La fuente de datos básica de este artículo: https://blog.csdn.net/gxc19971128/article/details/104953294, se han realizado algunas modificaciones.
1. Comparación de tres sistemas operativos
Para los tres sistemas operativos de Android, Harmony y Fuchsia, se compararán los siguientes tres aspectos:
1.1 Escenarios de aplicación:
a. El alcance de aplicación de Harmony OS es mayor que el del sistema operativo Android. Puede usarse no solo en teléfonos móviles y computadoras, sino también en dispositivos inteligentes como relojes inteligentes, pulseras, pantallas inteligentes y parlantes inteligentes. y enrutadores. También se usará en el futuro Aplicado a auriculares, gafas de realidad virtual, etc.;
b. El sistema operativo Android solo se puede usar en teléfonos inteligentes;
c. El sistema operativo Fuchsia no es solo para teléfonos inteligentes o tabletas, sino también Para diversos dispositivos integrados inteligentes, como hogares inteligentes y terminales móviles, el equipo, en términos de concepto, es similar al sistema Hongmeng de Huawei.
1.2 Características:
1) En comparación con Android, Harmony OS tiene las siguientes características:
a. La arquitectura distribuida se utiliza en el sistema operativo del terminal por primera vez para lograr una experiencia de colaboración perfecta entre terminales.
b. Harmony OS tiene un motor de retardo determinista y un sistema de comunicación y procesamiento interno de alto rendimiento para que funcione sin problemas y tenga un alto rendimiento, que es entre un 40 % y un 60 % más rápido que el sistema operativo Android.
c. Debido a su microkernel, Harmony OS tiene mayor seguridad que el sistema operativo Android. El tamaño del código del microkernel de Harmony OS es solo una milésima parte del del macrokernel de Linux y su probabilidad de ataque también se reduce considerablemente.
d. El IDE del sistema unificado ayuda a los desarrolladores a implementar aplicaciones en diferentes dispositivos con un solo desarrollo. El compilador Huawei Ark utilizado por Harmony OS es el primer compilador estático que reemplaza el modo de máquina virtual de Android. Los desarrolladores compilan el lenguaje de alto nivel en código de máquina de una sola vez en el entorno de desarrollo. Además, el compilador Ark admitirá la compilación unificada en varios idiomas en el futuro, lo que puede mejorar en gran medida la eficiencia del desarrollo.
2) El sistema operativo Android es de código abierto, está respaldado por potentes desarrolladores de software y tiene buena compatibilidad de software.
3) En comparación con el Android actual, el sistema Fuchsia OS ha reducido considerablemente los requisitos de hardware como almacenamiento y memoria, se puede ver que este es un sistema para electrodomésticos orientado al Internet de las cosas.
1.3 Mecanismo del kernel:
primero, Harmony OS se basa en el microkernel, el sistema operativo Android sigue el mecanismo de programación del macrokernel de Linux y Fuchsia OS se basa en el nuevo kernel del microkernel Magenta (más tarde renombrado como Zircon). Harmony OS está orientado a todos los escenarios y puede cumplir con los requisitos de una experiencia fluida en todos los escenarios, seguridad confiable a nivel de arquitectura, colaboración perfecta entre terminales e implementación de múltiples terminales al mismo tiempo. El sistema operativo Android sigue el mecanismo de programación del macro kernel de Linux. que es una programación justa para las cargas del servidor, es difícil garantizar la experiencia del usuario.
2. Estructura del sistema operativo fucsia:
Estructura de cuatro capas
La primera capa y la inferior
es la piedra angular de Fuchsia OS, el kernel Zircon. La novedad del año pasado se llamó Magenta, pero luego se cambió al nombre Zircon. Este es un nuevo kernel diseñado por Google. Procesa principalmente la comunicación. entre el acceso al hardware y al software.
Para los estudiantes que no saben mucho sobre el papel del kernel, en resumen, Zircon es para Fuchsia, al igual que Linux lo es para Android. El kernel de Linux impulsa múltiples sistemas operativos, y muchos sistemas operativos se basan en él, como Ubuntu, Android, Manjaro, ArchLinux, Debian, Red Hat, SUSE e incluso Chrome OS, por lo que también podemos predecir audazmente que si Fuchsia OS Si bien se desarrolla bien en el futuro, el kernel Zircon también ha demostrado ser útil, por lo que es muy probable que más sistemas operativos adopten este nuevo kernel.
La segunda capa
también está construida directamente sobre Zircon llamada Granate. Garnet contiene varias funciones de bajo nivel requeridas por varios sistemas operativos, incluidos controladores para hardware (red, gráficos, etc.) e instalación de software. Las cosas más interesantes en esta capa son Escher (el renderizador de gráficos), Amber (un actualizador de Fuchsia) y Xi Core, que es el motor subyacente para el editor de texto y código Xi (que se lanzó a principios de este año).
La tercera capa,
Peridot, es la siguiente capa y se ocupa principalmente del diseño de aplicaciones modulares de Fuchsia. Los otros dos componentes principales de Peridot se utilizan directamente para los módulos. Ledger guarda su ubicación en aplicaciones/módulos en todos los dispositivos y se sincroniza con su cuenta de Google. Maxwell es un tema más complejo que necesita una investigación más profunda, pero es muy probable que Maxwell sea el toque final para que Fuchsia muestre plenamente su magia. Se puede revelar de antemano que el poder de Maxwell incluye a Kronk, que también está bien. conocido Asistente de Google.
La cuarta capa
, Topaz, es la capa superior de Layer Cake y también es la capa que tiene el mayor impacto directo en desarrolladores y usuarios. Topaz ofrece soporte para Flutter y, con el soporte para Flutter, una variedad de magníficas aplicaciones que pueden ayudar a desarrollar aplicaciones completamente funcionales para el uso diario. Por ejemplo, lo más impresionante en este momento es, por supuesto, la interfaz de usuario de Armadillo, que es la interfaz de usuario principal y la pantalla de inicio de Fuchsia.
Como analogía, la capa Topaz se puede encontrar en Android, que serán sus aplicaciones imprescindibles, como contactos, música, administrador de archivos y editor de texto Xi (la interfaz visual en Topaz está conectada al backend de Garnet). Incluso si no tienes lo que necesitas, puedes instalarlo de forma sencilla y cómoda.
3. Estructura del sistema operativo Android
Android se divide en cuatro capas, desde el nivel alto hasta el nivel bajo: la capa del programa de aplicación, la capa del marco del programa de aplicación, la capa de tiempo de ejecución del sistema y la capa del kernel de Linux.
4. Arquitectura del sistema operativo Hongmeng
5. Similitudes y diferencias entre microkernel y macrokernel:
La siguiente información proviene de: Historial de desarrollo del sistema operativo HarmonyOS Hongmeng: microkernel, compilador Ark, ecología IOT, etc. (http://www.openpcba.com/web/contents/get?id=3752) El
microkernel corresponde Para el macrokernel, es una forma estructural del sistema operativo. Las funciones principales del sistema operativo incluyen el sistema de archivos, la memoria y la administración de dispositivos de E/S, la programación de la CPU, etc. El macro kernel significa que el sistema operativo "empaqueta e integra" todas las funciones anteriores en el kernel, y el acoplamiento entre diferentes Los módulos funcionales son altos, por lo que tiene la ventaja de una alta eficiencia y el sistema representativo incluye Linux, Unix, etc.). El microkernel divide el sistema en pequeños módulos funcionales. Sólo las funciones más básicas de programación y administración de memoria se guardan en el kernel. Los controladores, sistemas de archivos, etc. están conectados al kernel en forma de "módulos externos". La ventaja correspondiente es que es fácil de expandir, fácil de mantener y actualizar, alta estabilidad, los sistemas representativos incluyen Windows, Mac OS X, etc.
El micronúcleo es más adecuado para funciones de programas complejos y puede trasladarse de manera más flexible a diferentes plataformas de hardware. El microkernel solo conserva las funciones más básicas en el kernel del sistema operativo, lo que reduce en gran medida la dificultad del desarrollo del kernel; el pensamiento distribuido aísla los programas y módulos no centrales del kernel, por lo que cuando un solo programa falla, no afectará el sistema La función general; al mismo tiempo, el microkernel es más fácil de trasplantar que el macrokernel, y el ciclo de desarrollo y actualización se puede acortar.
Después de la primera parte, también se puede hacer la siguiente analogía: si se compara el sistema operativo con vehículos como vehículos, entonces diferentes estructuras de núcleo equivalen a diferentes métodos de personalización de vehículos. El macrokernel es equivalente a un vehículo comercial, mientras que el microkernel es similar a admitir automóviles profundamente personalizados. Durante el proceso de conducción, aunque la eficiencia operativa general de los vehículos comerciales es alta, si una determinada pieza falla, se necesita personal especial y repuestos del mismo tipo para repararla; mientras que muchos módulos de vehículos personalizados son muy reemplazables y pueden ser fácilmente reemplazado por Modificado para conducir en diferentes condiciones de la carretera (entorno de hardware diferente).
▲ La estructura del microkernel es más plana y flexible que la del macrokernel.
El micronúcleo Hongmeng está diseñado para Internet de las cosas de abajo hacia arriba. De lo anterior se puede ver que la característica más importante del microkernel es que solo retiene las funciones más centrales en el kernel, por lo que para Hongmeng: la conexión es mejor en tiempo real (el retraso de respuesta se reduce en un 25,7% y el retraso La tasa de fluctuación se reduce en un 55,6%). Los escenarios de retraso son especialmente adecuados para campos de IoT como el control industrial y el transporte inteligente; se puede lograr el aislamiento de fallas para garantizar la estabilidad y seguridad del sistema en la mayor medida posible, y puede cumplir mejor con las requisitos del Internet de Todo en el escenario de ultra-multiconexión 5G.
El micronúcleo Hongmeng incorpora las características de distribución y resuelve los puntos débiles de la colaboración ecológica de IoT. En la actualidad, el sistema operativo existente básicamente solo corresponde a un cierto tipo de hardware, como Windows corresponde a una PC x86, iOS corresponde a un teléfono móvil de Apple, etc. Sin embargo, en la era de IoT, el número de tipos de terminales se ha ampliado enormemente y es difícil desarrollar sistemas operativos o aplicaciones para cada tipo de hardware. La ecología de diferentes terminales de hardware no se puede compartir ni coordinar y la eficiencia del desarrollo es baja. Y Hongmeng ha logrado el desacoplamiento de hardware, que se puede implementar de manera flexible para diferentes dispositivos (como pantallas inteligentes, dispositivos portátiles, máquinas de automóviles, parlantes, teléfonos móviles, etc.). Al mismo tiempo, el innovador bus de software distribuido permite que hardware con diferentes funciones coopere entre sí.
Por ejemplo: las cámaras, televisores, audio y otros dispositivos tradicionales eran originalmente independientes entre sí, pero bajo el bus de software distribuido de Hongmeng, estos dispositivos se "virtualizan" en módulos de cámara, módulos de visualización y módulos de altavoces externos, y se convierten en un todo orgánico. los usuarios pueden llamar a varias funciones a pedido sin configuraciones adicionales, y los terminales de hardware forman una coordinación mutua.
▲ En el futuro, el sistema operativo Hongmeng basado en microkernel se utilizará ampliamente en el campo de IoT
. El microkernel es la dirección de evolución del sistema operativo de IoT y la eficiencia y seguridad del microkernel de Hongmeng son líderes en la industria. En un sistema de microkernel general, debido a que procesos como controladores y sistemas de archivos son externos, la comunicación entre módulos necesita ser "unida" por el kernel, por lo que la eficiencia suele ser menor que la de un macrokernel. Sin embargo, el micronúcleo de Hongmeng tiene una comunicación entre procesos altamente optimizada, lo que hace que Hongmeng sea de 3 a 5 veces más eficiente que QNX y Fuchisia. Además, dado que la cantidad de códigos en el microkernel es mucho menor que en el macrokernel, Hongmeng puede realizar una verificación de seguridad "formal" suficiente en cada línea de código, lo que mejora significativamente la seguridad del kernel.
Para obtener más información sobre mí, consulte : Recopilación de datos de alta calidad de Harmony OS, que se actualiza continuamente