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1 鸿蒙诞生背景
1.1 智能终端产业飞速发展带来历史性机遇 当今世界物联网飞速发展,PC、手机、Pad 以及其他 IoT 设备等智能 终端飞速发展,呈指数级的增长趋势,我们逐渐进入万物互连,万物 智能的时代。
1.2 万物互联时代对操作系统提出新要求 IoT 、5G 的飞速发展带来了大量的智能终端设备,但目前不同的智 能终端应用不同的操作系统,设备间的连接复杂、操控繁琐,导致消 费者的智能体验分割,需要一个简便统一的操作系统来优化智能体 验。 1.3 中美关系背景下国产化操作系统是迫切的需求 如今,整个 PC 操作系统市场基本被 Windows 和 OS X 所占领,移动 操作系统则被 Android 和 iOS 统一,由于这些操作系统的主动权基本 掌握在外国公司手里,没有国产化的操作系统,未来中国公司还是有可能面临谷歌突然暂停向华为提供系统技术支持(GMS)这样的困境。
1.4 中国已具备终端产业的领先优势 当前,中国在 5G、智能设备、人工智能、大数据、云边计算和芯片 均有深厚的产业基础,有终端产业发展的肥沃土壤,未来中国有很大 的机会领导 5G+AI+IOT 的产业革命。 1.5 华为未来长期规划:“1+8+N”战略 早在 2019 年,华为就有预见性地发布了——“1+8+N”全场景智慧生 活战略。未来 10 年,华为希望通过该长期战略,构建起牢固的终端 消费者生态系统。这个生态的构建,既包括华为自身的产品,也打通 了与生态伙伴之间的产品。 “1+8+N”战略的核心是 1,即智能手机。8 是指 PC、平板、智慧屏、 音箱、眼镜、手表、车机、耳机,这 8 项将由华为公司亲自研发和参 与市场,并且会追求市场领先地位。N 是摄像头、扫地机、智能秤等 外围智能硬件,涵盖移动办公、智能家居、运动健康、影音娱乐、智 慧出行五大场景模式。这些领域是与鸿蒙生态的合作伙伴进行共同开 发,在合作过程中,鸿蒙生态提供 HiLink 协议标准,HiAI 组件,Lite OS 等技术平台,同时将鸿蒙操作系统开源。 在华为生态大会 2021 中,华为轮值董事长徐直军强调:华为计划 2021 年将国内 1+8 的设备全面升级到鸿蒙 OS,预计到 2021 年年底鸿蒙 OS 的设备数量将达 3 亿台,其中华为设备超过 2 亿台,面向第三方 合作伙伴的各类终端设备数量超过 1 亿台。 5G 为万物互联提供动力,而鸿蒙 OS 更是给万物互联提供了桥梁,给 “1+8+N”战略提供了统一的控制中心。未来,围绕鸿蒙 OS,华为可 以打造全场景智慧化生活设计。 2 鸿蒙 OS:全新的全场景智联体验鸿蒙 OS 是一款面向未来的全场景分布式操作系统。为不同设备的智 能化、互联与协同提供了统一的语言,带来简洁,流畅,连续,安全可 靠的全场景交互体验。于 2019 年 8 月正式发布,2021 年 6 月 2 日, 华为在线上举办鸿蒙 OS 2 及华为全场景新品发布会,正式发布鸿蒙 OS 2。 2.1 鸿蒙初衷和定位:一套代码、一个系统多终端使用 鸿蒙从一开始设计就采用全栈解耦的架构,做到一套代码满足大小系 统和硬件的要求。鸿蒙将所有业务逻辑切割开,给予每个模块标签, 根据用户需求进行模块组装,实现面对全场景的操作。“依托 HarmonyOS 的分布式能力,消费者可以按需调用、组合不同设备的软 硬件能力,为用户带来最适合其所在场景的智慧体验。今天除了鸿蒙 系统以外,没有一个系统能够做到全系统覆盖所有的设备。
2.2 基于分布式软总线的独立设备连接和自由硬件组合 鸿蒙创造性地提出分布式软总线技术,将各种各样的独立设备连接起 来。软总线就好象各个设备之间连接的一条高速公路,有了这样的能 力,消费者可以根据自己的需要来组装不同的硬件成一个超级终端。 比如一个手机想做多机位的拍摄,鸿蒙通过软总线的方式把无人机、 运动摄像头、其他设备的摄像头全部跟手机连接起来,手机可以根据 用户的需要,像调度本机摄像头一样调动其他硬件不同角度的摄像 头,组成一个多机位拍摄的超级终端。 2.3 统一控制中心,协助组建超级终端 鸿蒙系统统一的控制中心,让用户可以非常方便的操控本机以及与本 机连接的其他设备,更方便用户组成各种各样的超级终端。通过统一 控制中心的服务卡片可以完成音乐选择、输出选择、设备网络连接以 及设备状态的实时查看等功能。通过界面触控,无需复杂的硬件线连 接,只需点开超级终端页面,将悬浮在手机周围的设备拉动,就能一 键完成设备的发现、配对、连接以及组合,包括对设备的身份验证, 实现周边设备互联,组建超级终端。 超级终端将各种终端的硬件能力和终端分离开,打破终端之间的物理 边界,不仅将不同终端设备连接起来,更集每个终端最强的优势于一 身,虽然分属不同终端,但却如同在同一个终端一样。
2.4 软时钟+抗干扰算法实现高质量音画同步 超级终端使用场景:当用户在手机上观看一段非常精彩的视频,想要 提升观影体验,将视频转到客厅的大屏观看,只需要打开超级终端页 面轻轻一拉,让手机和大屏组成一个超级终端,那么瞬间手机的视频 就能在大屏上展示出来;在夜晚,为了不打扰家人,用户只需要把耳 机拉到智能终端,就能和手机、大屏组了一个新的超级终端,实现更 好的观影体验。 以上场景的实现,鸿蒙使用了软时钟同步和抗干扰算法两大关键技 术。软时钟同步通过对各路解码视频的视频数据在时钟域和数据域上 双重同步,使连接在一起的超级终端设备共同遵守一个时钟基准,保 持播出的电视画面稳定,提高观看效果;此外,无线通信频段集中了 大量无线发射、接收设备,包括路由器、手机、平板、电视以及其他 IOT 设备,大量设备同时工作会互相干扰,造成抖动、时延和丢包。 鸿蒙抗干扰算法可以将干扰降低到能够容忍的范围内。 2.5 打破硬件边界,多设备协同工作 2.5.1 鸿蒙系统设备高效办公 当需要把手机图片传送到 Pad 文档时:传统场景下需要通过第三方软 件达到手机和 Pad 之间的联通,然后将所需图片传到 Pad,再进行拷贝和粘贴。在鸿蒙系统中,只需 Pad 和手机组成超级终端,在 Pad 屏 幕上操作将手机中的图片拖动到文档内,方便快捷。 2.5.2 打破系统间壁垒,实现 Windows+鸿蒙体验 对运行 Windows 系统的 PC,只需在 PC 的系统内安装鸿蒙分布式的 插件,通过鸿蒙分布式插件,能够使不同的操作系统设备之间文件管 理系统互通,方便的实现互相传输,共同组建超级终端。 2.5.3 任意组装场景化的超级终端,无穷创意空间 鸿蒙多机位模式,基于强大的分布式能力,呈现不同机位视角,超级 终端可以随意调用终端各个摄像头。
2.5.4 蚂蚁市场破局者,降低 IoT 使用成本,释放家电智慧化能力 如今的智能家电市场竞争激烈,品牌混杂,行业标准不统一,使用不 同的智能家电需要安装多个不同的 APP,导致家电 IoT 设备使用成本 高,使用便捷度低,智能设备配备的智能能力未得到发挥。 根据华为的统计情况,拥有智能家电设备的消费者,仅 10%安装了对 应的 APP,而在安装 APP 的消费者中只有 5%真正使用智能功能。 鸿蒙系统帮助智能家电设备的智慧化能力得到释放,大幅度降低 IoT设备的使用成本。通过接入鸿蒙系统的手机轻触一下搭载鸿蒙系统的 智能厨电上的 NFC 标志,无需下载 APP 直接跳转控制界面,简单实 现手机与智能家电的联网。 以智能家居中厨电场景为例: 烤箱:用搭载鸿蒙系统的手机轻触安装鸿蒙系统的电烤箱快速联网,智 能功能通过卡片的形式展示。例如根据展示的菜谱配比食材,放入烤 箱,手机一按就完成了操作。 冰箱:过去消费者不确定食材的适当保存温度来降低营养流失,搭载鸿 蒙系统后,轻触即可看到智能化温控推荐,将食材放到最合适的温度。
2.5.5 带屏设备均能成为控制中心 基于鸿蒙分布式能力,手机、手表、PAD 均能运行统一的控制中心。 在未来鸿蒙生态里所有带屏的设备均具备控制中心能力,消费者可以 随时随地便捷操控所有设备,做到方便地控制中心与物互联。 2.6 全新的原子化服务,应用无需安装跨设备自由流转 鸿蒙操作系统基于分布式编程框架,通过原子化服务实现一次应用开 发适用所有终端。原子化服务下鸿蒙应用可以解耦出业务功能的最小 颗粒,通过免安装,卡片式交互让应用服务更高效;并可以随场景而 变,通过超级终端的组建,按场景在不同设备之间实现应用可分可合 可流转可分发,应用在不同的终端之间进行流转。 2.7 全栈优化,极致性能体验,超越安卓时代 鸿蒙全栈系统优化,通过内核层、硬件抽象层、RUNTIME 层以及框 架方面的优化努力。鸿蒙系统综合性能较基于安卓系统的 E-MUI 有大 幅度提升,有效降低内存顺序读/写,随机读/写的老化程度,给消费 者带来流畅的体验。
鸿蒙采用华为全新图形栈,图形渲染不仅仅依靠 GPU,而是联合 CPU 联合调度,解耦业务处理逻辑和渲染逻辑线程,提升画面流畅度和帧 率,并带来续航能力提升。 多设备协同认证,保证消费者隐私安全。经过验证 ID 设备才可以加 入超级终端,目前鸿蒙所有的终端认证均获得全球最高级别。 3 几大技术特性支撑鸿蒙万物互联鸿蒙 OS 是基于微内核的全场景分布式操作系统,实现模块化解耦, 内核安全、分布架构、生态共享是鸿蒙系统的三大特性。
3.1 更灵活更安全的微内核系统 在微内核结构中,各模块采用 IPC 传递信息,这种方式天然支持分布 式系统运行,大大提高系统执行效率。基于微内核模块化、低耦合的 特性,操作系统的组件故障不会导致系统重启,系统稳定性大大提高; 微内核下的系统功能可以按需扩展,也非常容易移植。同时,鸿蒙 OS 微内核天然没有 Root,相当于微内核每个部分都有一把锁,只靠 一把钥匙无法获得所有权限,因此可以从源头提升系统安全性。 3.2 硬件互助、资源共享的分布式架构 鸿蒙 OS 分布式软总线架构,为异端设备互联互通提供统一基座;分 布式数据管理使得用户数据与物理设备不再绑定,实现流畅地跨终端 运行;分布式设备虚拟化平台将多种设备形成一个超级虚拟终端,各 终端可便捷调用;分布式任务调度根据不同设备的能力、位置、业务 运行状态、资源使用情况,选择合适的设备运行分布式任务。以上四大分布式技术使得鸿蒙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。 比如智能家居场景:在烹饪时,手机可以通过碰一碰和烤箱连接,并 将自动按照菜谱设置烹调参数,控制烤箱来制作菜肴。与此类似,料 理机、油烟机、空气净化器、空调、灯、窗帘等都可以在手机端显示 并通过手机控制。设备之间即连即用,无需繁琐的配置。 3.3 一次开发,多端部署的生态共享 HarmonyOS 提供了用户程序框架、Ability 框架以及 UI 框架,借助统 一 IDE 及工具链,开发者能够实现应用的一次开发、多端部署,实现 跨终端生态共享。同时通过组件化和小型化等设计方法,支持多种终 端设备按需弹性部署。因此,基于以上三大特性: 对消费者而言,HarmonyOS 能够将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,使得应 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 终端设备对于操作系统的要求。 3.4 HMS 为鸿蒙应用生态保驾护航 在 GMS(谷歌应用服务)被谷歌“断供”后,华为转向研发和使用 自己的 HMS。华为 HMS 对标谷歌 GMS,为华为设备生态系统提供 的一套应用程序和服务,包含直接面向消费者的 HMS Apps(如华为 应用市场、华为钱包、华为视频、华为音乐、华为阅读等基础应用) 和面向应用开发者的 HMS Core、HMS Capabilities、HMS Connect 及 配套开发测试的 IDE 工具等。 未来 HMS 将协助鸿蒙构建全球内容生态。与安卓系统类似,第三方 应用开发时可以直接基于鸿蒙 OS 的 API 而不完全依赖于 HMS,同 时,HMS 也支持安卓操作系统,并且开发者未来从安卓系统向鸿蒙 系统切换时,无需对所开发应用进行修改。
3.5 为何升级鸿蒙的华为手机完全兼容此前的安卓应用生态 2007 年谷歌公司正式展示 Android 操作系统,宣布建立一个全球性的 联盟组织,该组织由 34 家手机制造商、软件开发商、电信运营商以 及芯片制造商共同组成。联盟将支持谷歌发布的手机操作系统以及应 用软件,将共同开发 Android 系统的开放源代码。 AOSP:安卓开源项目,所有手机厂商可以免费获得 Android 开源代 码。 GMS:2013 年 9 月 Google 将 GoogleMobile Service(GMS)从安 卓开发者官方网站的 API Guides 中提取出来,从此 GMS 不再从属于 Android 平台,GMS 包括与地理位置、Google Play 等相关的 12 项 服务,第三方手机厂商想要内嵌 GMS 需要 Google 的授权。(授权 金额 3 美元左右/手机)贸易摩擦中,谷歌公司对华为的限制主要在 GMS,AOSP 使用无限制。 目前,鸿蒙 OS 内部保留了 Linux 内核,基于 AOSP 代码开发,因此 升级鸿蒙的华为手机完全兼容此前的安卓应用生态。 此外,方舟编译器是华为为支持多种编程语言、多种芯片平台的联合 编译、运行而设计的统一编程平台,是鸿蒙生态建设的重要支撑。方 舟编译器在软件史上首次将 Java/C/C++等混合代码一次编译成机器 码直接在手机上运行,彻底告别 Java 的 JNI 额外开销,也彻底告别了 虚拟机 GC 内存回收带来的应用进程掉线,既实现了安卓 APP 无缝迁 移到鸿蒙系统,也让操作流畅度大幅提升。 4 鸿蒙成功的关键:生态对于一个操作系统,生态就是它的生命。通常情况下,操作系统的竞 争同步发生在智能硬件的普及化阶段,比如 PC 互联网时代 Windows 造就了微软,移动互联网时代 Android 成就了谷歌。16%是华为内部 通过技术评估、市场调研得出的一个市场份额参照,只有 HarmonyOS 在智能手机市场的安装占比超过 16%,鸿蒙才有可能被市场承认成为 通用操作系统。 4.1 全面开源,生态共建 华为已经于 2020 年、2021 年分两次将鸿蒙系统的所有基础能力全部 捐献给开放原子开源基金会,形成 OpenHarmony 开源项目。鸿蒙操 作系统是基于开放原子开源基金会 OpenHarmony 所做的第一个发行版。同时,华为开放了一整套的鸿蒙开发平台与工具链生态,欢迎其 他厂商一起基于 OpenHarmony 的开源社区,去开发各个领域的应用 和产品。 华为通过开放源代码、SDK、开发板/模组、HUAWEI DevEco 等平台 和工具链,使能南向的硬件生产厂商;通过为开发者提供鸿蒙编程框 架、APIs、DevEco、方舟编译器等一系列平台及工具链,使能北向的 应用开发者。
4.2 开放且持续扩大的鸿蒙生态圈 鸿蒙操作系统有望在物联网时代加速国产化方案整合与整体落地进 度,国产软硬件自主可控动能加速释放,华为生态合作伙伴也有望在 鸿蒙生态体系的快速扩张路径中持续受益。 从 2020 年 9 月 10 号鸿蒙系统开放给鸿蒙生态合作伙伴以来,鸿蒙生 态已经吸引了美的、九阳、老板电器等家电设备厂商以及润和软件、 中科创达等模组厂商、解决方案公司加入到鸿蒙生态阵营。未来,随 着鸿蒙的进一步开放和发展,相信会有 |
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