HarmonyOS特性

HarmonyOS系统概述

物联网环境下对操作系统的挑战

• 随着计算机技术的不断发展，用户接触到的智能设备数量也有了极大的提升，如何让一个资源有限的嵌入式设备实现尽可能复杂的任务，是亟待解决的问题
• 目前的智能设备之间还是以简单的消息传输为主，并没有真正的实现设备之间的硬件资源共享，这并不利于充分发挥设备的硬件功能，也就是说传统的操作系统难以真正实现万物互联的跨设备资源共享与设备间的分布式调度

         例如一个典型的分布式场景，用户在手机上打开的视频应当可以在电视上进行视频                          播放，耳机上进行音频播放

HarmonyOS：万物互联

面向未来，面向全场景（移动办公，运动健康，社交通信，媒体娱乐等）分布式操作系统

在传统的单设备系统能力的基础上，HarmonyOS提出了基于同一套系统能力，适配多种终端形态的分布式理念，能够支持手机，平板，智能穿戴，智慧屏，车机等多种终端设备

1+8+N全场景应用

“1+8+N”战略中，“1”指的是主入口手机，“8”指的是平板、TV、音响、眼镜、手表、车机、耳机、PC八大业务，“N”指的是移动办公、智能家居、运动健康、影音娱乐及智能出行各大板块的延伸业务，也即泛IoT硬件构成的华为HiLink生态

基于HarmonyOS的超级终端

对于开发者而言，HarmonyOS 通过多种分布式技术，整合不同终端硬件能力，形成一个虚拟的“ 超级终端 ”。 应用开发者可基于“超级终端”开发应用，聚焦上层业务逻辑，无需关注硬件差异，设备开发者可以按需调用其他终端能力，带来基于“超级终端”的创新服务体验。

HarmonyOS整体架构

• HarmonyOS整体遵从分层设计，从下向上依次为：内核层，系统服务层，框架层和应用层
• 系统功能按照“系统 > 子系统 > 功能/模块” 逐级展开（在多设备部署场景下，支持根据实际需求裁剪某些必要的子系统或功能/模块）

1.HarmonyOS内核层

1.1内核子系统

HarmonyOS采用多内核设计

• 支持针对不同资源受限设备选用合适的OS内核通过内核抽象层（KAL,Kernel Abstract Layer）屏蔽多内核差异，对上层提供统一的基础的内核能力
• 包括进程/线程管理，内存管理，文件系统，网络管理和外设管理等

1.2驱动子系统

HDF（Hardware Driver Foundation）硬件驱动框架是HarmonyOS 硬件生态开发的基础，提供统一外设访问能力和驱动并发、管理框架

• 包括驱动加载、驱动服务管理和驱动消息机制
• 旨在构建统一的驱动架构平台，为驱动开发者提供更精准、更高效的开发环境，力求做到一次开发，多系统部署

2.系统服务层

• HarmonyOS的核心能力集合，通过框架对应用程序提供服务

        系统基本能力子系统集：为分布式应用在HarmonyOS多设备上的运行、调度、迁移等操作提          供基础能力

        基础软件服务子系统集：为HarmonyOS提供公共的、通用的软件服务

        增加软件服务子系统集：为HarmonyOS提供针对不同设备的、差异化的能力增强型软件服务

        硬件服务子系统集：为HarmonyOS提供硬件服务

• 根据不同设备形态的部署环境，子系统集内部可以按子系统粒度裁剪，每个子系统内部又可以按功能粒度裁剪

3.框架层

• 为HarmonyOS应用开发提供了Java/C/C++/JS等多语言的用户框架和Ability框架

• 两种UI框架（包括适用于Java语言的Java UI框架、适用于JS语言的JS UI 框架）

• 以及各种软硬件服务对外开放的多语言框架API

• 根据系统的组件化裁剪程度，HarmonyOS设备支持的API范围也会有所不同

4.应用层

包括系统应用和第三方非系统应用

• HarmonyOS的应用由一个或多个FA（Feature Ability）或 PA (Particle Ability) 组成

• FA （Feature Ability ，即元程序）和 PA  (Particle Ability，即元服务) 两种类型

• 其中，FA有UI界面，提供与用户交互的能力；而PA无UI界面，提供后台运行任务的能力以及统一的数据访问抽象

• 基于 FA/PA  开发的应用，支持跨设备调度与分发，为用户提供一致、高效的应用体验

HarmonyOS技术特性

1.硬件互助，资源共享

依赖的关键技术包括

• 1.1 分布式软总线

分布式软总线是手机、平板、智能穿戴、智慧屏、车机等分布式设备的通信基座，为设备之间的互联互通提供了统一的分布式通信能力，为设备之间的无感发现和零等待传输创造了条件

自发现&连接：自动发现设备，实现用户零等待的自发现体验，附近同账号的设备自动发现无需等待，自动安全连接

异构网络组网，自动构架一个逻辑全连接网络，以解决设备间不同协议交互问题

• 1.2 分布式设备虚拟化

分布式设备虚拟化平台可以实现不同设备的资源融合、设备管理、数据处理，多种设备共同形成一个超级虚拟终端

针对不同类型的任务，为用户匹配并选择能力合适的执行硬件，让业务连续地在不同设备间流转

充分发挥不同设备的能力优势，如显示能力、摄像能力、音频能力、交互能力以及传感器能力等

• 1.3 分布式数据管理

基于分布式软总线的能力，实现应用程序数据和用户数据的分布式管理

用户数据不再与单一物理设备绑定，业务逻辑与数据存储分离，跨设备的数据处理如同本地数据处理一样方便

让开发者能够轻松实现全场景、多设备下的数据存储、共享和访问，为打造一致、流畅的用户体验创造了基础条件

• 1.4 分布式任务调度等

基于分布式软总线、分布式数据管理、分布式Profile 等技术特性，构建统一的分布式服务管理（发现、同步、注册、调用）机制

支持对跨设备的应用进行远程启动、远程调用、远程连接以及迁移等操作

能够根据不同设备的能力、位置、业务运行状态、资源使用情况，以及用户的习惯和意图，选择合适的设备运行分布式任务

2.一次开发，多端部署

HarmonyOS提供了用户程序框架、Ability框架以及 UI 框架

• UI框架支持 Java 和 JS 两种开发语言，并提供了丰富的多台控件，可以在手机、平板、智能穿戴、智慧屏、车机上显示不同的UI效果
• 采用业界主流设计方式，提供多种响应式布局方案，支持栅格化布局，满足不同屏幕的界面适配能力
• 支持应用开发过程中多终端的业务逻辑和界面逻辑进行复用，能够实现应用的一次开发、多端部署，提升了跨设备应用的开发效率

3.统一OS，弹性部署

• HarmonyOS 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，能够适配不同类别的硬件资源和功能需求
• 支撑通过编译链关系去自动化生成组件化的依赖关系，形成组件树依赖图，支撑产品系统的便捷开发，降低硬件设备的开发门槛

HarmonyOS系统安全

系统安全性的保证

在搭载 HarmonyOS 的分布式终端上，可以保证“正确的人，通过正确的设备，正确地使用数据”

• 通过“分布式多端协调身份认证”  来保证  “正确的人” 
• 通过“在分布式终端上构筑可信运行环境”  来保证  “正确的设备” 
• 通过“分布式数据在跨终端流动的过程中，对数据进行分类分级管理”  来保证  “正确地使用数据” 

 1.正确的人

在分布式终端场景下，“正确的人”指通过身份认证的数据访问者和业务操作者

“正确的人” 是确保用户数据不被非法访问、用户隐私不泄露的前提条件

协同身份认证

• 零信任模型：HarmonyOS基于零信任模型，实现对用户的认证和对数据的访问控制。当用户需要跨设备访问数据资源或者发起高安全等级的业务操作（例如，对安防设备的操作）时，HarmonyOS会对用户进行身份认证，确保其身份的可靠性。
• 多因素融合认证：HarmonyOS通过用户身份管理，将不同设备上标识同一用户的认证凭据关联起来，用于标识一个用户，来提高认证的准确度。
• 协同互助认证：HarmonyOS、通过将硬件和认证能力解耦（即信息采集和认证可以在不同的设备上完成），来实现不同设备的资源池化以及能力的互助与共享，让高安全等级的设备协助低安全等级的设备完成用户身份认证。

 2.正确的设备

在分布式终端场景下，只有保证用户使用的设备是安全可靠的，才能保证用户数据在虚拟终端上得到有效保护，避免用户隐私泄露

• 安全启动
  确保源头每个虚拟设备运行的系统固件和应用程序是完整的、未经篡改的。通过安全启动，各个设备厂商的镜像包就不易被非法替换为恶意程序，从而保护用户的数据和隐私安全。

• 可信执行环境
  提供了基于硬件的可信执行环境（TEE，Trusted Execution Environment）来保护用户的个人敏感数据的存储和处理，确保数据不泄露。

• 设备证书认证
  支持为具备可信执行环境的设备预置设备证书，用于向其他虚拟终端证明自己的安全能力。

 3.正确地使用数据

在分布式终端场景下，需要确保用户能够正确地使用数据。HarmonyOS围绕数据的生成、存储、使用、传输以及销毁过程进行全生命周期的保护，从而保证个人数据与隐私、以及系统的机密数据（如密钥）不泄漏

• 数据生成
  ：根据数据所在的国家或组织的法律法规与标准规范，对数据进行分类分级，并且根据分类设置相应的保护等级。每个保护等级的数据从生成开始，在其存储、使用、传输的整个生命周期都需要根据对应的安全策略提供不同强度的安全防护。虚拟超级终端的访问控制系统支持依据标签的访问控制策略，保证数据只能在可以提供足够安全防护的虚拟终端之间存储、使用和传输。

• 数据存储：
  HarmonyOS
  通过区分数据的安全等级，存储到不同安全防护能力的分区，对数据进行安全保护，并提供密钥全生命周期的跨设备无缝流动和跨设备密钥访问控制能力，支撑分布式身份认证协同、分布式数据共享等业务。

• 数据使用：
  HarmonyOS
  通过硬件为设备提供可信执行环境。用户的个人敏感数据仅在分布式虚拟终端的可信执行环境中进行使用，确保用户数据的安全和隐私不泄露。

• 数据传输：
  为了保证数据在虚拟超级终端之间安全流转，需要各设备是正确可信的，建立了信任关系（多个设备通过华为帐号建立配对关系），并能够在验证信任关系后，建立安全的连接通道，按照数据流动的规则，安全地传输数据。当设备之间进行通信时，需要基于设备的身份凭据对设备进行身份认证，并在此基础上，建立安全的加密传输通道。

• 数据销毁：
  销毁密钥即销毁数据。数据在虚拟终端的存储，都建立在密钥的基础上。当销毁数据时，只需要销毁对应的密钥即完成了数据的销毁。

判断题

1.  通过HarmonyOS分布式数据管理技术，能够让开发者轻松实现全场景，多设备下的数据存储、共享和访问。

正确(True)错误(False)

回答正确

2.  分布式设备虚拟化平台可以实现不同设备的资源融合、设备管理、数据处理，多种设备共同形成一个超级虚拟终端。

正确(True)错误(False)

回答正确

3.  分布式任务调度构了建统一的分布式服务管理机制，支持对跨设备的应用进行远程启动、远程调用、远程连接以及迁移等操作。

正确(True)错误(False)

回答正确

4.  HarmonyOS提供了用户程序框架、Ability框架以及UI框架，支持应用开发过程中多终端的业务逻辑和界面逻辑进行复用，能够实现应用的一次开发、多端部署，提升了跨设备应用的开发效率。

正确(True)错误(False)

回答正确

单选题

1.  驱动子系统位于HarmonyOS操作系统的（A）

A. 内核层B. 系统服务层C. 框架层D. 应用层

回答正确

多选题

1.  HarmonyOS根据（BCD）实现弹性部署。

A. 硬件价格B. 硬件形态和需求C. 硬件资源情况和功能需求D. 编译链关系

回答正确

2.  系统基本能力子系统集由（ABCD）等组成

A. 分布式软总线B. 分布式数据管理C. 分布式任务调度D. 方舟多语言运行时

回答正确

3.  在搭载HarmonyOS的分布式终端上，可以“___、____和_____”来保障安全性。ABC

A. 正确的人B. 通过正确的设备C. 正确地使用数据D. 正确的时间

回答正确