在数字化转型浪潮席卷全球的今天,我们正步入一个万物互联的智能世界。华为推出的HarmonyOS,并非仅仅是又一个手机操作系统,而是面向全场景智慧生活的基石。为了深入理解其背后的思想,我系统学习了《首席专家讲鸿蒙》系列课程,这不仅是一次技术认知的刷新,更是一次设计思维的升华。

课程直达链接:

https://developer.huawei.com/consumer/cn/training/course/slightMooc/C401749891238931722?pathId=101667550095504391

课程内容分为四部分,智能终端操作系统概述、万物智联时代的机遇与挑战、HarmonyOS核心设计理念,以及最后的总结部分。

智能终端操作系统概述

智能终端操作系统是管理硬件资源、提供用户交互界面以及支持应用程序运行的核心软件平台。自1956年操作系统诞生以来,其功能是原本需要由操作员人工做的很多操作和看守工作变成由操作系统完成,这也是操作系统名字的由来。而随着技术的发展,智能终端操作系统在功能和复杂性上不断演进,成为现代计算设备不可或缺的组成部分。

现在操作系统无处不在,已经成为千行百业数智化转型的底座。在智能终端(手机、电脑)、智能汽车、云&数据中心、通信/嵌入式都有很大的作用。

智能终端操作系统还是终端产业的中枢,操作系统对下牵引半导体产业链,向上服务终端用户与开发者。是提升性能、打造竞争力、使能生态的关键。

万物智联时代的机遇与挑战

趋势1-The Top

后摩尔时代,技术发展面临新的挑战与转折,操作系统软硬芯协同的“The TOP”趋势日益凸显。摩尔定律所带来的可预测且广泛的性能收益逐渐减弱,单纯依赖硬件进步提升性能的模式遭遇瓶颈。在此背景下,从“The Bottom”转向“The Top”成为关键,通过软件、算法和软硬件整体架构的精心设计,挖掘性能提升的新空间。例如软件性能工程去除冗余、新算法拓展问题解决边界、硬件架构简化处理器并实现领域专业化等,这些举措有望使性能提升达到与摩尔定律多年来积累成果相媲美的水平,为智能终端操作系统的发展开辟新的道路。

趋势2-泛在化

在智能终端操作系统的发展进程中,设备形态与功能的多样化带来了“昆虫纲悖论”的挑战。正如自然界中昆虫种类数量远超哺乳动物,但统治地球的却是哺乳动物,在设备世界里,尽管设备类型和形态(如手机、PC、可穿戴设备及未来的XR设备等)不断增多,但如何实现高效管理和协同成为关键问题。只有构建架构统一、智慧互联的操作系统,如 HarmonyOS 提出的元OS™架构——一个灵活可组装的操作系统能力集合(OS Kit),才能凝聚力量,打破设备壁垒,实现多模态融合(空间、动作、表情等输入感知与听觉、视觉、触觉等多类型反馈),为用户提供无缝的全场景体验,推动智能终端操作系统向泛在化方向迈进。

趋势3-场景化

如今,智能应用已渗透到生活的方方面面,从智能出行中车辆与外界的高效交互,到智能交通/隧道里设备的智能管控;从智能教育场景下多设备联动的教学新模式,到智能穿戴设备对个人健康与生活的精准服务;再到智能家居中各类设备的协同工作,以及智能办公环境下多终端无缝协作提升效率,都体现了场景化体验的重要性。这种转变不再局限于单一设备的功能实现,而是聚焦于不同场景下多设备的协同与融合,为用户打造连贯、便捷且个性化的全场景智慧体验,这正是智能终端操作系统未来发展的关键趋势。

趋势4-智能化

操作系统将变得越来越智能化,从面向用户操作的功能级、任务级的智能辅助,逐步走向面向用户意图的专业指导和自主智慧。AI智能化分级清晰地展现了这一发展路径:从L1的功能级,AI仅作为辅助工具被调用,到L2的任务级,AI开始执行被分解的任务,再到L3协作级实现AI自主拆解及分配任务并闭环执行,L4指导级提供专业指导,直至L5智慧级的全面自主,这一过程体现了操作系统能力的不断跃升。

趋势5-开源开放

开源开放成了软件发展的主流范式,能提升软件开发效率和缩短产品上线时间。因此Harmony设计之初,就不仅考虑了如何为华为的终端产品提供服务,而且还考虑了如何服务于千行百业。

HarmonyOS核心设计理念

HarmonyOS的核心设计理念更是让我为之惊叹。“产品化非凡体验”与“开源开放”融合的新模式,既打造了优质的华为终端产品,又赋能了各行各业,其技术深入扎根,架构优势显著。“一生万物、万物归一”的寓意,体现了HarmonyOS作为全场景时代基础设施与生态基石的宏大愿景。基于元OS™架构实现泛在设备支持,解决了设备多样化带来的协同难题,促进了生态的开放与统一。适应后摩尔时代算力发展规律的全栈协同与按需并发架构,通过跨层感知与短路径调用提升了系统效率。鸿蒙智能架构为用户带来智能体验,保障安全隐私,赋能三方应用智能化。全场景协同架构打造端到端协同体验,让用户在不同设备间享受无缝服务。星盾安全架构确保了全场景和AI时代的安全隐私体验。而提供全生命周期开发解决方案,则为开发者提供了全方位的支持。

“鸿蒙”名字寓意为一生万物、万物归一。HarmonyOS并非仅仅是又一个智能终端操作系统,而是一套面向全场景时代的基础设施与生态基石。其背后是一系列颠覆性的核心设计理念,这些理念共同回答了这样一个根本性问题:如何让亿万设备融为一体,为用户提供无缝的智慧体验?

设计理念1:“产品化非凡体验”与“开源开放”融合的新模式

第一个理念就是既要打造好华为的终端产品,又要赋能好各行各业。HarmonyOS在技术发展上展现出强大的创新力与突破精神,其技术深入向下扎根,全面突破操作系统核心技术,构建起坚实且领先的技术体系。

在架构特征方面,OpenHarmony优势显著。其极简开发和多端部署特性,让开发者能够一次开发实现多端的一致性体验,极大地提高了开发效率,降低了开发成本。系统安全和生态纯净的特点,构建了分布式、全场景的安全框架,建立了纯净的生态体系,为用户的数据安全和系统的稳定运行提供了有力保障。鸿蒙智能与场景体验的结合,内置智能能力,实现了全场景、跨端无缝智慧协同体验,让用户在不同设备间切换时毫无违和感。异构并行和全栈协同,在后摩尔时代通过异构并行协同打造流畅体验,充分发挥了不同硬件架构的优势。架构解耦和弹性扩展的特性,采用组件化、弹性化的解耦架构,支持广泛的智能终端设备,具有良好的适应性和扩展性。

设计理念2:基于元OS™架构实现泛在设备支持

在万物互联的时代,设备形态纷繁复杂,从手机、智能车到各类行业终端,不同设备在硬件配置、功能需求等方面存在巨大差异。元OS™架构作为践行“泛在OS”理念的核心,具有架构统一的特性。这种统一性带来了多方面的优势:一方面,实现了全场景协同与智慧化,不同设备之间能够无缝连接和协同工作,为用户提供连贯的体验;另一方面,促进了生态开放与统一,开发者可以基于统一的架构进行开发,降低开发成本和难度,吸引更多的参与者加入生态,丰富应用和服务。

设计理念3:适应后摩尔时代算力发展规律,打造全栈协同与按需并发架构

HarmonyOS的设计理念3精准把握后摩尔时代的算力发展规律,致力于打造全栈协同与按需并发架构,展现出其在操作系统领域的创新性与前瞻性。

传统移动OS架构中,从传统移动应用到芯片与硬件的调用路径冗长,拼装的系统服务导致运行时效率低下。而HarmonyOS通过鸿蒙应用、鸿蒙应用框架、鸿蒙系统服务、鸿蒙内核以及芯片与硬件的分层架构,实现了跨层感知与短路径调用,极大地提升了系统效率。鸿蒙应用框架注重全栈协同降负载,利用跨层感知和短路径优势,优化资源利用。

设计理念4:鸿蒙智能架构,为用户提供智能体验,并赋能三方应用智能化

拥抱AI时代的到来,HarmonyOS在系统架构上也正在向智能化架构演进。其中包括端侧推理的开销越来越低,推理性能逐步提升;其次是更好地基于端侧的数据实现个性化的智能;再次是面向万物智联时代进行安全隐私机制的重构、更好的保护用户隐私数据,用AI来防AI。

设计理念5:全场景协同架构,打造端到端协同体验

全场景协同架构基于对全场景的抽象理解,存在两种关键模式。一是“All in One”,即用户使用一个设备时,背后有多个设备的能力为其提供服务支撑,如同隐形的助手团队,在用户无感知的情况下协同工作,提升单一设备的功能表现。二是“All as One”,用户使用多个设备时,设备之间能够智能协商并提供服务,实现设备间的无缝配合,为用户带来连贯流畅的体验。

设计理念6:星盾安全架构,打造面向全场景和AI的安全隐私体验

在分布式和智能化协同下,安全隐私保护引来前所未有的挑战。一方面多设备协同下,低安全保护能力的设备就可能成为整体安全能力木桶短板。因此我们需要通过端端互动和端云协同等技术手段,来防止短木板带来的不利影响,甚至通过设备和云端的互助实现整体安全防护能力的增加;另一方面信任范式也将从信任设备、不信任应用,演进到全场景的设备和应用都不全信的威胁模式,因此呼唤整体数字安全体系的重构,面向全场景智慧协同和AI原生的趋势。通过鸿蒙内核和软硬芯协同,打造了坚实的安全隐私保护基座,并提供了纯净治理、隐私保护、数据安全、分布式安全等一系列安全架构能力。

设计理念7:提供全生命周期开发解决方案,支撑开发者高效开发

在工具层面,HarmonyOS配备了全链路工具。HarmonyOS Design为开发者提供设计规范与资源,确保应用在设计风格上的一致性与美观性;ArkTS/仓颉作为编程语言,具备简洁高效的特性,提升开发效率;ArkCompiler/毕昇编译器优化应用性能;DevEco Studio是强大的集成开发环境,提供丰富的开发调试功能;DevEco Testing助力应用测试,保障质量;AppGallery Connect提供应用分发与运营支持;ArkUI则帮助构建流畅的用户界面。同时,还支持多种三方框架,如React Native、Flutter等,满足不同开发者的习惯与需求。

砖块方面,拥有超过30,000+的API,如同丰富的积木砖块,为开发者提供多样化的功能组件。HarmonyOS SDK涵盖应用框架、应用服务、系统、媒体、图形、AI等多个领域,使开发者能够快速构建功能丰富的应用。三方SDK进一步扩展了应用的能力边界,包括即时通讯、数字证书、安全输入、风控、游戏、加解密、快速登录、金融行情、VPN、支付等功能,满足各种应用场景的需求。

底座作为根技术,依托鸿蒙内核、Web、分布式技术、AI大模型、隐私和安全、编程语言/编译器/编程框架等核心技术,为整个开发体系提供坚实支撑,确保系统的稳定性、安全性与智能性。

总结

HarmonyOS以其前瞻性的核心设计理念,为智能终端操作系统的发展注入了全新活力,在技术架构、用户体验和开发支持等多方面展现出显著优势。

在技术创新层面,HarmonyOS开创了“产品化非凡体验”与“开源开放”融合的新模式。通过开源的OpenHarmony,吸引了众多生态伙伴参与,共同构建繁荣的生态系统。同时,其技术向下扎根,在AI、多媒体、图形、安全等多个核心技术领域实现全面突破,摆脱了对外部技术的依赖,掌握了发展的自主权。

架构设计上,基于元OS™架构实现了泛在设备支持,解决了万物互联时代设备多样化带来的协同难题,实现多设备架构统一、全场景协同与智慧化,以及生态的开放统一。并且,它适应后摩尔时代算力发展规律,打造全栈协同与按需并发架构,通过消费侧降负载和供给侧提性能的策略,优化系统效率,释放硬件性能。

用户体验方面,鸿蒙智能架构为用户提供智能体验,保障安全隐私,实现流畅低功耗运行,并为第三方应用智能化赋能。全场景协同架构则打造端到端协同体验,以4C体验为目标,让用户在不同设备间享受一致、无缝、协同且智能的服务。

在学习过程中,我深刻体会到HarmonyOS的创新之处不仅仅在于技术层面,更在于其以用户为中心的设计理念。它打破了传统操作系统单一设备的局限,将人、设备、场景紧密相连,为用户带来前所未有的智能体验。这种创新思维让我深受启发,也让我对未来的科技产品充满了期待。

同时,我也感受到了华为在推动操作系统发展方面的决心和担当。通过开源开放,HarmonyOS吸引了众多生态伙伴的参与,共同构建了一个繁荣的生态系统。这不仅有助于技术的快速迭代和创新,也为行业的发展注入了新的活力。

总结而言,HarmonyOS以其前瞻性的核心设计理念,构建了一个完整的生态体系,在技术创新、架构设计、用户体验和开发支持等方面都展现出了卓越的优势。它不仅满足了当下智能时代的需求,更为未来的科技发展奠定了坚实基础。我相信,在万物智联的世界中,HarmonyOS必将发挥重要的引领作用,为人们带来更加智能、便捷、美好的生活。我也期待着自己能够将所学所悟运用到实际中,为科技的发展贡献一份微薄之力。

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