鸿蒙HarmonyOS认证学习资料整理

JAY.LIN 收录于未分类

2025-01-23 约 5383 字预计阅读 11 分钟

https://bing.ee123.net/img/rand?artid=120340247

【鸿蒙】HarmonyOS认证学习资料整理

第1章、HarmonyOS概述

概念

HarmonyOS是全场景分布式智慧系统。

HarmonyOS是一款面向万物互联时代、全新的分布式操作系统。

超级终端

功能机：软件整体升级不可分割，预装应用与操作系统绑定，有限功能

智能机：应用与操作系统分离，软件实现按需所得，但仍受硬件限制

超级终端：硬件通过网络连接，实现在逻辑上的一体，新的软硬件生态

HarmonyOS系统定位

一款面向万物互联的操作系统——每个人的IoT设备逐年增加。

构建全场景体验：

全场景 ——移动办公、运动健康、社交通信、媒体娱乐等

新硬件 ——软件定义硬件、设备间实现系统级融合、灵活按需适应不同场景

新交互 ——以人（手机）为中心、设备间主动感知、智能协同

新服务 ——服务直达、可分可合、跨设备按需流转（可分可合可流转）

HarmonyOS三大特性

硬件互助，资源共享——超级终端

一次开发，多端部署

统一OS，弹性部署

Harmony架构

横向纵向两个维度划分：

1、从上到下分4层：内核层、系统服务层、框架层、应用层

2、横向分3层：系统 ->（子系统集 ->）子系统 ->模块/功能（功能可裁剪）

内核层：

1、内核层分为2块：内核子系统和驱动子系统

2、多内核设计，通过KAL来适配对接多个内核，满足多种设备level的需求

3、目前支持三种内核：lieos_m、liteos_a、linux（分别为轻量、小型、（标准）、大型。可以扩展更多的内核，只需实现相应的KAL层适配），HCIA认证主要关心的是liteos_m内核

正确理解：硬件生态开放、统一外设访问能力、硬件驱动框架（HDF）的驱动开发框架、驱动管理框架

系统服务层：

1、根据不同设备形态的部署环境，各个子系统内部可以按照子系统颗粒度裁剪，每个子系统内部又可以按照功能粒度裁剪

2、系统服务层将OS底层能力封装成service，向上层应用提供service API

3、系统服务层是HarmonyOS的framework的核心部分（中间件）

框架层：

1、框架层的三个组成部分：应用程序框架、Ability框架、UI框架

2、三个框架都属于系统基本能力子系统集

应用层：

1、FA（feature ability，有UI界面，提供与用户交互能力）和PA（particle ability，无UI界面，提供后台运行任务能力）是应用的组成积木，就是HarmonyOS的原子化服务

2、FA在进行用户交互时所需的后台数据访问也需要由对应的PA提供支撑

应用服务智能分发

1、开发HarmonyOS应用，其实就是写需要的多个FA和PA

2、同一个PA/FA可以部署到多个不同设备中

3、同一个功能/模块，在不同的设备中可能需要设计不同的FA

4、开发应用时，要考虑好可能的场景和支持的设备，写好所有必要的FA和PA，打包成app

5、运行时根据实际参与超级终端的设备及其属性，智能分发必要的FA和PA（以hap包来分发，一个设备跑一个hap）

6、这就是HarmonyOS应用开发的所谓“一次开发、多端执行”的背后原理

HarmonyOS系统安全

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

通过“ 分布式多端系统身份认证 ”来保证“正确的人”——协同互助认证（手机帮手环认证人脸识别）、零信任模型、多因素融合认证（不同设备标识同一用户的认证）
通过“ 在分布式终端上构建可信运行环境 ”来保证“正确的设备”——设备证书认证（证书中心发放证书，证书私钥预置到产线的设备中，保存到设备TEE环境中）、安全启动（确保程序完整未篡改）、（硬件）可信执行环境（TEE）
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”——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

TEE环境

1、TEE, Trusted Execution Environment，即可信执行环境

2、REE, Rich Execution Environment，即所有移动设备通用的环境，运行通用的 OS

3、TEE需要硬件支持，不是纯软件能实现的

4、可以简单理解为整个系统由TEE和REE两部分组成（双系统），TEE是绝对安全的，REE只能通过受限API来访问TEE

PKI证书

1、通信中数据安全靠加密，加密分对称加密和非对称加密2大类

2、对称加密的密钥传输困难所以用得少，而 非对称加密 更实用

3、参考百度百科中" “词条，来理解非对称加密原理， 公钥和私钥 概念

4、PKI，Public Key Infrastructure，公开密钥基础设施，指的是证书的制作和分发的一种机制。在这个机制的保障前提下，进行可信赖的网络通信。PKI的基础技术包括加密、数字签名、数据完整性机制、数字信封、双重数字签名等

HarmonyOS关键特性

硬件互助，资源共享——超级终端

一次开发，多端部署

统一OS，弹性部署

分布式技术

包括：分布式软总线、分布式数据管理、分布式文件管理、分布式任务调度、分布式设备虚拟化

分布式软总线 ：是基础，是底层通信机制（WIFI、BLE等）的软件包装和管理

分布式数据管理 ：业务与数据分离，跨设备产生、存储和使用数据和本地一样方便

分布式文件管理 ：跨设备文件访问和访问本地文件一样方便

分布式任务调度 ：跨设备对应用进行远程启动、远程调用、远程连接以及迁移

分布式数据管理、分布式文件管理、分布式任务调度，这三个是分布式在系统服务层的封装，都会调用到分布式软总线。

分布式设备虚拟化 ：是分布式在系统应用层从效果出发的描述

一次开发，多端部署

此处指的是HarmonyOS应用开发，不是南向设备固件开发
应用开发IDE提供相应模板和机制，便于app开发者开发场景式app
HarmonyOS应用云市场提供相应签名、分发等机制，确保hap合理组织成app，再部署到独立设备中
FA和PA保证了app的可分发可运行，分布式特性保证了跨设备和设备内一样的编程方法和使用体验
各独立设备运行HarmonyOS，保证了端侧hap的适配和执行

统一OS，弹性部署

此处说的是HarmonyOS设备开发，不是北向应用开发了
HarmonyOS从源码结构、软件工具、业务流程等方面会提供支撑，让设备上弹性部署HarmonyOS
可裁剪性

第2章、设备开发入门

可能存在的考点

1、设备端开发语言，C/C++

2、开发环境：Windows+Linux（ubuntu），Windows做编辑、烧录；Linux做编译

3、环境搭建中安装的各个软件是干嘛的

4、设备开发流程几个步骤、顺序

5、设备开发的IDE是DevEco Device Tool，应用开发是DevEco Studio

6、DevEco Device Tool是基于VSCode的插件式设计

OpenHarmony目录结构

applications目录：

base目录：

foundation目录：

OpenHarmony分层接口

为什么需要标准接口

1、为了解耦，便于模块化

2、 此处主要是讲OS kernel和应用之间的接口，标准接口是为了应用程序可移植性

CMSIS

1、Cortex Microcontroller Software Inteface Standard

2、ARM专为Cortex-M系列单片机设计的微控制器软件接口标准

3、CMSIS有多个分支，鸿蒙用的主要是CMSIS-RTOS，是RTOS API的CMSIS标准

4、CMSIS-RTOS是事实上的RTOS API行业标准，很多rtos都乐意去支持

目前HarmonyOS的liteOS-M、liteOS-A适用。

POSIX

1、Potable Operating System Interface 可移植操作系统接口

2、POSIX被linux、windows、android、HarmonyOS等众多主流OS所支持，历史悠久

3、POSIX是事实上的linux级别的OS的API标准

4、在POSIX兼容的kernel之间，移植app是比较简单的

目前harmonyOS的linux内核适用。

组件开发与hpm

组件开发思想的理解

1、为了模块化

2、bundle.json，组件包内容的程序化描述

3、README.md，组件说明文档

4、LICENSE，组件发布许可证

5、script，多个组件打包成发行版时使用的脚本

组件与发行版的异同对比

hpm概念

1、hpm，全称 HarmonyOS Package Manager

2、主要功能： 获取源码、执行安装、编译、打包、升级操作

hpm操作命令

hpm init -t dist 				初始化安装目录
hpm install @ohos/wifi_iot		安装wifi_iot这个发行版	
hpm dist						编译打包并发行，结果是out目录下生成了可烧录镜像

第3章、内核基础

HarmonyOS的进程与线程

1、HarmonyOS采用 抢占式内核 设计。同时， 同优先级的多个线程间采用时间片轮转调度 。（这里讲的内核指的是liteos_a内核）

2、 优先级范围0-31 ，共32个，数字越小优先级越高。内核进程范围是0-9（10个），用户进程范围是10-31（22个）

3、总结：liteos_a内核和linux内核非常像，显著差异就是liteos_a是抢占式，而linux是非抢占式

4、 多核CPU ，进程/线程，保护/防冲突用 自旋锁 。自旋锁是一种阻塞式设计。

5、 负载均衡 是为了提升效率，让多个任务在多个CPU核心之间尽量平均分配。

线程管理

HarmonyOS的线程采用抢占式调度机制。如果处于ready状态的多个任务不是一个优先级，直接抢占决策。如果是同一个优先级怎么办？有2种策略可选： SCHED_RR 和 SCHED_FIFO

对处于ready状态的同样优先级的任务。SCHED_RR是分配给每一个任务一个特定的时间片（默认是10ms），然后轮转依次运行（各线程分配10ms循环执行）。而SCHED_FIFO则是让一个任务运行完再调度下一个任务，而顺序就是依照创建的先后（FIFO先进先出，先的执行完后才能执行下一个）。

HarmonyOS线程常用的两种锁： 互斥锁（共享-独占锁） 和 读写锁 。

总结：
liteOS-M 和 liteOS-A 都是抢占式的，进程和线程都是抢占式的，而Linux是非抢占式的； liteOS-A 和
Linux 进程线程都有，而 liteOS-M只有线程；
多核CPU，进程/线程间，用自旋锁；
单CPU，单进程中的线程间，用互斥锁或读写锁；

HarmonyOS的内存、网络和文件系统

其他内核基础知识

第4章、驱动基础

HDF驱动模型

HDF驱动开发

驱动平台介绍

时钟极性CPOL 对传输协议没有重大的影响。如果CPOL=0，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果CPOL=1，串行同步时钟的空闲状态为高电平。 时钟相位CPHA 能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。如果 CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变沿(上升或下降)数据被采样；如果CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿(上升或下降)数据被采样。