鴻蒙操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與架構(gòu)

目錄
第 1章 操作系統(tǒng)的發(fā)展史和演進(jìn)001
1.1 操作系統(tǒng)概述002
1.2 操作系統(tǒng)的發(fā)展史003
1.3 下一代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)011
1.4 萬物互聯(lián)時(shí)代面臨的挑戰(zhàn)013
1.4.1 萬物互聯(lián)時(shí)代已來臨014
1.4.2 改善終端用戶體驗(yàn)的訴求015
1.4.3 開發(fā)者面臨的挑戰(zhàn)017
1.5 下一代操作系統(tǒng)的關(guān)鍵特征018
第 2章 HarmonyOS設(shè)計(jì)理念021
2.1 HarmonyOS底層設(shè)計(jì)理念022
2.2 HarmonyOS試圖解決的問題022
2.3 HarmonyOS基本設(shè)計(jì)理念024
2.3.1 超級(jí)終端的用戶體驗(yàn)024
2.3.2 “一次開發(fā)，多端部署”的用戶程序開發(fā)體驗(yàn)037
2.3.3 積木化拼裝的設(shè)備開發(fā)體驗(yàn)043
2.4 HarmonyOS的目標(biāo)043
2.4.1 業(yè)務(wù)目標(biāo)044
2.4.2 架構(gòu)目標(biāo)044
2.4.3 架構(gòu)設(shè)計(jì)原則045
2.5 HarmonyOS架構(gòu)設(shè)計(jì)046
2.6 HarmonyOS關(guān)鍵技術(shù)047
第3章 部件化架構(gòu)原理解析053
3.1 部件化架構(gòu)054
3.1.1 架構(gòu)設(shè)計(jì)054
3.1.2 HarmonyOS部件化架構(gòu)設(shè)計(jì)055
3.2 原理解析059
3.2.1 部件管理059
3.2.2 SysCap機(jī)制061
3.2.3 SysCap使用指南064
第4章 統(tǒng)一內(nèi)核原理解析069
4.1 內(nèi)核子系統(tǒng)070
4.2 HarmonyOS LiteOS-M內(nèi)核071
4.2.1 LiteOS-M內(nèi)核概述071
4.2.2 任務(wù)管理073
4.2.3 內(nèi)存管理074
4.2.4 內(nèi)核通信機(jī)制077
4.3 HarmonyOS LiteOS-A內(nèi)核082
4.3.1 LiteOS-A內(nèi)核概述083
4.3.2 內(nèi)核啟動(dòng)085
4.3.3 內(nèi)存管理089
4.3.4 進(jìn)程管理093
4.3.5 擴(kuò)展能力097
4.4 HarmonyOS Linux內(nèi)核105
4.4.1 內(nèi)核合入規(guī)則105
4.4.2 HCK機(jī)制106
4.4.3 config分層配置機(jī)制108
4.4.4 分布式文件系統(tǒng)110
4.4.5 新型內(nèi)存擴(kuò)展機(jī)制：ESwap116
第5章 驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)原理解析121
5.1 HDF驅(qū)動(dòng)框架122
5.1.1 HDF架構(gòu)122
5.1.2 HDF運(yùn)行模型123
5.1.3 設(shè)備驅(qū)動(dòng)的組成124
5.1.4 設(shè)備與驅(qū)動(dòng)之間的模型126
5.1.5 HDI126
5.2 HDF驅(qū)動(dòng)框架工作原理127
5.2.1 驅(qū)動(dòng)配置管理129
5.2.2 設(shè)備驅(qū)動(dòng)加載130
5.2.3 設(shè)備電源管理132
5.3 HDF驅(qū)動(dòng)框架部署134
5.3.1 內(nèi)核態(tài)部署134
5.3.2 用戶態(tài)部署135
第6章 分布式軟總線原理解析137
6.1 全場景下面臨的挑戰(zhàn)138
6.2 什么是軟總線142
6.2.1 軟總線的由來142
6.2.2 軟總線的目標(biāo)144
6.3 軟總線技術(shù)架構(gòu)146
6.4 軟總線發(fā)現(xiàn)技術(shù)149
6.4.1 發(fā)現(xiàn)模塊邏輯架構(gòu)149
6.4.2 發(fā)現(xiàn)模塊關(guān)鍵技術(shù)150
6.4.3 發(fā)現(xiàn)協(xié)議152
6.5 軟總線連接技術(shù)156
6.5.1 連接模塊邏輯架構(gòu)157
6.5.2 連接模塊關(guān)鍵技術(shù)160
6.6 軟總線組網(wǎng)技術(shù)161
6.6.1 組網(wǎng)模塊邏輯架構(gòu)162
6.6.2 組網(wǎng)模塊關(guān)鍵技術(shù)165
6.7 軟總線傳輸技術(shù)166
6.7.1 傳輸模塊邏輯架構(gòu)166
6.7.2 傳輸模塊關(guān)鍵技術(shù)168
6.8 使用軟總線170
第7章 分布式數(shù)據(jù)管理框架原理解析177
7.1 分布式數(shù)據(jù)管理架構(gòu)178
7.2 數(shù)據(jù)訪問180
7.2.1 分布式數(shù)據(jù)庫180
7.2.2 分布式數(shù)據(jù)對象180
7.2.3 用戶首選項(xiàng)181
7.3 數(shù)據(jù)同步181
7.3.1 網(wǎng)絡(luò)模型181
7.3.2 數(shù)據(jù)三元組182
7.3.3 數(shù)據(jù)同步過程183
7.3.4 水位管理185
7.3.5 時(shí)間同步186
7.3.6 沖突解決189
7.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)190
7.5 數(shù)據(jù)安全196
第8章 分布式硬件平臺(tái)原理解析199
8.1 分布式硬件平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生200
8.2 適用場景201
8.3 分布式硬件框架203
8.4 分布式硬件運(yùn)行機(jī)制205
8.5 硬件資源池化技術(shù)206
8.5.1 什么是虛擬化207
8.5.2 硬件虛擬化技術(shù)208
8.5.3 如何管理硬件資源池化211
8.5.4 硬件資源池化支持的能力213
8.6 硬件協(xié)同調(diào)度技術(shù)213
8.6.1 設(shè)備發(fā)現(xiàn)和認(rèn)證技術(shù)214
8.6.2 硬件自適應(yīng)技術(shù)215
8.6.3 硬件協(xié)同同步技術(shù)216
8.6.4 硬件解耦映射技術(shù)217
8.6.5 硬件自動(dòng)跟隨應(yīng)用跨端遷移218
8.7 應(yīng)用使用流程219
8.7.1 應(yīng)用使用案例219
8.7.2 能力開放220
8.7.3 對開發(fā)者的要求221
第9章 方舟編譯運(yùn)行時(shí)原理解析223
9.1 方舟編譯運(yùn)行時(shí)設(shè)計(jì)目標(biāo)224
9.2 前端編譯器226
9.2.1 前端編譯器功能226
9.2.2 字節(jié)碼文件格式227
9.2.3 方舟字節(jié)碼229
9.3 方舟編譯運(yùn)行時(shí)執(zhí)行引擎230
9.3.1 總體介紹230
9.3.2 解釋器231
9.3.3 優(yōu)化編譯器232
9.4 方舟編譯運(yùn)行時(shí)內(nèi)存管理236
9.4.1 內(nèi)存管理236
9.4.2 內(nèi)存分配237
9.4.3 垃圾回收240
第 10章 分布式應(yīng)用框架原理解析243
10.1 應(yīng)用框架管理244
10.1.1 設(shè)計(jì)意圖245
10.1.2 總體設(shè)計(jì)原則246
10.1.3 架構(gòu)與組成概述246
10.2 Ability管理247
10.2.1 設(shè)計(jì)理念248
10.2.2 主要職責(zé)248
10.2.3 詳細(xì)描述250
10.3 窗口管理253
10.3.1 設(shè)計(jì)理念253
10.3.2 主要職責(zé)254
10.3.3 詳細(xì)描述256
10.4 全局包管理259
10.4.1 設(shè)計(jì)理念259
10.4.2 主要職責(zé)260
10.4.3 詳細(xì)描述260
10.4.4 HAP管理262
10.4.5 原子化服務(wù)的免安裝及老化264
10.5 跨端遷移框架265
10.5.1 設(shè)計(jì)理念266
10.5.2 主要職責(zé)266
10.5.3 詳細(xì)描述267
10.6 多端協(xié)同框架268
10.6.1 設(shè)計(jì)理念268
10.6.2 主要職責(zé)269
10.6.3 詳細(xì)描述269
第 11章 UI框架原理解析273
11.1 UI框架概述274
11.2 UI框架的演進(jìn)275
11.3 多設(shè)備場景下UI框架面臨的挑戰(zhàn)277
11.4 HarmonyOS UI框架核心原理278
11.4.1 整體架構(gòu)278
11.4.2 關(guān)鍵設(shè)計(jì)281
11.5 ArkUI的探索和優(yōu)化339
第 12章 圖形子系統(tǒng)原理解析341
12.1 圖形子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)342
12.2 圖形子系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)344
12.3 圖形子系統(tǒng)的關(guān)鍵模塊345
12.3.1 窗口與動(dòng)畫345
12.3.2 統(tǒng)一渲染350
12.3.3 2D渲染引擎372
12.3.4 3D渲染引擎376
12.3.5 顯示管理383
12.3.6 高階算子庫386
12.3.7 圖形驅(qū)動(dòng)387
12.3.8 游戲體驗(yàn)390
第 13章 多媒體子系統(tǒng)原理解析395
13.1 多媒體子系統(tǒng)概述396
13.2 音頻服務(wù)397
13.2.1 音頻服務(wù)框架398
13.2.2 音頻播放399
13.2.3 音頻采集400
13.2.4 音頻策略管理401
13.2.5 音量管理403
13.2.6 音頻低時(shí)延404
13.3 視頻服務(wù)404
13.3.1 視頻服務(wù)框架405
13.3.2 音視頻播放406
13.3.3 音視頻錄制411
13.3.4 音視頻編解碼412
13.3.5 封裝 解封裝415
13.3.6 元數(shù)據(jù) 縮略圖415
13.4 相機(jī)服務(wù)416
13.4.1 相機(jī)服務(wù)建模思路416
13.4.2 相機(jī)服務(wù)框架418
13.4.3 相機(jī)控制420
13.4.4 相機(jī)預(yù)覽424
13.4.5 相機(jī)拍照425
13.4.6 相機(jī)錄像426
13.5 圖像服務(wù)427
13.5.1 圖像解碼430
13.5.2 圖像編解碼插件管理431
13.5.3 圖像使用優(yōu)化433
13.6 媒體數(shù)據(jù)管理框架服務(wù)433
13.6.1 媒體數(shù)據(jù)管理框架434
13.6.2 媒體數(shù)據(jù)同步與訪問437
13.6.3 媒體數(shù)據(jù)變更通知441
第 14章 安全子系統(tǒng)原理解析443
14.1 HarmonyOS安全理念444
14.1.1 HarmonyOS安全風(fēng)險(xiǎn)評估444
14.1.2 HarmonyOS安全架構(gòu)445
14.2 HarmonyOS“正確的人”身份管理與認(rèn)證451
14.2.1 IAM身份認(rèn)證架構(gòu)451
14.2.2 PIN碼認(rèn)證452
14.3 HarmonyOS“正確的設(shè)備”系統(tǒng)安全架構(gòu)452
14.3.1 HarmonyOS系統(tǒng)安全邏輯架構(gòu)453
14.3.2 完整性保護(hù)454
14.3.3 加密及數(shù)據(jù)保護(hù)457
14.3.4 權(quán)限及訪問控制462
14.3.5 漏洞防利用468
14.3.6 TEE476
14.3.7 SE安全芯片479
14.3.8 HarmonyOS設(shè)備安全分級(jí)481
14.3.9 設(shè)備分布式可信互聯(lián)483
14.4 HarmonyOS“正確地訪問數(shù)據(jù)”分級(jí)訪問控制架構(gòu)484
14.4.1 數(shù)據(jù)分級(jí)規(guī)范485
14.4.2 數(shù)據(jù)安全與用戶隱私生命周期管理486
14.4.3 數(shù)據(jù)生成的安全機(jī)制486
14.4.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全機(jī)制487
14.4.5 數(shù)據(jù)使用的安全機(jī)制487
14.4.6 數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩珯C(jī)制488
14.4.7 數(shù)據(jù)銷毀的安全機(jī)制489
14.5 HarmonyOS生態(tài)治理架構(gòu)489
14.5.1 HarmonyOS應(yīng)用程序生命周期安全管理架構(gòu)489
14.5.2 HarmonyOS應(yīng)用程序“純凈”開發(fā)490
14.5.3 HarmonyOS應(yīng)用程序“純凈”上架490
14.5.4 HarmonyOS應(yīng)用程序“純凈”運(yùn)行490
14.5.5 HarmonyOS設(shè)備生態(tài)治理架構(gòu)492
14.5.6 HarmonyOS設(shè)備生態(tài)合作伙伴認(rèn)證492
14.5.7 HarmonyOS生態(tài)設(shè)備安全認(rèn)證493
14.5.8 HarmonyOS生態(tài)設(shè)備分級(jí)管控機(jī)制493
第 15章 DFX框架原理解析495
15.1 常見DFX定義496
15.2 操作系統(tǒng)DFX497
15.3 HarmonyOS DFX框架499
15.4 HarmonyOS DFX關(guān)鍵特性500
15.4.1 流水日志 HiLog500
15.4.2 事件框架 HiView505
15.4.3 調(diào)用跟蹤 HiTrace509
15.4.4 信息導(dǎo)出 HiDumper516
15.4.5 故障檢測 FaultDetector519
15.4.6 缺陷檢測 HiChecker525
15.4.7 調(diào)優(yōu) HiProfiler528
15.5 DFX特性典型應(yīng)用場景531
15.5.1 產(chǎn)品可維可測設(shè)計(jì)531
15.5.2 調(diào)試調(diào)優(yōu)533
15.5.3 質(zhì)量分析538
15.6 演進(jìn)與展望539
第 16章 文件管理原理解析541
16.1 HarmonyOS文件管理設(shè)計(jì)背景542
16.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)542
16.3 總體架構(gòu)544
16.4 關(guān)鍵技術(shù)547
16.4.1 用戶文件管理547
16.4.2 應(yīng)用文件管理551
16.4.3 存儲(chǔ)管理556
參考文獻(xiàn)558