移动应用开发技术综述
主要内容:
1.智能终端硬件
2.手机操作系统
3.操作系统对比
1.智能终端软硬件
1.1常见的智能终端产品
1)UMPC(Ultra-Mobile PC)
具备网络、GPS、键盘或屏幕手写等典型功能。
2) PDA
个人信息助理、掌上电脑、导航等功能。
3)手机
该领域的发展经历了多个阶段。从最初的普通手机到如今智能手机与网络手机并存的状态中去探索和完善技术路径,在苹果公司iPhone系列、谷歌公司GPhone系列以及微软WP系列等产品的引领下占据了重要地位;而作为行业的重要组成部分之一,则有华为公司的鸿蒙操作系统脱颖而出。
4)手机扩展
腕表型智能手机、智能腕带、平板型电子设备作为手机延伸品类组成了一个系列的移动智能终端设备
5)PMP(Portable Media Player)
Ipod、MP5等便携式媒体播放设备。
6)办公用品
录音笔、数字便签、阅读器等典型产品。
7)车载信息娱乐系统 IVI
车机具有导航、多媒体等主要功能,搭载智能系统进一步增强功能。
8)Connected TV
网络功能与传统电视相结合的产品。
9) 智能电视/智慧屏
基于Google TV平台于2010年5月19日正式发布,并运行Android 2.1版本的操作系统。该系统不仅提供应用商店服务还为智能手机提供了兼容接口。智能电视与智慧屏逐步走向普及。
1.2 智能终端硬件特征
1)处理器
便携式电子设备主要采用ARM架构处理器作为核心组件。
主要采用ARM架构处理器,
运行频率范围在单核600MHz至多核2.4GHz之间。
具体包括但不限于iPad、智能手机及运动手表等设备。
由电源供电的设备。多采用具有2GHz以上主频的ATOM处理器。具体实例包括IVI、打印机以及数字多媒体电话等设备。
2)存储
内存。容量接近台式机。
外存主要依赖Flash存储技术为主导,在实际应用中常见于便携设备如SD卡、CF卡以及SSD硬盘等;对于较大的容量需求,则通常会选择机械硬盘(HDD),例如用于摄像设备的相机和视频记录设备。
3)屏幕
手持设备、IVI采用触摸屏 。
Connected TV的屏幕大。
立体显示技术方面有多种解决方案可选。其中双眼分离式眼镜是目前较为常见的类型之一;而主动式快门眼镜则通过高速120Hz切换左右眼画面的方式实现影片播放效果。目前主流厂商包括NVIDIA和AMD等均提供相关产品线支持这一技术方案。在裸眼三维领域 NVIDIA与AMD分别推出了各自的裸眼3D显示设备;而任天堂的3DS系统则支持立体显示效果;此外NVIDIA Tegra移动处理器采用先进架构以提升移动设备的显示性能水平。




刷新频率是电子墨水屏的关键指标之一。

4)输入设备
全键盘,小键盘。
多点触控。
多点触控在iPad、MacBook Air等设备上实现两指或三指的滚动、旋转以及放大操作。
平面端板配备有多点触控屏幕,并支持微软Windows 7的多点触控技术。

摄像头。微距摄像头,近距离拍摄细小物体,常用于名片扫描 。
虚拟现实中的动作感应技术包括任天堂Wii、索尼Move手持式控制器以及微软Xbox360上的Natal人体传感器;搭配微软Kinect全身动作捕捉系统;无需佩戴任何额外设备;能够实现最多可同时联机配合四位玩家;通过融合视觉影像与红外线传感器捕捉玩家肢体语言及语音指令;将人体肢体作为互动界面的人工智能助手



1.3智能终端市场
2007年计算机厂家进入手机市场,以苹果iPhone为代表。
2008年互联网企业开始进入手机市场,并主要采用谷歌gPhone作为其产品线的代表。
革了谁的命? 传统手机厂家处境艰难,移动互连网促进了万物互联。
2.手机操作系统
2.1手机操作系统概述
iPhone OS
Mac OS X的衍生,类Unix系统, Objective-C -> Swift。
Palm OS
基于3Com技术的产品专门设计为掌上电脑使用,并具备节能特性;该系统不仅占用极小的内存空间,并且内置数据存储系统;操作界面采用了封闭式的布局设计。
MeeGo
英特尔和诺基亚宣布整合Moblin和Maemo。
Android,MontaVista
基于嵌入式Linux内核的手机操作系统。
2.2典型系统介绍
1)Symbian
摩托罗拉、西门子、诺基亚→诺基亚→开源。
前身是Psion公司的EPOC系统。
实时性、多任务的纯32位操作系统。
优点:抢占式的多任务调度和内存保护,具有功耗低、内存占用少等特点。

基于以下三条核心原则:必须得到充分保护的是用户的各项信息数据和敏感信息的安全性与完整性;为了确保高效可靠的服务运行和用户体验优先考虑资源的有效利用。
基于EKA2架构设计的第二代内核适用于单处理器设备,在这种设备中用户应用程序与手机信号栈均在同一处理器内执行
根据内核版本分为:包括 v6.1, v7.0, v8.0, v8.1, v9.1 和 v9.2 等;根据用户平台(界面)分为:包括 S60, S80, S90, UIQ 和 MOAP 等。
2)WinCE
微软从计算机到嵌入式系统 。
1996-CE 1.0,手持计算机(Handheld PC),屏幕为 480 x 240 pixels、四色灰阶、2 MB 内存、44 MHz 处理器。
1997-CE 2.x,Palm PC,支持彩色屏幕-与palm的纠纷。
2000-CE3.0,PocketPC,Compaq iPAQ。
在20年推出了Pocket PC于20年,并基于WinCE 3.内核增加了手机功能支持;同年面向移动设备发布了Smartphone 2.
2002-Windows CE 4.0 .NET。
2003-Windows Mobile 2003,以Windows CE 4.0 .NET为核心
自2005年以来,在WinCE 5.0平台之上构建的Windows Mobile 5.0系统不仅实现了对3G网络的支持,并且具备了长期有效的内部存储空间。
从一个版本升级至两个版本(pocket pc和mobile),随后回归至单版本状态。该系统采用精简的Windows 95架构,并支持基于Windows平台的编程开发套件(如Visual Basic、Visual C等开发工具)。

3)RIM
BlackBerry的设计方案采用了独特的布局。该设备配备了一块大尺寸屏幕和标准QWERTY键盘设计,并专为单手操作而优化。
主要特色在于将手机与电子邮件进行了整合。无论何时拿到手机信号都能接收互联网邮件。通过推送邮件服务(Push Email),新邮件会自动从RIM服务器发送到手机服务提供商并直接传递到BlackBerry设备。封闭源码

4)Palm OS
由3Com公司开发的产品Palm OS主要用于掌上电脑。其主要特色包括良好的节能性能。合理的内存管理使得 Palm OS占用很小的内存(即非常小)。信息采用数据库格式进行存储。

5)IPhone OS
Apple公司专门为其设计了 iPhone 操作系统或 OS X iPhone 版本,并主要应用于 iPhone、iPod touch 以及 iPad 等多种设备类别。
系统架构分为四个层次,内核操作系统层(the Core OS layer),内核服务层(the Core Services layer),媒体层(the Media layer),可轻触层(the Cocoa Touch layer)。
源码模式:封闭源码+开放源码 组件。

6)MeeGoo
MeeGoo2010年5月25日正式发布。


7)Android
Google推出了全面的、开放源代码且零成本的手机操作系统。
Android包含四个层次:底层是Linux内核, 接着是中间件层, 再是程序框架层和应用程序层.

在移动设备上运行的智能手机类应用中(如O phone及基于Open Mobile System(OMS)的操作系统),可以直接安装适用于Android 1.5及以上的版本的APP。

8)Tizen,泰泽

以Linux为基础开发的开源操作系统,并整合了英特尔MeeGo和三星LiMo两种技术的混合架构
Tizen的开发者将全面开放其技术生态,在智能手机、平板电脑、笔记本电脑、车载设备以及智能电视等多个平台上提供统一的应用开发环境支持。该平台基于HTML5以及Web Application Controls(WAC)构建的应用开发环境将实现跨设备无缝协作与服务共享功能。2012年5月1日正式发布首款Tizen智能手机后,该技术迅速拓展至多个行业领域并获得了广泛认可。

9)Harmony
经过华为深入研发的HarmonyOS(HarmonyOS),采用微内核架构设计的全场景分布式操作系统,在各个领域都有广泛的应用。2019年8月9日,在第十二届开发者大会上(HDC.2019),华为正式发布了其操作系统HarmonyOS。该操作系统首先会在智慧屏、车载终端以及各类穿戴设备上进行部署。预计未来会逐步推广使用开源版本的HarmonyOS。

10)嵌入式Linux
在当前阶段正处在嵌入式系统的开发过程中,在这之中约四成的项目采用了Linux作为其嵌入式操作系统的方案。如今已经成为嵌入式操作系统领域中的最佳实践与普遍认可的标准。
基于Linux的操作系统扩展(EOS)系列 typically具有以下显著特点:简洁的内核设计,在性能方面表现出色且稳定,在多任务处理方面表现优异。该系列系统兼容多种硬件架构,并为开发者提供了友好的开发环境。能够集成众多嵌入式应用系统,并具备高度可扩展性以满足不同需求。此外该系列操作系统还提供了丰富的小芯片驱动库 以及完善的解决方案 在软件生态构建方面也展现出显著优势 为相关领域提供了全面的技术支撑 最终实现了开放源码理念的目标
手机linux操作系统 Android MontaVista。
3.操作系统对比
1)终端操作系统总体框架分析对比
| 基于其他系统 | 内核类型 | 开源性 | CPU****指令集 | 首次发布时间 | 最近发布时间 | 最新版本 | 开发公司或组织 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Symbian | EPOC | 微内核 | 是 | ARM**,**x86 | 1994 | 2013年1月 | Symbian****Belle Feature Pack 2 | Nokia |
| **Windows Phone - > Windows 10 Mobile ** | WinCE | 混合型 | 否 | ARM**,MIPS,x86,**SuperH | 2000年4****月 2010年10****月 | 2014年6****月 2019年1月 | 8.10.14219.341 10.0.15254 | Microsoft |
| BlackBerry | 无 | 未知 | 否 | ARM | 1999 | 2014年1****月 | 10.3 | BlackBerry |
| iPhone****OS | Darwin | 混合型 | 否 | ARM | 2007年1****月 | 2024年2月 | iOS17.3.1 | Apple |
| Android | Linux | 宏内核 | 是 | ARM | 2008年10****月 | 2024年2月 | 15 | |
| Palm | 无 | 未知 | 否 | ARM | 1996 | 2007 | 5.5 | Palm |
| webOS | Linux | 宏内核 | 部分 | ARM | 2009年6****月 | 2011年 | 3.0 | HP |
| Harmony | Linux LiteOS | 微内核 | 是 | RISC-V | 2019年8****月 | 2023年8****月 2023年1****月 | 4.0 NEXT星河版 | HUAWEI |

2)什么是3G、4G、5G
G,Generation的缩写,中文为代;
3C代表第三代移动通信系统,在这一阶段的网络特性包括:第一代(1C)采用模拟技术;第二代(2C)则采用了数字技术和较低的数据传输速率;随后的2.5代(2.5C)实现了数字技术和中等速率的发展;第三代(3C)显著提升了网络速度并实现了高速率传输;第四代(4C)网络已具备超过100兆比特/秒的速度下载能力;而第五代(5C)则标志着万物互联时代的到来,在千兆网络的基础上进一步融合了人工智能技术。






3)典型业务应用

4)操作系统份额排行榜

5)鸿蒙:全球市场份额 2%,中国占比达 8%

6)移动互联网行业结构及就业企业

