移动模拟器在移动操作系统(安卓和i OS)及其应用的研究、开发、调试、大规模部署和跨平台执行方面具备基础性支撑作用。过去二十年里,为了满足移动应用不断增长的性能需求,同时兼顾放缓增长的个人电脑计算能力,学术界和工业界通过不断升级移动模拟器的核心架构来提升模拟效率。目前,在经历了多轮架构迭代之后,个人电脑上最普遍使用的移动模拟技术是Android-x86 On Virtual Box(缩写为AOVB),即使用Virtual Box全虚拟化架构来运行Android-x86系统。AOVB能帮助个人电脑用户顺利运行大部分移动应用,但对于重型移动应用、特别是图形渲染计算量巨大的三维游戏应用(如腾讯公司的“刺激战场”),模拟效率依然差强人意,导致移动应用的运行流畅度过低、困扰用户的卡顿现象频繁出现。究其根本原因,是AOVB为解决移动应用和个人电脑在指令集、操作系统、媒体设备之间高度的异构性,所依赖的全虚拟化架构导致模拟效率始终存在一个较低的上界。为突破模拟效率的瓶颈,本文探索并研发了面向重型移动应用的直接安卓模拟技术(Direct Android emulation On Windows,缩写为DAOW),首次实现了在x86 Windows上直接运行安卓应用的可执行文件,从而消除了全虚拟化所带来的额外计算开销。基于实用高效的指令重写和系统调用模拟机制,DAOW能通过Windows内核接口提供给安卓外来进程直接访问宿主电脑硬件的能力,让安卓应用能以贴近原生移动设备硬件性能的速度运行。此外,DAOW利用图形学技术克服媒体设备差异、增强用户在个人电脑上的移动应用体验,并采取内核层信息安全技术防止可能的移动应用作弊行为。直接安卓模拟技术已被腾讯手机游戏助手软件实际采用,用户量超过5000万,运行重型三维移动应用超过8000个,是目前国际上效率最高的移动模拟软件。相比AOVB,移动应用的运行流畅度平均提升21%(绝大多数重型三维应用能够无卡顿运行于中低端个人电脑)、启动时间缩短48%(平均从25秒缩短到13秒)、内存使用降低22%(平均从1.62 GB降低到1.26GB)。