、開發、應用等各個方面的缺陷。2007年11月,谷歌向外界展示Android系統,同時宣布建立一個全球性的聯盟組織共同研發改良Android系統。由于iOS和Android市場表現一路走高,原諾基亞研發Symbian的合作伙伴包括摩托羅拉、愛立信等或投奔Android,或放棄該領域的業務,只剩下諾基亞獨自支撐。諾基亞雖有救市的想法,但在智能手機快速取代非智能手機的情況下,Symbian在智能手機市場的占有率一路下滑。
2008年6月,塞班被諾基亞收購,成為諾基亞旗下公司,塞班成為諾基亞獨占系統。同年Symbian協會成立,致力于Symbian開源計劃及Symbian的轉型。2010年之后,Symbian智能手機全面支持Qt開發,Qt是一個跨平臺應用程序和UI開發框架。2010年2月,Symbian開源計劃獲得了開放源代碼許可證,Symbian協會也對外表示任何個人或組織都可以免費利用Symbian平臺。2010年4月,諾基亞發布第一款采用Symbian 3操作系統的手機諾基亞N8,Symbian 3從系統內核部分針對觸摸屏進行了優化,且支持多點觸控。
退出市場
2011年初,隨著Android系統和IPhone火速占據手機系統市場,塞班手機市場份額逐漸減少。于是,諾基亞和微軟宣布結盟,Windows Phone成為諾基亞主要的智能機平臺。同年8月24日,諾基亞宣布,將放棄塞班的名稱,塞班Anna系統會更改為諾基亞Anna。2013年1月24日,諾基亞在當日的財報電話會議中正式宣布2012年發行的諾基亞808純景手機是最后一款塞班手機。自此,塞班手機系統退出市場。
雖然同為手機操作系統,但是Symbian在概念、功能性和便捷性上面與IOS和Android相差很多,有兩個方面原因:一方面,作為2008年之前手機市場上的絕對霸主,諾基亞公司沒有動力去對最為成功的操作系統作出徹底改變;另一方面,則是因為諾基亞沒打算將Symbian作為未來唯一發展的智能操作系統。在2007年,諾基亞與英特爾公司開展合作,共同開發名為MeeGo的智能操作系統,該系統借鑒了諾基亞的maemo和英特爾的Moblin。
版本更新
用戶界面
以Symbian操作系統為基礎的智能手機,用戶界面有許多種,包括開放平臺UIQ、諾基亞的S60、S80、S90系列。
S60
Series 60界面的智能手機,具有以下特征:176×208或更高分辨率的彩色屏幕、兩個功能鍵、五方向鍵、數字鍵盤及特殊功能鍵,九官格菜單。采用Series 60界面的手機體積相對較小,用戶可以使用導航鍵(Joystick)、軟按鍵或轉點通鍵(Jogdial)單手完成全部操作。Series 60是Symbian智能機中出貨量最大的用戶界面。Series60支持Symbian OS 6.1、Symbian OS 7.0s和Symbian OS 9.1、9.2等系統版本。
S80
Series 80有兩個版本,具有較高商務辦公性能和高速數據能力。采用Series 80界面的移動設備可折疊,內屏為640×200的高分辨率屏幕。Series 80使用類似于PC鍵盤的完整鍵盤,存儲空間大,可以存儲較多數據、文件。同時支持各類文檔、電子表格(SpreadSheet)以及演示文件的編輯操作,并且支持WLAN無線網絡,可以高速瀏覽HTML和XHTML頁面等功能。
S90
Series 90的開發與Series 80有所不同,Series 90偏重于多媒體娛樂。它具有一個高分辨率彩色屏幕,采用觸摸屏設計,屏幕虛擬鍵盤,通過手寫識別進行操作。Series 90為用戶提供了強大的多媒體應用和網絡等方面的功能,用戶可用其進行多媒體播放和互聯網瀏覽。
UIQ
UIQ是Symbian OS另一種典型界面,多媒體功能和商務功能都較為強大,2000年至2005年間,UIQ科技先后發布UIQ1.0、2.0、3.0等多個版本。UIQ是一種可定制的基于手寫筆輸入的應用界面,適合具有豐富多媒體功能的手機。
架構
核心
Symbian OS內核用互斥信號和信號量這樣的對象,管理線程及進程間的通信,并用函數做進程間數據的傳送。另外,內核管理所有的系統內存,并擔當提供訪問設備硬件的入口。
最低階的Symbian基本組成包含核心(EKA1或EKA2),允許使用者的應用程序沿著使用者數據庫去要求核心內的東西。Symbian有個微核心架構,這定義了核心內部所必需的最少功能。微核心架構包含排程系統和內存管理,但不包含網絡和檔案系統支援。這些用來提供給使用者端服務器(User-Side Server)。
系統模型
UI框架層是Symbian操作系統的頂層,為構建用戶界面提供了框架和庫。 應用程序服務層為塞班操作系統的應用程序提供獨立于用戶界面的支持。應用程序服務層可進行系統級的服務,還提供專項邏輯服務、支持專一的單個應用程序服務。操作系統服務層是塞班操作系統的“中間件”層提供了服務器、框架和庫。操作系統服務層分為通用的操作系統服務(公共服務);通信服務;多媒體和圖形服務;設備連接(Connectivity)服務。Symbian操作系統的基本服務層提供了用戶端的最底層的服務,這些服務只依靠操作系統內核和相關組件。內核服務和硬件接口層包含了操作系統內核本身,并且抽象了下面硬件接口的支持組件,包括邏輯和物理設備驅動和為參考硬件平臺實現預打包的各種支持。
技術
節省存儲器和清除堆棧
Symbian架構包含了先占式多任務、多運行緒和存儲器保護等功能,其中的節省存儲器和清除堆棧能有效地降低資源消耗。該技術也運用于手機內存和存儲卡。Symbian OS編程使用事件驅動,當應用程序沒有處理事件時,CPU被關閉,因此該系統非常節能。這些技術讓Symbian C++開發非常復雜。許多Symbian設備支持Python、QT以及J2ME來進行開發。
檔案服務器與系統數據庫
基本層則包含檔案服務器,它在裝置內提供類似dos的顯示模式。Symbian支持數種不同的檔案系統,包含FAT以及Symbian專有的檔案系統,而檔案系統一般是不會在手機上顯示出來。在基本組件之上的是可供選擇的系統數據庫,而這提供了該裝置的市場定位,數據庫的內容包含如字符轉換表、數據庫管理系統和檔案資源管理。
網絡及通信
同時有一個很龐大的網絡及通信子系統,這含有三個主要的服務,分別是ETEL(EPOC telephony)、ESOCK(EPOC協定)及C32(序列通信回應)。每個服務都有模組化方案。例如,ESOCK允許不同的‘.PRT’通信協定模組,實現了不同方式的網絡通信協定方案,如藍牙、紅外線及USB等。這也有一個龐大的使用者接口碼。即使使用他人制造的使用者接口,除了某些相關服務(例如View Server提供手機間的使用者接口轉換)以外,基本的類別和子結構(UIKON)的所有使用者接口都會出現在Symbian操作系統。而這里也有很多相關的繪圖碼,就像是視窗服務和字型與位圖服務。
應用程序
應用程序架構提供標準的應用程序種類、連接和檔案資料辨識。它也有可選擇的應用程序引擎給予智能手機的基本程序,像行事歷、電話簿等。通常典型的Symbian操作系統的應用程序是分散到各個DLL引擎和圖型化程序,程序就像是包裝紙,把DLL引擎包裝在一起。Symbian也提供了一些DLL引擎使程序運作。當然,有很多東西并沒有一起放入裝置內,如SyncML, Java ME提供另一組應用程序接口給操作系統及多媒體應用。
應用開發
Symbian提供不同的軟件開發套件(SDK)給程序開發人員,主要是UIQ和S60平臺。如微軟研發的VisualC++6.0/Visual Studio 2005、飛思卡爾半導體(中國)有限公司(飛思卡爾)半導體公司推出支持多種硬件平臺的集成開發環境CodeWarrior,或者是諾基亞研發的ADT(ApplicationDeveloperToolkit)集成開發環境工具包,可以用來開發SymbianS60應用程序。也在網絡上提供可下載的SDK和軟件開發延伸套件(Symbian Developer Network)。
sdk包含說明文件、表頭檔案、數據庫和在Windows運作的模擬器(WINS)。到了Symbian 8.0, SDK加入了該版本的GCC編譯器(跨平臺編譯器),才能夠正常在裝置內使用。在SDK方面,UIQ提供簡化的Framework使得單一的UIQ SDK提供所有使用UIQ3的裝置的開發基礎。開發完成后,Symbian的應用程序被包裝成SIS檔案,透過電腦連線、藍牙或是存儲卡傳輸到消費者的移動電話。另一方法是找手機制造商來合作使手機內建該程序。
安全
安全機制
在安全特性上,Symbian操作系統具有分離性,即內核模式的特權級別與用戶模式的非特權級別分離、進程的地址空間分離。Symbian操作系統中包含一個安全子系統,由這個子系統負責整個體系的安全性。安全子系統包括幾個重要的模塊:提供加密模塊接口;證書框架提供認證授權和密鑰管理;支持使用數字簽名的軟件安裝鑒定;支持HTTPS、SSL、TLS、WTLS、IPSec等安全通信協議;保證數據的機密性、完整性和可鑒定性。
應用程序安裝
Symbian系統對于要使用敏感性資源的應用程序,在安裝的時候會判斷其是否帶有必要的認證。這個認證信息會包含在應用程序經過測試合格后 Symbian 組織上傳給開發者的 SIS 文件中。如果應用程序不帶有這樣的認證,系統會提示信息,由用戶決定是否安裝此類程序,系統不保證安全。
可移動介質安全性支持
Symbian 對于存儲在可移動介質上的二進制文件是不信任的。在安裝時,應用程序可能被判斷為安全,而安裝到了移動介質的 bin 目錄下,但是移動介質上的文件很有可能在其他地方被修改,使得最初安裝的二進制代碼隱藏有不安全因素。Symbian 對此采取的措施是,在安裝的時候,將要存儲在目標可移動介質上二進制代碼經過哈希運算,運算結果儲存在系統的一個目錄下。在裝載二進制代碼到內存的時候,經過同樣的哈希運算,并將結果同儲存在系統目錄下的文件作比較,如果有異,裝載過程就會自動退出。
可靠性用戶界面
Symbian 采用可靠性用戶界面的架構,對用戶的敏感性信息,如銀行賬號和密碼,進行特別保護這對此。Symbian支持軟硬件指示用戶的輸入界面是否來自一個安全的進程。其次,在用戶的輸入期間,顯示內存單元不可被其他進程訪問,包括對顯示器的直接訪問。最后一點是限制可以獲取合法終端上輸入的事件,以防被竊。
數據備份和恢復
Symbian系統中,可執行文件的備份是通過組織備份 SIS 文件來實現的。恢復可執行文件即是重新安裝。一些私有數據文件的備份和恢復將通過相關的可執行文件的備份和恢復來實現。某些公共數據不在備份和恢復的考慮范圍,包括目錄/resource 下那些只在安裝時寫入的只讀文件,當然除非某一應用程序指明要備份某一個資源文件。
安全風險
費用欺騙
惡意代碼可讓被感染的手機頻繁自動撥號,自動發送短信、彩信,或者做成電話代理,給手機用戶帶來高額的費用。
信息竊取
Symbian操作系統的用戶關鍵信息(如通訊錄、用戶名密碼等)以文件形式存儲在手機上且是沒有加密的,程序可以直接訪問數據。而且數據沒有采用保護行為,惡意程序可能對用戶數據進行篡改和刪除等破壞行為。
程序的可用性
Symbian操作系統未采用保護應用程序的機制,針對應用程序的攻擊可以破壞應用程序的可用性甚至破壞操作系統,從而使程序或者手機不可使用。如典型的Skulls木馬,它可以讓所有與Symbian系統應用程序的鏈接無效,如電子郵件、日程管理程序,方法是用頭顱圖案替換手機的菜單圖標。受病毒影響的手機用戶只能呼叫和接聽電話。
應用簽名機制漏洞
雖然沒有簽名的軟件安裝需要用戶確認,但是Symbian操作系統上的大多數應用程序沒有經過簽名也可以進行安裝,使大量的惡意應用有機可乘。
影響評價
人民網股份有限公司表示:“塞班是第一個真正意義上應用于移動端的智能操作系統,它能容納無數第三方app,并高度支持用戶界面等的定制化。2009年,塞班的市場占有率一度達到47%。”
學者和凌志,郭世平在其著作《手機軟件平臺架構解析》表示:“Symbian雖然為應用開發提供了SDK,但其開發程度還不能滿足開發者的期望。因為部分核心接口沒有開發,導致開發者在有些問題面前無能為力,再加上Symbian C++ 不是標準的C++,這對習慣了標準C++用法的編程者來說需要一個較長時間的適應過程。雖然Java語言是標準的編程語言,Symbian也支持Java編程,但Symbian支持的Java API很有限,使得開發者在面對很多問題時無能為力。所以,Symbian C++應用開發的門檻較高。”
學者曹洪偉表示:“2007年,Symbian操作系統的手機在全球智能手機出貨量中占到了70%,作為一個操作系統,Symbian的普及程度并不比Windows低,然而知道這個名字的人卻寥寥無幾,這與Symbian低調的作風不無關系。”
參考資料 >
塞班手機操作系統時代終結 那些年我們追過的手機.人民網.2023-12-16
iPhone OS 1.apple.2023-10-25
Android 10結束了甜點命名的傳統.手機新浪網.2023-08-25
諾基亞發布Belle系統和600、700、701.新浪科技.2023-12-25
解讀十大智能手機移動操作系統.人民網.2023-12-16