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文章目录

《移动互联网技术》课程简介
第一章概述
本章小结：
1 、本单元学习目的
2 、本单元学习要求
3 、本单元学习方法
4 、本单元重点难点分析
- 重点
- (1) 移动计算的定义##
- (2) 移动操作系统的基本概念##
- 1) 手机操作系统##
- 2) 嵌入式操作系统##
难点
- (1) 移动计算三要素##
- (2) 移动设备##
- 1) 移动处理器##
- 2) 微型设备##
- 3) 移动设备##
本章习题：
- 1 、本单元考核点
- 2 、本单元课后习题##
- 参考资源：
原创声明

《移动互联网技术》课程简介

《移动互联网技术》课程是软件工程、电子信息等专业的专业课，主要介绍移动互联网系统及应用开发技术。课程内容主要包括移动互联网概述、无线网络技术、无线定位技术、Android应用开发和移动应用项目实践等五个部分。移动互联网概述主要介绍移动互联网的概况和发展，以及移动计算的特点。无线网络技术部分主要介绍移动通信网络（包括2G/3G/4G/5G技术）、无线传感器网络、Ad hoc网络、各种移动通信协议，以及移动IP技术。无线定位技术部分主要介绍无线定位的基本原理、定位方法、定位业务、数据采集等相关技术。Android应用开发部分主要介绍移动应用的开发环境、应用开发框架和各种功能组件以及常用的开发工具。移动应用项目实践部分主要介绍移动应用开发过程、移动应用客户端开发、以及应用开发实例。
课程的教学培养目标如下：
1．培养学生综合运用多门课程知识以解决工程领域问题的能力，能够理解各种移动通信方法，完成移动定位算法的设计。
2．培养学生移动应用编程能力，能够编写Andorid应用的主要功能模块，并掌握移动应用的开发流程。
3. 培养工程实践能力和创新能力。
　通过本课程的学习应达到以下目的：
1．掌握移动互联网的基本概念和原理；
2．掌握移动应用系统的设计原则；
3．掌握Android应用软件的基本编程方法；
4．能正确使用常用的移动应用开发工具和测试工具。

第一章概述

本章小结：

1 、本单元学习目的

通过学习移动互联网的相关基本概念，对移动设备和移动操作系统有一个基本的认识，了解各种移动操作系统，以及它们的组成和分类。对整个课程建立一个基础认知。

2 、本单元学习要求

(1) 掌握移动互联网的基本概念和组成；

(2) 了解常用的移动处理器及其分类；

(3) 掌握移动操作系统的基本概念，了解移动操作系统的结构。

3 、本单元学习方法

自学为主，多查询网络资料，并且联系生活实际，看看身边有哪些设备使用不同的移动操作系统。

4 、本单元重点难点分析

重点

(1) 移动计算的定义##

移动计算是随着移动通信、互联网、数据库、分布式计算等技术的发展而兴起的新技术。移动计算技术将使计算机或其它信息智能终端设备在无线环境下实现数据传输及资源共享。它的作用是将有用、准确、及时的信息提供给任何时间、任何地点的任何客户。这将极大地改变人们的生活方式和工作方式。

移动计算随着无线通信、互联网、数据库、分布式计算等多领域的发展而产生，是在无线通信的基础上，扩展计算设备的通信功能如掌上电脑、PDA，或扩展通信设备的计算功能如手机。主要解决不同网络的接入和无缝计算问题，提供随时随地能够交换和处理信息的能力。

移动计算实现了信息处理技术与移动通信的融合，让人们可以随时随地接收和分享信息。下面以一个虚拟网络为例来了解移动计算环境的构成。移动计算环境的构成可以简单的分为网络和终端两个部分，如下图所示。在网络的中心部分是由固定网络和移动网络搭建的基础架构，各个通信节点（图中虚线圈出的节点），比如：各个路由器和转发器，负责信息传输，维持信息通路。在网络的边缘部分是笔记本电脑、手持式数据读写设备、手机等移动终端设备（图中实线圈出的节点）。
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总的来说，移动计算环境是由固定网络、移动网络、移动设备以及用户构成的生态系统。它的各个组成部分为用户提供了复杂的信息处理和通信服务。

把移动计算进行概念上的拆分，其内涵包含“移动”和“计算”两个部分，即：由网络和移动终端构成的，用于信息传输和处理的计算环境。从计算环境的角度来说，移动计算定义为：“利用移动终端通过无线网络和固定网络与远程服务器交换数据的分布计算环境”。相对的，ACM给出的定义更倾向于描述移动计算的功能，强调移动计算在任何时间、任何地点的可使用性。

从不同的视角来看待移动计算，移动计算具有以下一些主要特点：

移动性

移动计算的最大特点是移动性，移动设备可以在移动过程中通过无线传输方式与其他无线网络或固定网络中的节点或其他移动设备进行通信。计算节点的移动性可能会导致系统访问方式的变化和资源的移动。

网络条件多样性

终端设备的微型化和便携性满足了工业和生活的不同需求。从固定网络到无线网络，从广域的蜂窝系统到办公室的局域网，从用于工业上的自组织网络到个人使用的蓝牙、门禁卡、无线鼠标等等，网络呈现不同的形式，这些网络既可以是高带宽的固定网络，也可以是低带宽的无线广域网，甚至是个人的点对点通信网络。

频繁断接性

无线通信中由于传输载体的特性，以及受电源、无线通信费用、网络条件、移动性等因素的影响和限制，信息在传输过程中会受到各种干扰，断接不可避免。断接包括主动式或被动式的间连和断接。

网络通信的非对称性

通常客户与服务器之间是由客户发起请求，服务器将请求的文本、音频、视频传给客户端。不同的传输方向，数据的流量有很大的差别。随着各种移动应用的涌现，用户也可以上传大量的图片、音视频文件，网络通信的对称性也在不断的发生改变。因此，下行链路和上行链路的通信带宽和代价将适应移动应用的变化，也在相应的发生变动。

移动设备电源和资源有限

移动设备主要依靠蓄电池供电，容量有限。由于电池技术的发展速度远低于处理器和存储器技术的发展速度，因此移动设备本身的续航能力和计算资源的充分利用需要从各个方面寻找解决方案。

传输的可靠性低

相对于有限网络，无线网络可用的网络条件，比如：带宽、费用、延迟以及服务质量等，会面临更多的干扰，可能会随时发生变化，因此容易出现网络阻塞或故障，给移动计算带来潜在的不可靠性。

(2) 移动操作系统的基本概念##

移动设备的核心软件是移动操作系统。根据实时性的需求，操作系统可分为分时系统和实时系统。分时是指多个程序共享CPU等硬件资源。通常把CPU的时间分片，把时间片分配给每个程序，程序基于时间片轮流来使用CPU。常用的操作系统Windows、Unix和Linux都是分时系统。相对于分时系统，实时系统能及时响应外部事件请求，并在规定的时间内完成对事件的处理；同时，能对所有实时任务进行协调和调度。

1) 手机操作系统##

手机操作系统从早期诺基亚的Symbian OS到iOS、Android、BlackBerry OS以及Windows Phone，目前占据市场的主要是Android和iOS两大操作系统。

2001年，塞班公司发布了 Symbian S60 操作系统，将传统以通话为主提升到智能处理。Symbian操作系统是一个嵌入式实时、多任务操作系统，它采用微内核系统架构和抢占式多任务调度，具有功耗低、内存占用少等特点。在有限硬件资源的条件下，Symbian系统能长时间稳定的运行，支持 GPRS（General Packet Radio Service）、蓝牙、 SyncML（Synchronization Markup Language）以及3G技术，适合手机等移动设备。在软件方面，Symbian 使用 C++开发，系统内核与人机界面分离，并且利用完整的开发框架和管理机制来约束开发者，严格控制内存泄漏以保证系统的稳定性和可靠性。但是，由于过于关注硬件，Symbian 系统的兼容性较差，开发成本较高，在调试上比较困难。

随着Symbian的消忘，苹果公司的 iOS 崛起并逐渐取代了Symbian操作系统。iOS是一个类Unix 的操作系统，它以开源操作系统Darwin为基础构建。2007年，苹果公司在Macworld大会上公布了iOS 1.0操作系统。iOS将移动电话、可触摸宽屏、网页浏览、手机游戏、地图等功能完美地融合为一体。2008年7月，苹果公司发布了iOS 2.0系统，开放了App Store。通过开发和使用第三方应用，在iOS上建立了移动应用生态圈。2013 年，在WWDC大会上发布了iOS 7.0，系统和应用的整体设计风格转为扁平化设计。

2003年，Andy Rubin在美国创办Android 公司，开发手机软件和手机操作系统。2005年，Google收购了 Android公司。2007年，Google正式推出了基于Linux 2.6标准内核的开源手机操作系统。2008 年，Google发布Android 1.0，并以Apache开源许可证的授权方式，发布了Android源代码。2010年Android 2.2支持软件安装到外部存储卡，并引入全新的即时编译技术（Just-in-time Compilation，JIT）改善字节码性能。由于良好的用户体验和开放性设计，Android系统很快打入了智能手机市场。2014年，Android 5.0采用了全新的Material Design界面，并且用ART（Android RunTime）虚拟机替换了原来的Dalvik虚拟机，极大地提升了系统性能。2015年，Android 6.0在原来静态权限的基础上，新增了运行时动态权限管理，进一步提升了应用软件的安全性。Android平台的最大优点是开放性。Android系统提供了自由的开发环境，允许任何移动设备厂商、用户和应用开发者加入Android联盟，由此不断推出各具特色的应用产品。

1997年，微软发布了第一代移动设备操作系统Windows CE 1.0。它是针对小型设备研发的通用操作系统。2000年，微软将其更名为Pocket PC 2000，并且在2002年推出支持手机的Pocket PC Phone 2002系统。2003年，又更名为Windows Mobile 2003系统。2010年，微软公司正式发布了智能手机操作系统Windows Phone。2011年，诺基亚正式宣布与微软达成全球战略合作伙伴关系，微软Windows Phone 7系统也成为诺基亚手机的主要操作系统。2012年，微软还推出了Windows Phone 8.0系统。随着Android 和iOS系统的飞速发展， Windows Phone系统的竞争力不断下降。Windows Phone失败的主要原因在于没有第三方开发商开发Windows Phone应用软件。

黑莓（BlackBerry） OS由加拿大RIM公司（Research In Motion）为智能手机开发的专用操作系统。2010年BlackBerry操作系统在市场占有率上超过诺基亚，仅次于Android、iOS和Windows Phone，成为全球第四大智能手机操作系统。黑莓手机采用全键盘设计。操作系统在安全功能、电子邮件功能等方面有很强的优势。由于应用程序匮乏，无法割舍全键盘操作进而放弃触摸屏设计，黑莓的市场份额在2011年以后逐年下滑，现在已经退出了智能手机市场。

2) 嵌入式操作系统##

嵌入式操作系统（Embedded Operating System，EOS）是一种用于嵌入式设备的系统软件。嵌入式操作系统通常分为4层：硬件层、驱动层、操作系统层和应用层，主要包括底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等等。嵌入式操作系统和应用软件被固化在嵌入式系统的ROM中。相对于一般的操作系统，EOS除具备操作系统最基本的功能，如任务调度、同步机制、中断处理、文件处理等以外，还负责嵌入式设备全部软、硬件资源的控制和协调管理，具有可装卸性、强实时性、强稳定性，弱交互性等特点。早期的嵌入式系统主要用于工业控制和国防等领域。随着互联网技术的发展和信息家电的普及，EOS从单一的弱功能向高专业化的强功能发展。

1996年，微软发布的Windows CE操作系统是一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，主要用于掌上电脑等电子设备。WinCE系统包括四层：应用程序、WinCE内核映像、板级支持包（Board Support Package，BSP）和硬件平台。Win CE基于有限资源平台，使用模块化设计对电子设备进行定制。其设计可满足多种设备的需要，包括工业控制器、通信集线器以及销售终端等企业设备，还包括照相机、电话和家用娱乐器材等消费电子产品。Windows CE基于Win32应用程序接口（API），通信能力强大，具有可伸缩性、实时性和设备无关性等特点。

VxWorks系统由美国Wind River公司开发，在嵌入式系统领域中应用广泛。VxWorks提供基于优先级的任务调度、信号灯、消息队列、管道、网络套接字、中断处理和定时器等功能，内建符合可移植操作系统接口（Portable Operating System Interface of UNIX，POSIX）规范的内存管理以及多处理器控制程序。VxWorks操作系统由400多个短小、相对独立的目标模块构成。用户可根据需要选择适当的模块来裁剪和配置系统。系统链接器可按应用的需要自动链接目标模块。通过目标模块间的按需组合，满足不同功能的需求；同时也有效地保证了系统的安全性和可靠性。

难点

(1) 移动计算三要素##

从整个系统来看，移动计算涉及：信息交互、无线通信和移动终端三个部分。实现信息交互是移动计算的主要目的；而要实现交互需要构建无线通信系统的基础设施；并且只有通过移动终端的信息接收和处理，才能最终完成信息的交互。

信息交互包括三个组成部分要素：信息、信号和信道。信息包含了一切可能传播的内容，例如：文字、图形、图像、音频和视频等等。信号是信息表示和传输的载体。为了传输信息，从古代的竹简、纸张、声音、烽火（光）到现代的电磁波，承载信息的是各种信号，比如：声音信号、光信号、无线电信号等等。信息传播需要通过特定的传输通路（即信道）来发送信息。信道上的传播方式主要有：单播（两个人对话）、组播（教师上课）、广播（学校播放通知）。

如果能够对信息进行度量，那么就能够找到这个压缩的极限，然后再考虑用什么方法进行压缩。那么应该如何度量信息？信息本身是否存在压缩极限？美国数学家、信息论的创始人香农解决了各种与信息相关的问题。

克劳德·艾尔伍德·香农（Claude Elwood Shannon，1916—2001），1940年在麻省理工学院获得硕士和博士学位，1941年进入贝尔实验室工作。他提出了信息熵的概念，为信息论和数字通信奠定了基础。在他奠基性的论文《通信的数学理论》里精确地定义了编码和译码等概念，给出了通信系统的数学模型，并得到了信源编码定理和信道编码定理等结果。

信息让了解到事物未知的方面，也就是说信息是对事件进行观测的结果。观测有很多种可能的结果，出现这些结果的可能性是不一样的。以一场足球比赛为例，球队A获胜，知道了比赛结果，也就是获取了信息。这个信息的含量有多少？首先，在比赛前有一个直观上的判断。根据球队A以往的战绩，知道A很强，因此这场比赛获胜的概率很大。最终知道比赛结果是A获胜了，感觉获取到的信息量很少。因此，可以得出一个简单的结论：如果一个事件发生的概率越高，知道事件结果而获得的信息量就越少。

由此，把信息的度量建立在描述事件发生概率的基础上。首先，定义单一事件所包含的信息量，也就是自信息量。P(xi)是事件xi发生的概率，对它取对数再加上负号就表示单个信息的信息量。相对于单个事件，更关注信源所包含的信息量。一个信源对应一个随机变量，它所包含的信息量可以通过计算数学期望来得到，也就是所有可能事件信息量的概率平均。它反映了随机变量的平均不确定性，这就是信息熵。信息熵是消除不确定性所需信息量的度量，也即是未知事件含有的信息量。

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统计平均值H(X)表示平均不确定性，X是离散信息。信息熵具有单调性、非负性和可加性。单调性表明发生概率越高的事件，其所携带的信息熵越低。如果是确定事件，不携带任何信息量，即确定事件没有消除任何不确定性。非负性表示随机变量的信息熵不能为负。从直观上来说，收到一个信源发送的信息量应为正值（减少了事件的不确定性）。可加性表示多个随机事件同时发生的不确定性可以通过各个随机事件不确定性的累加来计算。

信息的载体是信号，比如：红绿灯（颜色）、交通标志（图形）、交通指挥（动作）、交通规则（文字）。信号有多种形式，常见的声、光、电信号都有一个共同的特征：它们都具有波的形式。通过分析熟悉的声波信号能够更容易理解电磁波的特性。

声波是由物体振动产生，并且通过介质（空气或固体、液体）传播能被人或动物的听觉器官所感知的波动现象。声音具有三个基本要素：频率、响度和音色。频率是周期振动的次数，反映振动的快慢。响度表示声音的强弱，是人们对于声音强弱的主观感觉，通常采用分贝作为计量单位。每一种乐器、不同的人以及所有能发声的物体发出的声音，除了一个基音外，还包含很多不同频率（不同的振动速度）的泛音。这些泛音决定了不同的音色，使能辨别出是不同的乐器还是不同的人发出的声音。每个人即使说相同的话也有不同的音色，因此可以根据其音色辨别出是不同的人。

信道是信息传送的通路，同时信道也是信号的传输媒介。与高速公路运输货物类似，信息在传送过程中也面临各种与道路（信道）相关的问题，比如：在设计高速公路时，要确定修建的高速公路的车道数量（宽度），设计道路的最高限速等等；同样，构造一条信息传输的通路，也要规定它的“宽度”和最大传输速率。“信道宽度”确定了信息的传输能力，道路越宽，传输的信息就越多，就像车道数量限定了道路上车辆的流量。而车辆的限速则保证了车辆行驶的安全，信道也通过“限速”来保证信息的无差错传输。那么如何确定信息通道的最大传输速率和传输能力？

信道容量是信息通道上单位时间内无差错传输的最大信号量，它反映了信道的传输能力。信道容量也表示为单位时间内可传输的二进制位的位数（称信道的数据传输速率），单位为比特/秒（bit/second），记作bps。

带宽（也称为频宽，频率通带）就像高速公路的“宽度”，道路越宽，车流的速度就会越快，道路的容量也就越大。无线信道都有一个最高的信号频率和最低的信号频率，只有在这两个频率之间的信号才能通过这个信道，这两个频率的差值就是这个信道的带宽（传输信号的频率范围），单位是Hz。因为信道带宽与数据传输能力存在正比关系，在现代网络技术中，“带宽”也用来表示信道的数据传输速率。

在信息传输中，与传输速率相关的有两个容易混淆的概念：比特率和波特率。比特率是指每秒钟传输的比特数，单位为比特/秒（bit/second），记作bps。它是对信息传输速率的度量，是描述数据传输系统的重要技术指标之一。例如，如果在无线信道上发送一个比特的信号（即：0或1）所需要的时间是1ms，那么信道的数据传输速率为1 000 bps。而波特率（Baud rate）又称传码率、码元传输速率。它是指通信线路单位时间内传输的码元（脉冲）个数。一个数字脉冲称为一个码元。通过不同的调制方法可以在一个码元上承载多个比特信息。

从前面的定义中可以看出，信道容量与带宽存在正比关系，那么如何定量的描述它们之间的关系？1924年，AT&T的工程师奈奎斯特推导出了在无噪声的情况下有限带宽信道的最大数据传输速率，即：信道容量Cmax可以由带宽和信号电平的个数来计算。信号电平反映每个信号可以携带的比特信息数，假设一个信号只有两个电平，则可以携带1个比特的信息；而一个四电平的信号则可以携带2个比特信息。

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假设带宽为5 Hz的信道中传输的信号是二进制信号（即信道中只有两种物理信号），那么该信号所能承载的最大数据传输速率是10 bps。例如，使用带宽为5KHz的无线信道来传输数据，根据奈奎斯特定理，发送端每秒最多只能发送2×5000个码元。如果信号的状态数为2，则每个信号可以携带1个比特信息，那么信道的最大数据传输速率是10Kbps；如果信号的状态数是8，则每个信号可以携带3个比特信息，那么信道的最大数据传输速率是30Kbps。当所有其他条件相同时，信道带宽加倍则数据传输速率也加倍。

奈奎斯特定理（Nyquist’s Theorem）考虑的是信道没有噪声干扰的理想情况。在有各种因素影响的情况下，增加道路的宽度不一定能够提升传输速率；因为，虽然增加了道路宽度，但是相应的影响因素也可能会增多，同样会影响行驶速度。信道传输也类似，带宽、信号和噪声共同决定了信道的容量（即：信道的最大传输速率）。

在实际的信道传输中，噪声的影响不可避免。那么对于噪声的信道又如何衡量信道的传输能力？在量化有噪声信道容量前，需要分析噪声对信道带来的影响，也就是要确定信道的质量。就像在城市的公路上一样，汽车行驶的速度受很多因素的影响，比如：红绿灯、车道上的障碍、车辆限行等等，这些因素就是影响公路运输的“噪声”。信号和噪声共同决定了信道的质量。

衡量信道质量好坏的参数是信噪比。信噪比（Signal-to-Noise Ratio，S/N）是信号功率（S）与噪声功率（N）的比值。一般用10乘以（S/N）的对数来表示信噪比，单位是分贝（dB）。例如，S/N为1000，其信噪比为30dB；S/N为100，其信噪比为20dB；S/N为10，其信噪比为10dB。S/N的值越高，则表示信道的质量越好。对于有噪声信道，可以通过提高信号强度来提高接收端正确接收数据的能力。通常信噪比在接收端进行测量，因为在接收端处理信号并试图消除噪声。

单位 dB

dB没有单位，它是表征相对值的量（表示两个量的相对大小关系），一般用来量度两个相同单位的数量比例，常用于度量声音强度。

使用分贝有两个好处：一是读写、计算方便。如计算相乘时，用分贝则可改为相加。二是能反映人的心理感受。实践证明，声音的分贝数增加或减少一倍，人耳听觉响度也提高或降低一倍。即人耳听觉与声音功率分贝数成正比。例如蚊子飞过的声音与枪械的响声相差100万倍，但人的感觉仅有60倍的差异，而100万倍正好是60dB。

例：甲功率是乙功率的2倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB，即甲的功率比乙的功率大3 dB。注：lg2 ≈ 0.3010。

另外，在手机上显示的信号强度的单位是dBm，如下图所示：

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dBm表示的是功率的绝对值，它是以1mW功率为基准的一个比值。dB和dBm的计算方式都是简单的加减运算。

0 dBm = 10log1mw

30dBm - 0dBm = 30dB

中国移动的规范规定：当城市手机接收电平>=-90dBm；乡村>=94dBm时，表示此处无线信号的强度满足覆盖要求。WiFi 无线网卡的发射功率通常为0.036W ，或者说36mW。

在上图中，asu代表手机将它的位置传递给附近的基站的速率。它和dBm测量类似，只是以一种更加线性的方式来表示。通过转换公式：dBm = -113 + (2*asu)可以将asu转换成dBm。

在有噪声的情况下，信道容量由带宽和信噪比决定。给定了带宽和信噪比，就能够描述信道容量。香农定理描述了在有限带宽条件下，有随机热噪声的信道的最大传输速率，确定了它与信道带宽和信噪比之间的关系。

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香农定理给出的是无误码数据传输速率。只要信息传输速率小于信道容量，就存在一类编码，使信息传输的错误概率可以任意小。香农定理仅仅给出了一个理论极限，在实际应用中能够达到的速率要低得多。其中一个原因是香农定理只考虑了热噪声（白噪声），而没有考虑脉冲噪声等因素。

信号的无线传输首先需要考虑如何将二进制的比特流嵌入一个电磁波；接下来，还要考虑频谱的搬移，也就是如何将声音的低频信号嵌入到较高频率的信号中。这两个问题通过调制技术来解决。

调制是指一种将信源产生的信号（频率较低的频率分量，称为基带信号）转换为适宜无线传输的信号（相对基带频率而言频率非常高的信号，称为带通信号）的过程。基带信号称为调制信号，带通信号又称为已调信号。调制通过改变高频载波的幅度、相位或者频率，使其随着基带信号的变化而变化。解调则将基带信号从载波中提取出来以便接收者处理。

(2) 移动设备##

处理器是计算设备的核心。台式计算机主要采用基于复杂指令集的处理器，适用于复杂的计算、图形、图像处理等高性能操作。Intel公司的X86系列CPU就采用了典型的复杂指令集（Complex Instruction Set Computer，CISC）体系结构。而移动设备更专注功耗比和小体积，因此移动设备通常采用20世纪80年代发展起来的精简指令集（Reduced Instruction Set Computer，RISC）。RISC的基本思想是尽量简化计算机指令功能，把较复杂的功能用一段子程序来实现。目前，大多数嵌入式系统都使用RISC处理器，典型的代表有Power PC、MIPS和ARM。

1) 移动处理器##

移动处理器是专门针对移动设备，如：笔记本电脑、智能手机、平板电脑等设计的处理器。与台式机的处理器相比，移动处理器的工作电压一般比较低，功耗小，发热量低。Intel公司在2008年发布了低功耗处理器命名为Atom。它的设计目标是降低产品功耗，适用于小型移动设备。目前，用于手机的移动处理器主要有：高通骁龙处理器、联发科处理器、华为海思处理器、三星处理器，它们都采用了ARM架构。

除了CPU以外，移动设备往往还包括协处理器。协处理器协助中央处理器完成其无法执行或执行效率低下的处理工作，比如设备间的信号传输、接入设备的管理、图形处理、声频处理等等。在手机上，iPhone 5S就加入了指纹识别与M7运动协处理器。华为麒麟970搭载了AI处理器。

2) 微型设备##

单片机也称为微控制器（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，它采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上，构成一个小而完善的微型计算机系统，广泛应用于工业控制等领域。

单片机的设计思想是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成到对体积要求严格的控制设备中。Intel的Z80是最早设计的处理器，随后发展了4位和8位单片机，其中包括最成功的Intel 8031，此后在8031的基础上又发展了MCS51系列单片机系统。8位单片机有51系列、AVR、PIC、飞思卡尔8位系列等。随着工业控制领域要求的提高，进一步开发了16位单片机。在16位单片机中，比较典型的有MSP430，以及飞思卡尔的16位系列。90年代以后，单片机技术飞速发展，32位单片机取代16位单片机进入主流市场。单片机比专用处理器更适合嵌入式系统。人们生活中的各种电子和机械产品中都可能集成了单片机，比如：汽车、电话、计算器、家用电器、电子玩具、以及鼠标等都集成有单片机。

树莓派（Raspberry Pi）由注册于英国的慈善组织“Raspberry Pi 基金会”开发。它是一款基于ARM的微型电脑主板。虽然树莓派只有信用卡大小，但它是一个完整的卡片式电脑，具有电脑的基本功能，能够完成文字和电子表格处理、播放高清视频、做直播服务器、实现语音闹钟等等。树莓派以SD/MicroSD卡为硬盘，主板周围有4个USB接口和一个以太网接口，以及HDMI高清视频输出接口，可以将树莓派连接电视、显示器、键盘鼠标等设备。

只需接通电视机和键盘，树莓派就能执行如编制电子表格、完成文字处理、玩游戏、播放高清视频等诸多功能。树莓派是一个开放源代码的硬件平台。树莓派的开发软件支持Python、Java、C 等编程语言。

Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，由意大利米兰互动设计学院Ivrea（Interaction Design Institute Ivrea）设计。Arduino主板基于简单的微控制器，如ATmega328，提供基本的接口和USB转串口模块。

Arduino包括硬件（各种型号的Arduino板）和软件（Arduino IDE）两个部分。Arduino能通过各种传感器感知环境，比如控制灯光、马达和其他的装置，也可以用来做电力开关，制作机器人等等。Arduino的开发环境Arduino IDE集成了各类嵌入式软件开发库，它可以在Windows、Macintosh OS X、Linux操作系统上运行。Arduino板上的微控制器通过Arduino的编程语言编写控制程序，然后编译成二进制文件，最终烧录到微控制器中。Arduino的硬件原理图、电路图、IDE软件及核心库文件都是开源的，在开源协议范围内可以任意修改原始设计及相应的代码。Arduino有大量的开发者和用户，网上提供了各种开源示例代码和硬件设计，可以在Github.com、Arduino.cc、Openjumper.com等网站上查找Arduino的第三方硬件、外设和类库。

3) 移动设备##

手机是当前最常用的一种移动设备。1902年美国人内森·斯塔布菲尔德在肯塔基州制成了第一个无线电话装置，这是人类对“手机”技术最早的探索研究。1938年，美国贝尔实验室制作了世界上第一部“移动电话”。在二战期间，美军使用了携带天线和电台的无线电话。1973年，美国摩托罗拉公司的马丁·库帕（Martin Cooper）发明世界上第一部民用手机，他也被称为“现代手机之父”。1984年，世界上第一台手机摩托罗拉DynaTAC 8000X推向市场。

第二代手机（2G）使用GSM和CDMA等通信标准，具有较好的通话质量。随着移动应用在数据通信需求方面的增长，发展了支持彩信业务的GPRS，满足上网业务的WAP服务，以及各种Java程序。

第三代手机（3G）通常是指适用于无线通信技术与互联网（Internet）相结合的新一代移动通信系统的手持终端设备。它能够处理图像、音乐、视频等多种媒体数据，并且能够提供浏览网页、召开电话会议、开展电子商务等多种信息服务。

第四代手机（4G）发展为人机交互的智能系统。智能系统的开发者生态圈为用户提供了丰富的应用软件。国产智能手机从2013年起步，现在华为、OPPO、vivo和小米等公司不断推出各种手机产品，通过线上和线下渠道迅速占领国内和国际市场。