HTML5是移动设备、云计算和网络时代的一种网站和应用程序开发新概念，是互联网的下一代标准，是构建以及呈现互联网内容的一种语言方式。HTML5是将Web由一个内容展现的“工具”变成一个成熟的应用“平台”。HTML5扩展新增了交互能力、多媒体呈现能力、云端服务集成能力与本地处理能力。它不只是增强了交互性和页面表现能力，在语义特性、连接特性、多媒体特性、本地存储特性、三维图形及特效特性、设备兼容特性和CSS3等方面，都发生了根本性的变化。论文在研究HTML5技术的基础上，从实时数据传输、离线应用和存储、云计算下的新型WebOS上入手，在前端效率机制和Web应用模式方面进行研究。论文在表述了研究背景及意义、综述了国内外研究现状、阐述了Web实时数据传输技术、本地存储和应用以及云计算后，对所确立的目标展开了研究，并进行了基础性和验证性实验，概括起来取得了以下的研究：提出了一个基于WebSocket的实时同步协同Web表单模型，一个B/S模式下的实时协同Web模型-CoModel，给出Web表单的实时协同问题的解决方法。通过基础和验证性实验从中发现WebSocket的前端效率机制，传输效率以及在网络流量方面的优势。提出了一个基于HTML5的Web离线应用架构模型，给出web应用在断网脱机或网络状况不佳的情况下使用的解决方法。在OFF-ORDER上实现和应用了基于HTML5的Web离线应用方案，并从实例中发现了此方案的可行性和优越性，并且通过实验验证了OFF-ORDER模型的可行性和优越性。提出了一种云计算在网络断网或不佳的情况下，基于HTML5的可离线WebOS云计算模型。通过引入HTML5的离线应用和本地存储等功能，给出云计算Web操作系统离线工作的解决方法。最后通过HTML5技术构建一个基本的Web操作系统，展现了在云计算下新型Web操作系统的基本模式和功能。