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1.1 了解HarmonyOS

HarmonyOS其实在几年前就已经发布了,只不过当时是1.0版本,而且只能运行在是IoT设备 上。而这次开发者大会上发布的HarmonyOS 2.0,可以运行在任何设备上,这些设备包括只有几百KB的IoT设备,也包括拥有数百GB的高端设备。为了让广大读者了解HarmonyOS的前世今生,本节将从宏观上介绍HarmonyOS系统。

1.1.1 HarmonyOS的由来

听到“鸿蒙”这个词,可能有很多读者会感到好奇,这套OS为什么叫“鸿蒙”呢?而且它的英文名为什么叫Harmony呢?本节将对“鸿蒙”和Harmony的由来做一个详细的解释。

“鸿蒙”这个名字原来是华为内部一个研究操作系统内核的技术项目的代号。几年前,华为手机的销售量飞速增长,但这引起了华为的担心。如果手机的销售量不再增长了,那么华为该怎么办呢?所以华为认为需要有自己的操作系统,而且这个操作系统一定是面向未来IoT的。那面向未来的IoT需要什么样的操作系统呢?这个系统和现有的操作系统肯定是不一样的。在万物互联的时代,孤立的设备是没有价值的,所以这个面向未来的IoT的操作系统一定要可以弹性部署到大大小小的设备上,让这些设备像人一样用同样的语言交流,让设备的连接变得非常容易。

另外,仅仅连接这些设备还不够,不同类型设备之间的能力差异是千差万别的,华为希望能够有机融合这些能力,这就需要让系统将这些设备看作同一个设备,也就是虚拟设备。

华为确定了操作系统的思路后,发现“鸿蒙”这个名字和华为希望做的操作系统的定位是很匹配的:“鸿蒙”取自《山海经》,有开天辟地的意思,表示华为希望开拓一个新的纪元;鸿蒙的英文名字HarmonyOS是后来取的,Harmony是和谐的意思,表示HarmonyOS能让多设备互联互通,同时又表示产业合作、和谐共处。

1.1.2 HarmonyOS的技术定位和目标

HarmonyOS的技术定位是一款面向未来、面向全场景(移动办公、运动健康、社交通信、媒体娱乐等)的分布式操作系统。在传统的单设备系统能力的基础上,HarmonyOS提出了基于同一套系统能力、适配多种终端形态的分布式理念,以支持多种终端设备。

● 对消费者而言,HarmonyOS能够对生活场景中的各类终端进行能力整合,可以实现不同的终端设备之间的快速连接、能力互助、资源共享,匹配合适的设备,提供流畅的全场景体验。

● 对应用开发者而言,HarmonyOS采用了多种分布式技术,使应用程序的开发实现与不同终端设备的形态差异无关。这能够让开发者聚焦上层业务逻辑,更加便捷、高效地开发应用。

● 对设备开发者而言,HarmonyOS采用了组件化的设计方案,可以根据设备的资源能力和业务特征进行灵活裁剪,满足不同形态的终端设备对操作系统的要求。

根据HarmonyOS的市场定位,HarmonyOS需要运行在各种各样的设备上,例如,我们最常用的智能手机、平板电脑、个人计算机等。还有很多物联网设备,如打印机、投影仪等。华为将这些设备称为“1 + 8 + N”,如图1—1所示。这里的1是指智能手机,8是指强计算设备,目前可分为如下8类设备

● 个人计算机;

● 平板电脑;

● 电视机;

● 音响;

● 眼镜;

● 智能手表;

● 车载电脑;

● 耳机。

而这里的N是指泛IoT设备,如打印机、投影仪、门铃、电冰箱、智能手环,甚至是茶杯、闹钟、床等。也就是说,凡是带芯片 的设备,都应该属于泛IoT设备。也就是说,HarmonyOS的最终目标是将一切有计算能力和存储能力的设备连接起来,然后再加入人工智能技术,这就是AIoT。如果将全世界数以百亿计的IoT设备连接起来,并能有效地利用这些IoT设备的各种能力,让这些IoT设备高效互相协作,那么我们将会实现梦寐以求的智能城市,智能社会,甚至智能星球!

图1—1 HarmonyOS的“1 + 8 + N”战略

1.1.3 HarmonyOS的系统架构

HarmonyOS在系统架构上与Android类似,采用了分层设计方案,从下向上依次为内核层、系统服务层、框架层和应用层。系统功能按照“系统→子系统→功能/模块”逐级展开,在多设备部署场景下,支持根据实际需求裁剪某些非必要的子系统或功能/模块。HarmonyOS系统架构如图1—2所示。

图1—2 HarmonyOS系统架构

下面分别对这4层进行解释。

1.内核层

内核层分为内核子系统和驱动子系统。

● 内核子系统:HarmonyOS采用多内核设计,支持针对不同资源受限的设备选用适合的OS内核。内核抽象层(Kernel Abstract Layer,KAL)通过屏蔽多内核差异,为上层提供基础的内核能力,包括进程/线程管理、内存管理、文件系统、网络管理和外设管理等。

● 驱动子系统:HarmonyOS驱动框架(HDF)是HarmonyOS硬件生态开放的基础,它提供了统一外设访问能力以及驱动开发和管理框架。

2.系统服务层

系统服务层是HarmonyOS的核心能力集合,通过框架层为应用提供服务。该层包含以下几个部分。

● 系统基本能力子系统集:为分布式应用在HarmonyOS多设备上的运行、调度、迁移等操作提供了基本能力,由分布式软总线、分布式数据管理、分布式任务调度、方舟多语言运行时子系统、公共基础库子系统、多模输入子系统、图形子系统、安全子系统、AI子系统等组成。其中,方舟多语言运行时子系统提供了C/C++/JavaScript多语言运行时和基础的系统类库,也为使用方舟编译器静态化的Java程序(即应用程序或框架层中使用Java语言开发的部分)提供运行时服务。

● 基础软件服务子系统集:为HarmonyOS提供公共的、通用的软件服务,由事件通知子系统、电话子系统、多媒体子系统、DFX(Design For X)子系统 、MSDP&DV子系统等组成。

● 增强软件服务子系统集:为HarmonyOS提供针对不同设备的、差异化的能力增强型软件服务,由智慧屏专有业务子系统、穿戴专有业务子系统、IoT专有业务子系统等组成。

● 硬件服务子系统集:为HarmonyOS提供硬件服务,由位置服务子系统、生物特征识别子系统、穿戴专有硬件服务子系统、IoT专有硬件服务子系统等子系统组成。

根据不同设备的部署环境,基础软件服务子系统集、增强软件服务子系统集、硬件服务子系统集内部可以按子系统粒度裁剪,每个子系统内部又可以按功能粒度裁剪。

3.框架层

框架层为HarmonyOS的应用提供了Java/C/C++/JavaScript等多语言的用户程序框架和Ability框架,以及各种软硬件服务对外开放的多语言框架API;同时为采用HarmonyOS的设备提供了C/C++/JavaScript等多语言的框架API,不同设备支持的API与系统的组件化裁剪程度相关。

4.应用层

应用层包括系统应用和扩展应用/第三方应用。HarmonyOS的应用由一个或多个FA(Feature Ability)或PA(Particle Ability)组成。其中,FA有UI,提供与用户交互的能力;而PA无UI,提供后台运行任务的能力以及统一的数据访问抽象。基于FA/PA开发的应用,能够实现特定的业务功能,支持跨设备任务调度与分发,为用户提供一致、高效的应用体验。 XBnHAgCVaSRfqB2i2pSdqoyGpwvpCPx9EoQJnC9vytG/Y5XwWPJBy1QKbt6UO7ec

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