Операционная система Android
Feb 4 · 6 min read
Android — это операционная система с открытым исходным кодом, созданная для мобильных устройств на основе модифицированного ядра Linux. Эта ОС разработана консорциумом Open Handset Alliance, состоящим из крупных технологических компаний при организующей роли Google. Исходный код ОС представлен как часть проекта Android Open Source Project (AOSP) с лицензией Apache. Выпущенный на рынок в 2007 году Android вскоре стал самой продаваемой операционной системой в истории, благодаря своей открытой модели разработки и удобному интерфейсу. Последняя версия Android 11 вышла в 2020 году.
История развития
Проект Android появи л ся в 2003 году с целью разработки интеллектуальных мобильных устройств. Начинался он с разработки ОС для цифровых фотокамер, но вскоре акцент сместился на мобильные телефоны из-за их большой распространенности на рынке. В 2005 году проект приобрел Google и в качестве основы для этой ОС было выбрано ядро Linux за счет его гибкости и возможности обновления.
С целью разработки платформы с открытым исходным кодом для мобильных устройств в 2007 году Google сформировала Open Handset Alliance с несколькими производителями оборудования и операторами беспроводной связи. В то время каждый производитель выпускал мобильные телефоны на базе собственной платформы, с ограниченными возможностями для сторонних приложений. Альянс заявил, что открытая платформа обеспечит тесное сотрудничество между производителями и разработчиками, чтобы ускорить производство недорогих инновационных продуктов и приложений.
Платформа Android была представлена в 2007 году и вышла на рынок на следующий год. Поначалу ей мешал ограниченный набор функций и небольшая база пользователей по сравнению с конкурентами Symbian и Windows. Однако возможность обновления стала самым большим преимуществом этой ОС, поскольку каждое обновление давало новые функции и улучшенную производительность. Из-за «сладости, которую они приносят в нашу жизнь», первые версии были названы в честь десертов, в алфавитном порядке, например Cupcake, Jellybean и KitKat. Однако вскоре у Google закончились десерты, и с 2019 года новые версии ОС получают номера, начинающиеся с Android 10. Лицензия с открытым исходным кодом также помогла увеличить популярность этой ОС среди производителей мобильных устройств, поскольку они могут теперь модифицировать ОС под свои требования, не влияя при этом на разработку приложений.
Но самая главная особенность в том, что Android — это больше, чем просто операционная система. Он во многом уравнял мобильные устройства с персональными компьютерами, позволив разработчикам писать приложения независимо от аппаратной платформы устройства. Это привело к созданию глобальной платформы для приложений и укрепило позиции Android, как передовой мобильной платформы, и в 2011 году он стал самой продаваемой операционной системой для смартфонов и для планшетов в 2013 году. Сегодня на Android работает множество электронных устройств, включая смарт-камеры, часы, медиаплееры и многое другое.
Архитектура
Первоначально Android разрабатывался для архитектуры ARM, а затем был расширен для поддержки архитектур x86 и x86–64. Однако в целом Android не заботится об аппаратном обеспечении устройства из-за разнообразия и множества типов среди компонентов в мобильных устройствах.
Основой ОС Android является модифицированная версия ядра Linux LTS, которая непосредственно взаимодействует с оборудованием. Драйверы, необходимые для работы устройства, реализуются производителями оборудования и добавляются в ядро. Это позволяет производителям оборудования разрабатывать драйверы для хорошо известного ядра, а разработчикам ОС игнорировать разнообразие оборудования. Android 11 поддерживает версии ядра 4.14, 4.19 и 5.4.
Особенности оборудования дополнительно маскируются также реализуемыми производителями уровнями аппаратной абстракции, которые предоставляют стандартные интерфейсы для высокоуровневых структур, чтобы обеспечить доступ к аппаратному обеспечению устройства, не заботясь при этом о реализации драйверов.
Android Runtime (ART) — это виртуальная машина, которая выполняет код приложения, содержащийся в файлах Dalvik Executable (DEX). Она управляет компиляцией кода, отладкой и очисткой памяти. Каждое приложение работает со своим собственным экземпляром ART, то есть в своей собственной виртуальной машине, чтобы обеспечить изоляцию кода. ART заменил Dalvik в качестве виртуальной машины Java для Android в 2013 году, поскольку его компиляция Ahead-of-Time обеспечила лучшую производительность по сравнению с компиляцией Just-in-Time у последней.
Собственные библиотеки C/C ++ являются важной частью операционной системы, поскольку большинство основных компонентов Android написаны на собственном коде. Инфраструктура Java API — это шлюз в ОС для всех пользовательских приложений. Он предоставляет множество сервисов для приложений в виде вызовов Java API, включая менеджеры действий, ресурсов и уведомлений, поставщиков контента и систему просмотра. Именно поэтому приложения для Android в основном разрабатываются на Java, хотя собственные библиотеки обеспечивают некоторую поддержку C/C++. Совсем недавно также поддерживался и Kotlin, он даже предпочитался Google для разработки приложений Android. Код компилируется Android Software Development Kit (SDK) и архивируется в виде пакета Android (APK).
Android против Linux
Хотя некоторые считают Android дистрибутивом Linux, он имеет мало общего с обычной ОС Linux.
В традиционном стеке Linux ядро выполняет большую часть системных функций, включая управление памятью и файлами, аппаратное взаимодействие и планирование процессов. Системные функции предоставляются приложениям через библиотеки и вызовы API на языке Си. Именно поэтому GNU C является более важной библиотекой в Linux. Пользователи взаимодействуют с системой через оболочки, которые транслируют пользовательские команды в системные вызовы.
С другой стороны, Android можно рассматривать как пользовательское приложение, работающее в Linux. ОС использует ядро для взаимодействия с оборудованием и управления системой, а затем предлагает свои функции другим приложениям через интерфейс API. Этот интерфейс написан полностью на Java, и даже функции библиотек C/C ++ предложены в оболочках Java. В Android нет оболочки, хотя некоторые утилиты командной строки поддерживаются через приложение Toybox.
Кроме того, Android оптимизирован для мобильных устройств, которые обычно обладают малой вычислительной мощностью, имеют небольшой объем памяти и работают от батарей. По умолчанию, в качестве библиотеки C, вместо GNU, он использует Bionic из-за пониженных требований к памяти и процессору. При нехватке памяти, Android может уничтожить наименее используемые процессы и сбросить блоки разделяемой памяти. Кроме того, здесь реализуется уникальная система управления питанием, в которой устройство остается в спящем режиме, потребляя минимальную мощность до тех пор, пока процесс не запросит ресурс.
Ядро Android
Перед установкой на устройство само ядро Linux подвергается модификации несколькими участниками проекта. Во-первых, разработчики Android оптимизируют ядро LTS для мобильных устройств, вносят коррективы в функции Android и оставляют код как общее ядро AOSP. Разработчики AOSP реализуют большинство изменений в виде драйверов устройств, чтобы гарантировать внесение минимальных изменений в основной код ядра. Это позволяет с минимальными изменениями объединять обновления базового ядра в ACK. Поставщики оборудования добавляют драйверы и уровни абстракции для создания ядра поставщика. Затем, производители устройств обновляют ядро в соответствии со своими требованиями, реализуя новые драйверы или даже улучшая систему. Это ядро, в конечном счете, устанавливается на выпускаемые производителем устройства.
Разработка приложения
Основной принцип разработки в Android заключается в том, чтобы абстрагироваться от вариативности оборудования и предоставить унифицированный интерфейс для приложений. Это достигается запуском всех приложений на виртуальных машинах Java, подобных Dalvik или ART. Еще более способствует этой абстракции и упрощает разработку приложений комплект, состоящий из инфраструктуры Java API и SDK Android. Интерфейс API выполняет всю сложную работу, обеспечивая приложениям доступ к системным ресурсам лишь через вызов функции, в то время как SDK предоставляет визуальные инструменты для создания макетов приложений и управления вводом данных пользователя.
Android предоставляет приложениям большую часть своих функций через службы (services). Служба — это приложение, которое выполняет длительные операции в фоновом режиме. Она не предоставляет пользовательского интерфейса и доступна только через платформу API. Службы также могут выполнять операции в приоритетном порядке и сообщениями уведомлять пользователя. Служба также может быть привязана к приложению и обеспечивать интерфейс клиент-сервер.
Стек Android также включает вторую операционную систему Trusty. Она работает параллельно с основной операционной системой и обеспечивает доверенную среду для изолированного выполнения. В основном она используется для мобильных платежей, безопасного банковского обслуживания, обработки паролей и других процессов, требующих безопасности и конфиденциальности.
Заключение
При первых анонсах Open Handset Alliance их планы по взаимодействию при разработке открытой и многоцелевой платформы представлялись не более чем громким заявлением. Однако через десять лет платформа Android произвела революцию, и не только в мобильной индустрии. Фактически, она породила совершенно новые отрасли промышленности и коренным образом изменила наш образ жизни, работы и общения.
Источник
Почему новичкам сложно пользоваться Android
Примерно 13 лет назад на свет появился Android. Тогда я еще не работал в той области, в которой работаю сейчас. Я слышал о нем, но лично познакомился примерно через год после появления новой операционной системы. Тогда я еще пользовался iOS. А точнее iPhoneOS, как она тогда называлась. В самом начале пути многие упрекали Android в том, что эта операционная система недостаточно стабильна, и эти замечания были очень справедливыми. Спустя больше десяти лет многое поменялось, и ОС Android стала работать довольно хорошо. Вот только пользоваться ей все равно не всегда просто, как может показаться. Наибольшие проблемы испытывают новички. И вот почему.
Android — это очень хорошо, но не всегда получается им пользоваться без трудностей.
Смена телефона
Многие переходят на Android с iOS. Собственно, больше не откуда. Кроме этого варианта, есть только покупка первого телефона для молодых людей или переход с кнопочного устройства для тех, кто постарше.
Почему телефон включается в кармане
Например, я неоднократно сталкивался с проблемой, когда телефон лежит в кармане и у него самопроизвольно вытягивается шторка уведомлений. В первую очередь касается это заднего кармана. Происходит это из-за небольшого перемещения телефона и как бы перекатывания его. При том происходит это во время движений именно от верхней части к нижней и обратно.
Я уже был готов подумать, что у меня что-то не так с анатомией, но подобные жалобы я получал от пары друзей и понял, что проблема пусть и не массовая, но она встречается.
Когда шторка выдвинута, сделать с телефоном можно что угодно. Вплоть до включения авиарежима. Собственно, именно это я как-то раз и сделал. У других пользователей подобным образом включался фонарик, камера или что-то еще.
Включить камеру на телефоне просто, но случайно этого не сделаешь.
Как носить телефон в кармане
Решением проблемы могло бы стать ношение телефона экраном от себя, но это не так удобно. Когда достанешь телефон из кармана, его надо будет перехватывать, что в свою очередь увеличивает риск уронить дорогое устройство и просто причиняет лишний дискомфорт. А еще несколько лет назад я стал свидетелем того, как один мой знакомый носил телефон подобных образом, зацепился за прилавок в магазине и разбил экран.
Скажете, что проблема вызова меню надуманная и такое же есть на iPhone? А вот и нет.Там нельзя вызвать меню свайпом, пока смартфон заблокирован. Есть только вызов виджетов и камеры, но это боковые свайпы, которые куда сложнее смоделировать в кармане. Не думаю, что об этом задумывались специально, но это факт.
Носить телефон в кармане удобно, но так он может случайно включаться при контакте с телом
Согласитесь, когда ты привык носить телефон в кармане и при переходе на другую ОС сталкиваешься с такой проблемой, это неприятно. Тем более, что сделать с этим ничего нельзя и максимум, что вы можете сделать — поменять расположение иконок в шторке. Я имею в виду переместить куда подальше те, случайное нажатие которых максимально неприятно.
Настройки Android
Есть и другие проблемы для тех, кто только начинает пользоваться новой для себя операционной системой.
У Apple до сих пор гораздо меньше свободы в возможности выбора приложений по умолчанию, созданию уникального домашнего экрана и работы с голосовым ассистентом. Но если вы хотите изменить настройки на iPhone, сделать это будет существенно проще, чем на Android. Доступ почти ко всем настройкам вы получите, просто открыв приложение ”Настройки”. Максимум 1-2 касания экрана и вы получите доступ к тому, что вам нужно. А самое главное, меняя один iPhone на другой, вы не столкнетесь с тем, что какие-то настройки не там, где нужно.
У Android уже есть серьезный недостаток в том, что приложение ”Настройки” организовано по-разному на каждом телефоне. Иногда кажется, что вариантов расположения той или иной функции просто бесчисленное множество, и часто это действительно так.
Хотя панель поиска в приложении настроек может помочь в ускорении доступа к тому, что вам нужно, вам все равно нужно знать, как называется тот или иной пункт, а это тоже часто отличается от одного производителя к другому. Поэтому нередко приходится в очередной раз капаться в настройках вручную.
Настройка любого современного телефона сложна. Но на iPhone сделать это немного проще.
Что нового в Android
Material You — крупнейшее визуальное обновление Android за пять лет, но большая часть этих изменений связана с общим внешним видом, формами и цветами приложений и виджетов, а не с упрощением доступа к тем или иным возможностям. Например, переключатели в шторке теперь больше и их стало легче нажимать, но у нас по-прежнему нет никаких опций для отключения быстрых настроек на экране блокировки. А большинство пользователей до сих пор не знают, что они вообще могут редактировать эти быстрые настройки.
Как я уже много раз говорил, Android лишился огромного количества недостатков, которые у него были. Он стал более стабильным и надежным, работает быстрее и точнее, а дизайн изменился в лучшую сторону. Вот только некоторые проблемы у него остались. Конечно, они есть и у других операционных систем, но нам интереснее всего Android, а у него действительно хватает трудностей с освоением.
Источник
