鸿蒙操作系统设计原理与架构

图书标准信息

• 作者 李毅 任革林
• 出版社 人民邮电出版社
• 出版时间 2024-07
• 版次 1
• ISBN 9787115644466
• 定价 169.00元
• 装帧 平装
• 开本 其他
• 页数 558页
• 字数 643千字

【内容简介】

本书重点介绍了鸿蒙操作系统的设计背景、设计理念和设计原则，同时对鸿蒙操作系统的整体架构、关键子系统的技术架构和主要设计思路进行了详细的解析。第1章～第3章对鸿蒙操作系统进行整体概述，重点介绍操作系统的发展和鸿蒙操作系统诞生的技术背景、试图解决的主要技术问题，同时介绍了鸿蒙操作系统的设计理念、主要技术特征，以及部件化架构原理解析。第4章～第16章介绍关键子系统，分门别类地阐述鸿蒙操作系统关键子系统的技术架构和主要设计思路，包括统一内核、驱动子系统、分布式技术、方舟编译运行时子系统、UI框架、图形子系统、多媒体子系统、安全子系统、DFX框架和文件管理的架构设计思路。
本书适合对操作系统感兴趣的开发者、鸿蒙操作系统生态的参与者、相关领域的研究人员，以及相关专业的高校师生阅读和学习。

【作者简介】

李 毅 华为OpenHarmony首席架构师近30年的基础软件及硬件设计经验，曾任华为终端OS平台首席架构师、EMUI首席架构师，OpenHarmony开源社区PMC主席等，主持过华为公司多个重大技术项目的架构设计工作。 任革林 华为OpenHarmony架构师OpenHarmony开源社区PMC主席、架构SIG组长。20多年的软件开发经验，从事过终端操作系统、游戏软件、导航软件、通信协议软件的开发和设计工作。主持过华为公司多个重大技术项目的架构设计工作。

【目录】

目录

第 1章 操作系统的发展史和演进001
1.1 操作系统概述002
1.2 操作系统的发展史003
1.3 下一代计算机体系结构011
1.4 万物互联时代面临的挑战013
1.4.1 万物互联时代已来临014
1.4.2 改善终端用户体验的诉求015
1.4.3 开发者面临的挑战017
1.5 下一代操作系统的关键特征018
第 2章 HarmonyOS设计理念021
2.1 HarmonyOS底层设计理念022
2.2 HarmonyOS试图解决的问题022
2.3 HarmonyOS基本设计理念024
2.3.1 超级终端的用户体验024
2.3.2 “一次开发，多端部署”的用户程序开发体验037
2.3.3 积木化拼装的设备开发体验043
2.4 HarmonyOS的目标043
2.4.1 业务目标044
2.4.2 架构目标044
2.4.3 架构设计原则045
2.5 HarmonyOS架构设计046
2.6 HarmonyOS关键技术047
第3章 部件化架构原理解析053
3.1 部件化架构054
3.1.1 架构设计054
3.1.2 HarmonyOS部件化架构设计055
3.2 原理解析059
3.2.1 部件管理059
3.2.2 SysCap机制061
3.2.3 SysCap使用指南064
第4章 统一内核原理解析069
4.1 内核子系统070
4.2 HarmonyOS LiteOS-M内核071
4.2.1 LiteOS-M内核概述071
4.2.2 任务管理073
4.2.3 内存管理074
4.2.4 内核通信机制077
4.3 HarmonyOS LiteOS-A内核082
4.3.1 LiteOS-A内核概述083
4.3.2 内核启动085
4.3.3 内存管理089
4.3.4 进程管理093
4.3.5 扩展能力097
4.4 HarmonyOS Linux内核105
4.4.1 内核合入规则105
4.4.2 HCK机制106
4.4.3 config分层配置机制108
4.4.4 分布式文件系统110
4.4.5 新型内存扩展机制：ESwap116
第5章 驱动子系统原理解析121
5.1 HDF驱动框架122
5.1.1 HDF架构122
5.1.2 HDF运行模型123
5.1.3 设备驱动的组成124
5.1.4 设备与驱动之间的模型126
5.1.5 HDI126
5.2 HDF驱动框架工作原理127
5.2.1 驱动配置管理129
5.2.2 设备驱动加载130
5.2.3 设备电源管理132
5.3 HDF驱动框架部署134
5.3.1 内核态部署134
5.3.2 用户态部署135
第6章 分布式软总线原理解析137
6.1 全场景下面临的挑战138
6.2 什么是软总线142
6.2.1 软总线的由来142
6.2.2 软总线的目标144
6.3 软总线技术架构146
6.4 软总线发现技术149
6.4.1 发现模块逻辑架构149
6.4.2 发现模块关键技术150
6.4.3 发现协议152
6.5 软总线连接技术156
6.5.1 连接模块逻辑架构157
6.5.2 连接模块关键技术160
6.6 软总线组网技术161
6.6.1 组网模块逻辑架构162
6.6.2 组网模块关键技术165
6.7 软总线传输技术166
6.7.1 传输模块逻辑架构166
6.7.2 传输模块关键技术168
6.8 使用软总线170
第7章 分布式数据管理框架原理解析177
7.1 分布式数据管理架构178
7.2 数据访问180
7.2.1 分布式数据库180
7.2.2 分布式数据对象180
7.2.3 用户优选项181
7.3 数据同步181
7.3.1 网络模型181
7.3.2 数据三元组182
7.3.3 数据同步过程183
7.3.4 水位管理185
7.3.5 时间同步186
7.3.6 冲突解决189
7.4 数据存储190
7.5 数据安全196
第8章 分布式硬件平台原理解析199
8.1 分布式硬件平台应运而生200
8.2 适用场景201
8.3 分布式硬件框架203
8.4 分布式硬件运行机制205
8.5 硬件资源池化技术206
8.5.1 什么是虚拟化207
8.5.2 硬件虚拟化技术208
8.5.3 如何管理硬件资源池化211
8.5.4 硬件资源池化支持的能力213
8.6 硬件协同调度技术213
8.6.1 设备发现和认证技术214
8.6.2 硬件自适应技术215
8.6.3 硬件协同同步技术216
8.6.4 硬件解耦映射技术217
8.6.5 硬件自动跟随应用跨端迁移218
8.7 应用使用流程219
8.7.1 应用使用案例219
8.7.2 能力开放220
8.7.3 对开发者的要求221
第9章 方舟编译运行时原理解析223
9.1 方舟编译运行时设计目标224
9.2 前端编译器226
9.2.1 前端编译器功能226
9.2.2 字节码文件格式227
9.2.3 方舟字节码229
9.3 方舟编译运行时执行引擎230
9.3.1 总体介绍230
9.3.2 解释器231
9.3.3 优化编译器232
9.4 方舟编译运行时内存管理236
9.4.1 内存管理236
9.4.2 内存分配237
9.4.3 垃圾回收240
第 10章 分布式应用框架原理解析243
10.1 应用框架管理244
10.1.1 设计意图245
10.1.2 总体设计原则246
10.1.3 架构与组成概述246
10.2 Ability管理247
10.2.1 设计理念248
10.2.2 主要职责248
10.2.3 详细描述250
10.3 窗口管理253
10.3.1 设计理念253
10.3.2 主要职责254
10.3.3 详细描述256
10.4 全局包管理259
10.4.1 设计理念259
10.4.2 主要职责260
10.4.3 详细描述260
10.4.4 HAP管理262
10.4.5 原子化服务的免安装及老化264
10.5 跨端迁移框架265
10.5.1 设计理念266
10.5.2 主要职责266
10.5.3 详细描述267
10.6 多端协同框架268
10.6.1 设计理念268
10.6.2 主要职责269
10.6.3 详细描述269
第 11章 UI框架原理解析273
11.1 UI框架概述274
11.2 UI框架的演进275
11.3 多设备场景下UI框架面临的挑战277
11.4 HarmonyOS UI框架核心原理278
11.4.1 整体架构278
11.4.2 关键设计281
11.5 ArkUI的探索和优化339
第 12章 图形子系统原理解析341
12.1 图形子系统的设计目标342
12.2 图形子系统的逻辑架构344
12.3 图形子系统的关键模块345
12.3.1 窗口与动画345
12.3.2 统一渲染350
12.3.3 2D渲染引擎372
12.3.4 3D渲染引擎376
12.3.5 显示管理383
12.3.6 高阶算子库386
12.3.7 图形驱动387
12.3.8 游戏体验390
第 13章 多媒体子系统原理解析395
13.1 多媒体子系统概述396
13.2 音频服务397
13.2.1 音频服务框架398
13.2.2 音频播放399
13.2.3 音频采集400
13.2.4 音频策略管理401
13.2.5 音量管理403
13.2.6 音频低时延404
13.3 视频服务404
13.3.1 视频服务框架405
13.3.2 音视频播放406
13.3.3 音视频录制411
13.3.4 音视频编解码412
13.3.5 封装 解封装415
13.3.6 元数据 缩略图415
13.4 相机服务416
13.4.1 相机服务建模思路416
13.4.2 相机服务框架418
13.4.3 相机控制420
13.4.4 相机预览424
13.4.5 相机拍照425
13.4.6 相机录像426
13.5 图像服务427
13.5.1 图像解码430
13.5.2 图像编解码插件管理431
13.5.3 图像使用优化433
13.6 媒体数据管理框架服务433
13.6.1 媒体数据管理框架434
13.6.2 媒体数据同步与访问437
13.6.3 媒体数据变更通知441
第 14章 安全子系统原理解析443
14.1 HarmonyOS安全理念444
14.1.1 HarmonyOS安全风险评估444
14.1.2 HarmonyOS安全架构445
14.2 HarmonyOS“正确的人”身份管理与认证451
14.2.1 IAM身份认证架构451
14.2.2 PIN码认证452
14.3 HarmonyOS“正确的设备”系统安全架构452
14.3.1 HarmonyOS系统安全逻辑架构453
14.3.2 完整性保护454
14.3.3 加密及数据保护457
14.3.4 权限及访问控制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设备安全分级481
14.3.9 设备分布式可信互联483
14.4 HarmonyOS“正确地访问数据”分级访问控制架构484
14.4.1 数据分级规范485
14.4.2 数据安全与用户隐私生命周期管理486
14.4.3 数据生成的安全机制486
14.4.4 数据存储的安全机制487
14.4.5 数据使用的安全机制487
14.4.6 数据传输的安全机制488
14.4.7 数据销毁的安全机制489
14.5 HarmonyOS生态治理架构489
14.5.1 HarmonyOS应用程序生命周期安全管理架构489
14.5.2 HarmonyOS应用程序“纯净”开发490
14.5.3 HarmonyOS应用程序“纯净”上架490
14.5.4 HarmonyOS应用程序“纯净”运行490
14.5.5 HarmonyOS设备生态治理架构492
14.5.6 HarmonyOS设备生态合作伙伴认证492
14.5.7 HarmonyOS生态设备安全认证493
14.5.8 HarmonyOS生态设备分级管控机制493
第 15章 DFX框架原理解析495
15.1 常见DFX定义496
15.2 操作系统DFX497
15.3 HarmonyOS DFX框架499
15.4 HarmonyOS DFX关键特性500
15.4.1 流水日志 HiLog500
15.4.2 事件框架 HiView505
15.4.3 调用跟踪 HiTrace509
15.4.4 信息导出 HiDumper516
15.4.5 故障检测 FaultDetector519
15.4.6 缺陷检测 HiChecker525
15.4.7 调优 HiProfiler528
15.5 DFX特性典型应用场景531
15.5.1 产品可维可测设计531
15.5.2 调试调优533
15.5.3 质量分析538
15.6 演进与展望539
第 16章 文件管理原理解析541
16.1 HarmonyOS文件管理设计背景542
16.2 设计目标542
16.3 总体架构544
16.4 关键技术547
16.4.1 用户文件管理547
16.4.2 应用文件管理551
16.4.3 存储管理556
参考文献558