Báo Cáo Bài Tập Lớn
Môn : Nguyên Lí Hệ Điều Hành
Chủ Đề : Tìm Hiểu Hệ Điều Hành Symbian Trên Các Thiết Bị Di
Động
Nhóm thực hiện :
Mục Lục
Phần 1.Đôi nét về Symbian
Phần 2.Lịch sử phát triển
Phần 3. Cấu trúc và Hoạt động của Symbian
Phần 4. Nhìn lại
Phần 1.Đôi nét về Symbian.
Sơ qua về hệ điều hành Symbian:
Nguồn gốc của hệ điều hành Symbian bắt đầu ở một vài thiết bị xách tay
đầu tiên. Hệ điều hành bắt đầu xuất hiện năm 1988 là SIBO (sixteen bit organizer
– 16 bit). SIBO chạy trên những máy tính phát triển bởi Psion Computers, nơi đã
phát triển hệ điều hành chạy trên những thiết bị nhỏ.
Mục đích chính của Symbian OS khi được thiết kế là chuyên dùng cho các thiết
bị cầm tay với những nguồn tài nguyên (bộ nhớ, CPU…) bị giới hạn mà có thể
chạy hàng tháng hay hàng năm, tối ưu và giảm thiểu các rủi ro trong bộ nhớ…
Chính vì vậy, cấu trúc hoạt động của Symbian gây khá nhiều khó khăn cho các
lập trình viên khi tìm hiểu về nó.
Symbian bắt nguồn từ EPOC (Electronic Pocket Communication), một hệ
điều hành được phát triển cho các máy tính và thiết bị liên lạc bỏ túi của Psion có
bộ xử lý yếu và bộ nhớ nhỏ. Đó là lý do mà đôi khi chúng ta thấy sự xuất hiện
của EPOC trong Symbian như thư mục chính trong bộ công cụ lập trình có tên là
Epoc32.
Symbian được phát triển để tạo ra một hệ điều hành mạnh mẽ cho thế hệ thiết bị
lai giữa PDA và mobile phone mà người ta gọi là WID (Wireless Information
Device). Tùy theo tỷ lệ kết hợp giữa PDA và mobile mà người ta chia các thiết bị
dùng Symbian thành 2 nhóm: Smartphone (thiên về mobile phone) và
Không những vậy giữa những nhà sản xuất cũng tạo sự khác biệt riêng nên đôi
khi ứng dụng sẽ gặp trục trặc khi chạy trên các loại máy khác nhau dùng chung
nền hệ thống. Một đặc điểm nữa là các máy cùng nền hệ thống nhưng dùng phiên
bản hệ điều hành khác nhau cũng sẽ có sự khác nhau. Đây là những điều và
những lập trình viên nên lưu ý để biết ứng dụng của mình có thể hoạt động tốt
trên những thiết bị nào.
Các phiên bản của Symbian:
Psion
EPOC16
EPOC OS Releases 1–3
EPOC Release 4
EPOC Release 5 aka. Symbian OS 5
ER5u aka. Symbian OS 5.1
Symbian OS v6.0 and 6.1
Symbian OS 7.0 and 7.0s
Symbian OS 8.0
Symbian OS 8.1
Symbian OS 9.0
Symbian OS 9.1
Symbian OS 9.2
Symbian OS 9.3
Symbian OS 9.5
Phần 2.Lịch sử phát triển.
1.Quá trình hình thành và phát triển của hệ điều hành Simbian:
Năm 1980, Psion được thành lập bởi David Potter, chủ yếu để viết các
phần mềm và trò chơi cho các thế hệ máy tính ZX đầu tiên. Mục tiêu phát triển
các phần mềm trên hệ máy nhỏ gọn.
Từ năm 1991 đến 1998, Psion xuất bản HĐH EPOC 16 đưa vào sử dụng trên các
máy thế hệ 3, Psion 3, một trong những PDA đầu tiên thay thế các loại sổ tay,
lịch giấy lúc đó, và thường được biết đến với tên gọi SIBO. Cũng trong thời điểm
cập nhật cho các máy Symbian thế hệ 1, chẳng hạn như hiệu năng được cải thiện,
tính năng kinetic scrolling và giao diện được đổi mới để dễ dùng hơn sau khi cập
nhật firmware 2.0 của N97 chính là một phần của Symbian thế hệ 2. Có lẽ các
dòng máy cao cấp khác dùng Symbian v9.4 sẽ sớm có tính năng này.
Symbian thế hệ 2 chỉ có một chút thay đổi nhỏ so với thế hệ 1 nhưng khi khi
nâng cấp lên thế hệ 3, đó sẽ là một thay đổi rất lớn.
Symbian thế hệ 3: Vượt trội hơn thế hệ 2, sau đây là một số thay đổi và
tính năng chính:
+ Hỗ trợ nhiều màn hình chủ cùng lúc: Đây là một tính năng có trên các máy
dùng Android và ngay cả chiếc Nokia N900 chạy Maemo. Giao diện đa màn hình
sẽ cho phép bạn đưa nhiều widget, bookmarks trang web hay shortcut đến các
ứng dụng thường dùng. N97 cũng có hai màn hình chủ nhưng một cái gần như
không có tác dụng.
+ Hỗ trợ cảm ứng đa điểm và cảm ứng điện dung : Phần điện dung thì Nokia
X6 đã có nhưng còn đa điểm thì vẫn chưa máy Symbian nào có thể dùng được.
Tuy nhiều người thích hai chức năng này nhưng chiếc điện thoại cao cấp nhất
của Nokia là N900 hoàn toàn không cần chúng mà vẫn hoạt động tốt. Dù vậy, với
cảm ứng đa điểm và cảm ứng diện dung, nhiều người sẽ cảm thấy hứng thú với
máy hơn.
+ Giảm bới số lần bấm chuột, số lần hỏi người dùng, tái cấu trúc lại menu và
hỗ trợ chạm một lần để chọn (single tap): Đây thực sự là một bước tiến lớn
cho các máy Symbian, nhất là khi giao diện của thế hệ 1 gây quá nhiều khó chịu
và bối rối cho người dùng.
+ Giao diện người dùng cho phép tăng tốc độ : tốc độ điều khiển tăng lên 3
lần, tốc độ cuộn trang tăng từ 15 khung hình/giây (fps) lên 60fps. Đây cũng là 1
thay đổi đáng chú ý khác khi mà đã có khá nhiều lời phàn nàn về độ trễ của
Symbian thế hệ 1.
+ Tích hợp QT 4.6 cho phép các phần mềm xây dựng cho Symbian thế hệ 3
có thể tương thích với Symbian thế hệ 4 và các thế hệ sau : QT4.6 là nền tảng
phần mềm và giao diện đa năng được Trolltech xây dựng. Trolltech đã được
cung cấp một cách nhìn trừu tượng để thuận tiện hơn trong việc thiết kế qua
nhiều platforms (nền tảng / hệ máy) và tài nguyên hệ thống (resources), tạo một
sự dễ dàng chuyển đổi sang dạng phần cứng mới (điện thoại). lớp cơ bản bảo
đảm hiệu quả hoạt động mạnh mẽ của Symbian OS. Hai thành phần chính trong
lớp này đó là Kernel Services và Devices Driver.
+ Kernel Services: cung cấp một khả năng xử lý đa luồng và thi hành các
chương trình từ phía người dùng.
+ Device Drivers: cung cấp một hệ thống driver và phần điều khiển các
thiết bị: DTE, DCE serial Port, Infrared (SIR), USB Client, SDIO Card,
keyboard, bộ số hóa, Ethernet, MMC và LCD.
Tầng 2: tầng dịch vụ cơ bản, tầng này cung cấp một chương trình sườn
(Programming framework) cho tất cả các thành phần khác của Symbian OS, bao
gồm các file hệ thống và các thư viện thông dụng:
+ Low Level Libraries: Cung cấp các thư viện, tiện ích được yêu cầu bởi
Symbian OS và các ứng dụng khác trên Symbian: Cryptography library, XML
Parsing framework, Power management framework, Databse engine, Character
Encoding.
+ Fileserver: Cung cấp, chia sẻ quyền truy xuất tới các file hệ thống, các
phương tiện lưu trữ: RAM, NOR và NAND Flash, ATA/CF, MMC, SD Card.
Tầng 3: tầng OS Services, đây là trái tim của hệ điều hành Symbian, tầng
này cung cấp một hạ tầng các thành phần của Symbian, được biết như là
Middleware. Những thành phần này bao gồm các hệ thống Multimedia và
Graphics, Networking, Telephony, các giao thức, và thành phần kế nối với PC.
+ Generic Services: bao gồm các dịch vụ mã hóa (cryptography) và
Multimedia.
+ Comms Services: bao gồm các dịch vụ hạ tầng về truyền thông và mạng
với 3 phần chính là: Telephony, Networking Services, Serial & Shortlink
Services.
+ Graphic Services: Cung cấp các ứng dụng symbian bằng cách chia sẻ
quyền truy cập tới màn hình, bàn phím, các thiết bị nhập khác (camera ), hệ
chương trình chạy và quản lý các dịch vụ cung cấp cho người dùng. Chương
trình này và những dữ liệu của nó cần phải nhỏ và hiệu quả. Chỉ có những thành
phần điều hành máy tính cần thiết mới có trong kernel; những chức năng khác
đều được đưa ra phần giữa (middleware) hay ứng dụng. Việc thiết kế này làm
cho kernel rất chắc chắn và làm cho kiến trúc và việc điều hành của Symbian rất
uyển chuyển.
Symbian là một hệ điều hành 32 bit hỗ trợ làm việc đa nhiệm và đa tiến trình.
Cấu trúc tháo lắp của nó hỗ trợ và khuyến khích một lượng lớn các thành phần
giao tiếp và hỗ trợ khả năng thêm thành phần giao tiếp trung tâm để thích nghi
với các thiết bị và phương thức mới.
Middleware:
Thành ngữ middleware chỉ những thành phần như thư viện, kho dữ liệu và
chương trình thực hiện dịch vụ hệ thống nhưng không cần nằm trong kernel.
Trong Symbian nó bao gồm việc thực hiện những dịch vụ như quản lý dữ liệu,
giao tiếp, đồ hoạ.
Symbian sử dụng server để thực hiện cộng việc trong middleware. Ý tưởng là
dùng một máy chủ có thể quản lý một dịch vụ riêng biệt bằng cách chấp nhận
yêu cầu từ nhiều nguồn khác nhau - hoặc là khách (clients) – và phối hợp truy
xuất và thực hiện bằng cách trả lời những yêu cầu đó. Bằng cách tạo ra một lớp
mới cho middleware, những người thiết kế Symbian đã làm cho nó dễ thiết kế
một dịch vụ hệ thống mới và nâng cấp dịch vụ có sẵn mà không cần viết lại phần
chính của hệ điều hành.
Application Engines:
Những ứng dụng cấp người dùng trên Symbian cũng có lợi ích từ việc phối hợp
mà middleware cung cấp. Việc phối hợp truy cập nguồn tài nguyên không thuộc
về bản chất được thực hiện thông qua application engines. Nó định ra những
điểm truy cập đơn lẻ cho những ứng dụng cấp người dùng khi họ truy cập tài
nguyên.
Giống như middleware, application engines cũng làm một dạng như server. Điểm
khác biệt đến từ khu vực quản lý. Application engines quản lý dịch vụ và dữ liệu
những điều này vào hệ điều hành Symbian. Trên hệ điều hành Symbian, việc
đồng bộ được thực hiện ở ba phần:
- Bộ quản lý kết nối (Connection Manager) là một tiến trình khởi tạo chạy trên
thiết bị Symbian và dò tìm khi có một máy khác muốn kết nối. Nó bắt đầu kết nối
đồng bộ khi một thiết bị được tìm thấy.
- Những máy chủ kết nối (Connectivity Servers) thực hiện nhiều chức năng của
việc đồng bộ như: duyệt tập tin đơn giản, đồng bộ tập tin, sao lưu và phục hồi dữ
liệu.
- Bộ chuyển đổi tập tin (File Converters) chuyển dữ liệu giữa những dạng đặc
biệt và những ứng dụng. Những bộ kết nối này thì khá nhỏ trong việc kết nối của
Symbian; hầu hết những chuyển đổi xảy ra trong lúc kết nối. Tuy nhiên, bộ kết
nối sẽ chuyển dạng văn bản sang HTML và một vài ứng dụng văn phòng của
Symbian sang bản tương ứng của nó trên Windows.
Hệ điều hành Symbian được xây dựng để chạy trên các điện thoại Symbian.
Do đó, các đặc tính phần cứng của điện thoại có tác động sâu sắc đến hệ điều
hành. Vì vậy, để hiểu rõ Symbian, chúng ta cần tìm hiểu các thành phần quan
trọng cấu thành điện thoại Symbian, đó là CPU, ROM, RAM, các thiết bị nhập
xuất (I/O) và nguồn năng lượng.
+ Bộ xử lý trung tâm (Center Processing Unit – CPU): Hệ điều hành Symbian
được thiết kế cho kiến trúc 32 bit CPU, chạy ở tốc độ thấp hơn so với CPU trên
máy tính để bàn và trên Server. Các hệ thống Symbian hiện tại sử dụng 104Mhz,
122Mhz và 220 Mhz Strong ARM CPU, với các loại CPU ARM7 và ARM9. Các
điện thoại Symbian tương lai có thể chạy trên các CPU nhanh hơn.
+ Bộ nhớ trong (Read Only Memory): ROM chứa hệ điều hành và tất cả các
ứng dụng và phần mềm trung gian (middleware) có sẵn được nhà sản xuất đưa
vào khi tạo thiết bị. Điều này hoàn toàn khác với trên PC, nới mà ROM chỉ chứa
các phần nạp ban đầu và BIOS, còn hệ điều hành và ứng dụng lưu trên đĩa cứng.
Bộ nhớ ROM trên điện thoại Symbian được gán nhãn là ổ đĩa Z. Tất cả mọi thứ
trong ROM đều có thể truy cập như là file trên ổ đĩa Z. Vì vậy các chương trình
được chạy trực tiếp trên ROM thay vì nạp vào RAM như trên PC. Bộ nhớ ROM
điều hành iOS của Apple và Android của Google phổ biến hơn thì Symbian đánh
mất dần các lợi thế. Nó trở thành một hệ điều hành lạc hậu, trì trệ, kém chuyên
nghiệp
Điểm yếu nhất của Symbian, ngay cả khi nó đang thịnh hành, là sự không tương
thích giữa các phiên bản(phiên bản ra sau mới hơn lại không chạy được ứng dụng
cho phiên bản trước), dẫn đến khó khăn cho các nhà phát triển phần mềm của
hãng thứ 3, từ đó cũng khiến phần mềm dành cho Symbian tuy nhiều mà ít, vì
cùng là Symbian nhưng lại không chạy được cùng một phần mềm. Chính vì vậy,
các thiết bị mới ra của Symbian cũng được đón nhận dè dặt hơn, do người tiêu
dùng lo ngại không kiếm được những ứng dụng yêu thích mà họ đang dùng trên
thiết bị Symbian cũ. Đối với giới chuyên môn thì đó là cách phát triển nghiệp dư,
thiếu tầm nhìn và cũng là một trong những nguyên nhân hạ gục Symbian, khi
các hệ điều hành cạnh tranh có tính tương thích ngược rất tốt.
Một điểm nữa, là hầu hết các thiết bị chạy Symbian đều gắn với phiên bản hệ
điều hành của nó vĩnh viễn, người dùng không thể nâng cấp hệ điều hành trên
thiết bị cũ của mình lên phiên bản mới, việc đó càng khiến Symbian trở nên phân
mảnh, thiếu thân thiện và bó buộc hơn. Những thiết bị Symbian cuối cùng đã
khắc phục được nhược điểm đó nhưng lúc này Android và Ios đã trở nên quá phổ
biến.
Nhiều chuyên gia cho rằng Nokia và Symbian đã bỏ lỡ cơ hội của mình, khi
không xây dựng một hệ sinh thái thực sự vững chắc xung quanh Symbian khi nó
còn thống trị. Các thiết bị càng ra đời sau càng khó kiếm ứng dụng tiện ích do sự
thay đổi và cải tổ trong lòng Symbian. Vô số ứng dụng cũ được viết trong thời kỳ
hoàng kim không thể sử dụng được, và vì vậy chúng chẳng giúp ích gì cho các
thiết bị mới. Mọi chuyện có lẽ sẽ khác nếu tất cả các thiết bị Symbian đều tương
thích với nhau.