鴻蒙操作系統(tǒng)設計原理與架構

目錄
第 1章 操作系統(tǒng)的發(fā)展史和演進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 下一代計算機體系結構011
1.4 萬物互聯(lián)時代面臨的挑戰(zhàn)013
1.4.1 萬物互聯(lián)時代已來臨014
1.4.2 改善終端用戶體驗的訴求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)的關鍵特征018
第 2章 HarmonyOS設計理念021
2.1 HarmonyOS底層設計理念022
2.2 HarmonyOS試圖解決的問題022
2.3 HarmonyOS基本設計理念024
2.3.1 超級終端的用戶體驗024
2.3.2 “一次開發(fā)，多端部署”的用戶程序開發(fā)體驗037
2.3.3 積木化拼裝的設備開發(fā)體驗043
2.4 HarmonyOS的目標043
2.4.1 業(yè)務目標044
2.4.2 架構目標044
2.4.3 架構設計原則045
2.5 HarmonyOS架構設計046
2.6 HarmonyOS關鍵技術047
第3章 部件化架構原理解析053
3.1 部件化架構054
3.1.1 架構設計054
3.1.2 HarmonyOS部件化架構設計055
3.2 原理解析059
3.2.1 部件管理059
3.2.2 SysCap機制061
3.2.3 SysCap使用指南064
第4章 統(tǒng)一內核原理解析069
4.1 內核子系統(tǒng)070
4.2 HarmonyOS LiteOS-M內核071
4.2.1 LiteOS-M內核概述071
4.2.2 任務管理073
4.2.3 內存管理074
4.2.4 內核通信機制077
4.3 HarmonyOS LiteOS-A內核082
4.3.1 LiteOS-A內核概述083
4.3.2 內核啟動085
4.3.3 內存管理089
4.3.4 進程管理093
4.3.5 擴展能力097
4.4 HarmonyOS Linux內核105
4.4.1 內核合入規(guī)則105
4.4.2 HCK機制106
4.4.3 config分層配置機制108
4.4.4 分布式文件系統(tǒng)110
4.4.5 新型內存擴展機制：ESwap116
第5章 驅動子系統(tǒng)原理解析121
5.1 HDF驅動框架122
5.1.1 HDF架構122
5.1.2 HDF運行模型123
5.1.3 設備驅動的組成124
5.1.4 設備與驅動之間的模型126
5.1.5 HDI126
5.2 HDF驅動框架工作原理127
5.2.1 驅動配置管理129
5.2.2 設備驅動加載130
5.2.3 設備電源管理132
5.3 HDF驅動框架部署134
5.3.1 內核態(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144
6.3 軟總線技術架構146
6.4 軟總線發(fā)現(xiàn)技術149
6.4.1 發(fā)現(xiàn)模塊邏輯架構149
6.4.2 發(fā)現(xiàn)模塊關鍵技術150
6.4.3 發(fā)現(xiàn)協(xié)議152
6.5 軟總線連接技術156
6.5.1 連接模塊邏輯架構157
6.5.2 連接模塊關鍵技術160
6.6 軟總線組網(wǎng)技術161
6.6.1 組網(wǎng)模塊邏輯架構162
6.6.2 組網(wǎng)模塊關鍵技術165
6.7 軟總線傳輸技術166
6.7.1 傳輸模塊邏輯架構166
6.7.2 傳輸模塊關鍵技術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181
7.3 數(shù)據(jù)同步181
7.3.1 網(wǎng)絡模型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 時間同步186
7.3.6 沖突解決189
7.4 數(shù)據(jù)存儲190
7.5 數(shù)據(jù)安全196
第8章 分布式硬件平臺原理解析199
8.1 分布式硬件平臺應運而生200
8.2 適用場景201
8.3 分布式硬件框架203
8.4 分布式硬件運行機制205
8.5 硬件資源池化技術206
8.5.1 什么是虛擬化207
8.5.2 硬件虛擬化技術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)同調度技術213
8.6.1 設備發(fā)現(xiàn)和認證技術214
8.6.2 硬件自適應技術215
8.6.3 硬件協(xié)同同步技術216
8.6.4 硬件解耦映射技術217
8.6.5 硬件自動跟隨應用跨端遷移218
8.7 應用使用流程219
8.7.1 應用使用案例219
8.7.2 能力開放220
8.7.3 對開發(fā)者的要求221
第9章 方舟編譯運行時原理解析223
9.1 方舟編譯運行時設計目標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 方舟編譯運行時執(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 方舟編譯運行時內存管理236
9.4.1 內存管理236
9.4.2 內存分配237
9.4.3 垃圾回收240
第 10章 分布式應用框架原理解析243
10.1 應用框架管理244
10.1.1 設計意圖245
10.1.2 總體設計原則246
10.1.3 架構與組成概述246
10.2 Ability管理247
10.2.1 設計理念248
10.2.2 主要職責248
10.2.3 詳細描述250
10.3 窗口管理253
10.3.1 設計理念253
10.3.2 主要職責254
10.3.3 詳細描述256
10.4 全局包管理259
10.4.1 設計理念259
10.4.2 主要職責260
10.4.3 詳細描述260
10.4.4 HAP管理262
10.4.5 原子化服務的免安裝及老化264
10.5 跨端遷移框架265
10.5.1 設計理念266
10.5.2 主要職責266
10.5.3 詳細描述267
10.6 多端協(xié)同框架268
10.6.1 設計理念268
10.6.2 主要職責269
10.6.3 詳細描述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275
11.3 多設備場景下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278
11.4.2 關鍵設計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)的設計目標342
12.2 圖形子系統(tǒng)的邏輯架構344
12.3 圖形子系統(tǒng)的關鍵模塊345
12.3.1 窗口與動畫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 圖形驅動387
12.3.8 游戲體驗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397
13.2.1 音頻服務框架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 音頻低時延404
13.3 視頻服務404
13.3.1 視頻服務框架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 相機服務416
13.4.1 相機服務建模思路416
13.4.2 相機服務框架418
13.4.3 相機控制420
13.4.4 相機預覽424
13.4.5 相機拍照425
13.4.6 相機錄像426
13.5 圖像服務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安全風險評估444
14.1.2 HarmonyOS安全架構445
14.2 HarmonyOS“正確的人”身份管理與認證451
14.2.1 IAM身份認證架構451
14.2.2 PIN碼認證452
14.3 HarmonyOS“正確的設備”系統(tǒng)安全架構452
14.3.1 HarmonyOS系統(tǒng)安全邏輯架構453
14.3.2 完整性保護454
14.3.3 加密及數(shù)據(jù)保護457
14.3.4 權限及訪問控制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設備安全分級481
14.3.9 設備分布式可信互聯(lián)483
14.4 HarmonyOS“正確地訪問數(shù)據(jù)”分級訪問控制架構484
14.4.1 數(shù)據(jù)分級規(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)生成的安全機制486
14.4.4 數(shù)據(jù)存儲的安全機制487
14.4.5 數(shù)據(jù)使用的安全機制487
14.4.6 數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩珯C制488
14.4.7 數(shù)據(jù)銷毀的安全機制489
14.5 HarmonyOS生態(tài)治理架構489
14.5.1 HarmonyOS應用程序生命周期安全管理架構489
14.5.2 HarmonyOS應用程序“純凈”開發(fā)490
14.5.3 HarmonyOS應用程序“純凈”上架490
14.5.4 HarmonyOS應用程序“純凈”運行490
14.5.5 HarmonyOS設備生態(tài)治理架構492
14.5.6 HarmonyOS設備生態(tài)合作伙伴認證492
14.5.7 HarmonyOS生態(tài)設備安全認證493
14.5.8 HarmonyOS生態(tài)設備分級管控機制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關鍵特性500
15.4.1 流水日志 HiLog500
15.4.2 事件框架 HiView505
15.4.3 調用跟蹤 HiTrace509
15.4.4 信息導出 HiDumper516
15.4.5 故障檢測 FaultDetector519
15.4.6 缺陷檢測 HiChecker525
15.4.7 調優(yōu) HiProfiler528
15.5 DFX特性典型應用場景531
15.5.1 產品可維可測設計531
15.5.2 調試調優(yōu)533
15.5.3 質量分析538
15.6 演進與展望539
第 16章 文件管理原理解析541
16.1 HarmonyOS文件管理設計背景542
16.2 設計目標542
16.3 總體架構544
16.4 關鍵技術547
16.4.1 用戶文件管理547
16.4.2 應用文件管理551
16.4.3 存儲管理556
參考文獻558