欢乐的时光总是结束的特别快，又到了写点东西的时候了，今天学习华为的操作系统Huawei LiteOS~熟悉教材的朋友可能已经发现了我们跳过了一章内容。我们将物联网行业应用与解决方案跳过了，因为这一章真的是老太太的裹脚布——又臭又长。感兴趣的朋友可以自己去看一下~

物联网操作系统Huawei LiteOS介绍

 操作系统发展史

        操作系统诞生距今已经有了几十年的时间，它是计算机资源的管理者。操作系统并不是与计算机硬件一起诞生的，它是在人们使用计算机的过程中，为了满足两大需求：提高资源利用率、增强计算机系统性能，伴随着计算机技术本身及其应用的日益发展，而逐步地形成和完善起来的。

1946年第一台计算机诞生–20世纪50年代中期，计算机工作还在采用手工操作方式。此时还没有操作系统的概念。

手工操作有两个缺点

用户独占全机。一台计算机的资源全部由上机用户独占，资源的利用率低。（反过来说就是不会出现资源被占用的情况，无需等待）

CPU 等待手工操作。CPU的利用不充分。

第二个缺点就导致了人机矛盾的出现，手工操作的慢速度和计算机的高速度之间形成了尖锐矛盾，手工操作方式已严重损害了系统资源的利用率（使资源利用率降为百分之几，甚至更低），不能容忍。唯一的解决办法：只有摆脱人的手工操作，实现作业的自动过渡。这样就出现了成批处理。

批处理系统：加载在计算机上的一个系统软件，在它的控制下，计算机能够自动地、成批地处理一个或多个用户的作业（这作业包括程序、数据和命令）。批处理系统有联机批处理，脱机批处理，多道批处理。

单道批处理：单道批处理就是为了摆脱我们人工操作，提高CPU效率，要求程序员事先将程序执行顺序规划完毕，运行期间剔除人的因素，从而达到提高CPU效率的目的。

多道批处理：在单道批处理操作系统中，虽然剔除了人为因素，让程序自动执行，但由于程序是记录在卡纸上的，需要实现读入计算机，执行完毕后输出，在此过程中，CPU空转，为了进一步提高效率，事先将多个程序读入到计算机内部存储器内（例如硬盘），在其内部形成队列，当执行I/O操作时，从存储器中选出另外的程序运行，即调度。这一步就是消除I/O操作时CPU空转的弊端。

脱机批处理的目的：缓解主机与外设的矛盾提高CPU的利用率。

分时操作系统：把处理器的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮流把处理器分配给各联机作业使用。若某个作业在分配给它的时间片内不能完成其计算，则该作业暂时停止运行，把处理器让给其他作业使用，等待下一轮再继续运行。由于计算机速度很快，作业运行轮转得很快，给每个用户的感觉好像是自己独占一台计算机。 (多道批处理是实现作业自动控制而无需人工干预的系统，而分时系统是实现人机交互的系统)（这个跟我们JAVA中的多线程有些相似，不是为了提高我们计算机的运行效率，而是为了提高资源使用效率）

实时操作系统： 某个时间限制内完成某些紧急任务而不需时间片排队。时间限制可以分为两种情况: 如果某个动作必须绝对地在规定的时刻 (或规定的时间范围) 发生，则称为硬实时系统。例如，飞行器的飞行自动控制系统，这类系统必须提供绝对保证，让某个特定的动作在规定的时间内完成。如果能够接受偶尔违反时间规定，并且不会引起任何永久性的损害，则称为软实时系统，如飞机订票系统、银行管理系统。实时操作系统的特点就是及时响应（每一个信息接收、分析处理和发送的过程必须在严格的时间限制内完成。），高可靠性（需采取冗余措施，双机系统前后台工作，也包括必要的保密措施等。）。

网络操作系统：把计算机网络中的各台计算机有机地结合起来，提供一种统一、经济而有效的使用各台计算机的方法，实现各个计算机之间的互相传送数据。网络操作系统最主要的特点是网络中各种资源的共享以及各台计算机之间的通信。

不同时代的各个操作系统

        操作系统也随着时代的变化而不同，在互联网时代，那时候还是X86架构一家独大的时代，我们的电脑也大都是Windows操作系统（后来有了苹果的MAC OS），随着移动互联网时代的到来，我们的移动智能终端设备的爆发，ARM架构在移动终端上的布局使得现在移动端设备大多都是用的ARM架构，操作系统也变成了安卓/IOS（诺基亚曾经出过Windows系统的手机，我也曾经使用小米2刷过Windows系统，体验感一般）。到了物联网时代，也是百花齐放的时代，各大厂商也在积极的开发物联网操作系统，比如ARM公司的RTX、华为的LiteOS、阿里的AliOS-Things。

物联网操作系统概述

首先提出一个问题——为什么要做物联网操作系统？

物联网的概念我们都比较清楚了，就是物物连接的网络，那么物指的是什么？终端侧设备。那么终端侧设备的底层是什么？各类元器件，传感器设备，单片机。终端设备上面有不同的芯片架构，主要是X86、ARM、MIPS上的差异，不说芯片架构上的差异，就说相同架构也有不同的厂商去做不同的芯片。比如基于这个ARM架构做的STM32芯片，然后根据这个芯片做出的不同的开发板，对于应用开发者来说，需要懂得许多底层的硬件差异，包括芯片、单板、外设等各个层面的差异都需要懂，从上到下各个层面的知识都需要懂才能做一个嵌入式的应用。虽然现在学习者可以不用深入研究底层，直接用库函数就可以操作，但是，这个是建立在对芯片功能和资源非常熟悉的基础上的。

物联网的物我们已经知道了，那么物联网的网又是什么呢？

网就是指我们的网络通信协议，对于物联网发展而言，“碎片化”是主要的问题，除了上面我们所说的芯片、传感器的差异，我们的通信协议也是千差万别。比如无线通信标准，就有蓝牙、Wi－Fi、ZigBee、PLC、Z－Wave、RF、Thread、NFC、UWB、LiFi、NB－IoT、LoRa等等。很明显，技术方案不统一，体系结构不一致，阻碍了物联网的发展，也局限了互联互通的范围。

看上图我们就不难发现，物联网设备的协议繁多，不同的设备协议也不相同，比如基于Zigbee的智能灯泡、基于蓝牙的智能音箱或者是基于WIFI协议的摄像头等等。

物联网操作系统面临的挑战

上面我们看到的都是物联网本身所面临的问题，硬件多样、传输协议多样的问题，现在我们看一下物联网操作系统本身面临的一些问题。

一个就是多传感器协同管理复杂，一个设备里面有多个传感器，我们的端侧会有很多的传感数据报上来，比如说我们的手机，里面内置了十多种传感器，光敏传感器、距离传感器、加速度传感器、陀螺仪等等。

二呢就是在视频场景下对性能、功耗的要求高。随着物联网的发展，我们的物联网设备也越来越多，其中不乏一些对性能要求比较高的设备，比如运动DV，便携式摄像头等等，对于这些设备我们要在保证性能不损耗的情况下，降低它的功耗， 就需要操作系统配合CPU进行一些相应的优化。

智能终端化是物联网发展的基础

       各种操作系统可以支持不同的硬件、通信标准、应用场景。开源，有利于打破技术障碍和壁垒，提高互操作性和可移植性，减小开发成本，同时也适合开源社区的开发人员参与进来。操作系统是物联网中一个十分关键的环节，而开源更佳助推了物联网的开放和发展。目前，开源操作系统在物联网中的应用已经十分广泛，以后也必将在物联网中扮演越来越重要的角色。

物联网操作系统 Huawei LiteOS

华为的物联网操作系统LiteOS其实我们在第一章也讲了一个大概了，核心就是1+N的结构

HuaweiLiteOS的目的是为了能够让以前的那种功能较为有限、交互方式比较单一、简单的计算机终端通过OceanConnect与应用端联结，成为一个智能的、入网的智能终端设备。

Security：安全框架

Connectivity：互联互通

Sensor hub：传感框架

Runtime Engine：运行引擎

哑终端：只有输入输出功能，没有处理器，一切工作交给主机来做，通过接口联接主机，功能较为有限、交互方式比较单一、简单的计算机终端。

Huawei LiteOS应用

Huawei LiteOS发展历程