智能终端操作系统与OpenHarmony实践

本教材围绕智能终端操 作系统的核心原理，从业界 的实际需求出发，以第一性 原理的视角介绍智能终端操 作系统的设计约束，并以 OpenHarmony作为案例介 绍相关原理的实现。 本教材以三个“面向”为 导向，即面向基础理论与方 法、面向国际前沿研究、面 向最新开源社区实践，力图 深入浅出地介绍智能终端操 作系统理论、架构和设计方 法，并结合OpenHarmony 的具体设计与实现进行阐述 。全书共22章，从操作系统 内核、系统服务、应用框架 和增强服务五篇系统展开介 绍。 本教材试图通过介绍智 能终端操作系统的原理、架 构、设计与实现，以期为开 发、设计、优化与维护智能 终端操作系统的高校师生、 操作系统管理人员、开发者 和维护者等，提供基础的概 念和典型的智能终端操作系 统组件的实现，帮助相关开 发人员快速上手；也希望对 OpenHarmony开源社区的 开发者、OpenHarmony的 应用开发者、基于 OpenHarmony从事各种行 业解决方案的设计开发者提 供技术参考。

第一部分 概述 第1章 智能端作系统概述 1.1 作系统架构和关键值 1.1.1 产业演进中的作系统 1.1.2 作系统的成功要素随着产业不断演进 1.2 智能端作系统简史 1.2.1 功能机时代：嵌入式作系统的延续 1.2.2 智能机时代：iOS与Android的双雄争霸 1.2.3 万物智联时代的到来：多样化和智能融合 1.3 智能端作系统演进趋势 1.3.1 从触摸交互走向时空自然交互，新交互带来体验跃迁 1.3.2 从单节点确定性时延走向端到端确定性时延 1.3.3 从信任设备走向信任应用，数字信任体系重构 1.3.4 从分层解耦走向垂直整合，底座技术重构 1.3.5 从SmartPhone到AIPhone：大模型驱动作系统走向智能化 参考文献 第2章 OpenHarmony概述 2.1 OpenHarmony项目概览 2.2 OpenHarmony架构概览 2.2.1 OpenHarmony设计理念 2.2.2 OpenHarmony技术架构 2.3 OpenHarmony应用案例 2.3.1 HarmonyOSNEXT：基于OpenHarmony的端作系统 2.3.2 矿鸿：基于OpenHarmony的煤矿智能作系统 2.3.3 电鸿：基于OpenHarmony的电力物联作系统 2.3.4 在鸿：基于OpenHarmony的智能公路作系统 2.3.5 天鸿：基于OpenHarmony智能船载端系统 2.3.6 其他行业赋能情况 2.4 OpenHarmony生态进展 参考文献 第二部分 作系统内核 第3章 智能端作系统内核 3.1 作系统内核及其挑战 3.1.1 宏内核 3.1.2 微内核 3.1.3 混合内核 3.1.4 其他内核形态 3.2 面向智能端的鸿蒙通用微内核 3.3 端双内核架构：富功能内核和内核 3.3.1 硬件基础：ARMTrustZone 3.3.2 智能端场景下的新型需求 3.3.3 KinibiOS 3.3.4 iTrustee 3.3.5 OpenTrustee 3.3.6 基于TrustZone的实时内核护 3.3.7 TEEv 3.4 AI时代的端作系统内核 参考文献 第4章 处理器调度 4.1 平衡性能、功耗、热的调度调频机制 4.2 负载均衡和公平调度 4.3 能耗感知调度 4.4 基于可扩展调度器类的调度策略定制 第5章 内存管理 5.1 作系统的内存管理基础 5.1.1 地址翻译和页表 5.1.2 换页机制 5.1.3 虚拟内存压缩机制 5.2 面向智能端征的内存管理机制 5.2.1 面向智能端征的OOM Killer 5.2.2 OpenHarmony Hyperhold机制 5.2.3 Purgeable Memory技术 第6章 存储与文件系统 6.1 闪存存储设备 6.1.1 闪存的点 6.1.2 闪存文件系统与移动端 6.2 文件系统基础 6.2.1 基本概念 …… 第7章 进程间通信 第8章 设备管理和设备驱动 第三部分 作系统内核 第9章 图形服务 第10章 媒体服务 第11章 通信服务 第12章 传感服务 第13章 设备运行时服务 第14章 分布式智能端服务 第15章 分布式数据管理 第四部分 应用框架 第16章 执行抽象 第17章 UI框架 第18章 语言运行时 第19章 系统应用 第五部分 增强服务 第20章 系统 第21章 应用开发管理 第22章 端云协同 附录A 缩略语列表