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
Чем отличаются версии Андроид?
Большинство современных телефонов работают под управлением операционной системы Android. Такая оболочка уже давно понравилась многим пользователям, а её простой интерфейс и скорость работы по достоинству оценили владельцы не очень мощных устройств. Как известно, с недавнего времени разработчиком всей системы является крупнейшая компания Google, поэтому обновления выходят довольно часто. Каждая новая версия чем-то отличается от предыдущей: оформлением, наличием дополнительных опций, повышенным уровнем защиты данных и так далее. Что же, в связи с этим многие люди задают подобный вопрос: в чем разница между каждой версией Андроид? Мы постараемся рассказать вам всё с самого начала, остановившись на особенностях системы.
Чем отличаются версии Android?
Первая версия операционной системы Android появилась в 2003 году. Это была неплохая сборка, которая уже могла использоваться на многих телефонах того времени. Однако, с учетом большого количества багов и недоработок, встретить данную оболочку можно было лишь на единичных устройствах. С этого момента и началась эпоха крупнейшей системы. Что же, давайте пойдем дальше и рассмотрим в хронологическом порядке каждую версию Андроид. Для наглядности мы составили удобный список:
- Android 1.1 «Banana Bread». Спустя шесть лет после выхода первой версии системы разработчики наконец-то выпустили глобальное обновление. Дизайн интерфейса практически не изменился, но ошибок стало значительно меньше. Также был добавлен голосовой поиск Google, возможность продажи программ в Play Market и поддержка обновлений «по воздуху». И самое интересное – официально встретить эту версию системы можно было только на смартфоне HTC Dream
- Android 1.5 «Cupcake». Это обновление прежде всего было направлено на изменение оформления системы. Иконки стали более красивыми, появилась виртуальная клавиатура, анимация при перелистывании окон рабочего стола и новые инструменты в браузере. Как и в предыдущем случае, впервые данная версия была протестирована на телефоне HTC Magic.
- Android 1.6 «Donut». Начиная с этой версии сторонние производители наконец-то смогли устанавливать систему на свои устройства. А всё благодаря поддержке разрешения экрана свыше 480×320 пикселей. Но самое пристальное внимание разработчики уделили магазину приложений Google Play. Был значительно переработан интерфейс и добавлены скриншоты программ. До этого, кстати, приходилось выбирать утилиту всего лишь по названию и короткому описанию.
- Android 2.0 / 2.1 «Eclair». Новая цифра в версии системы, а значит и очередное глобальное обновление. Как раз начиная с этой сборки Андроид стали устанавливать практически на все выпускаемые смартфоны. Пользователи получили возможность работать с несколькими аккаунтами Google, настраивать камеру, пользоваться удобными картами и календарем.
- Android 2.3 «Gingerbread». Эту систему помнят многие владельцы первых смартфонов, потому что она действительно в 2010 году считалась максимально удобной. Дизайн стал более темным и современным, появилась поддержка новых сенсоров, возможность очистки памяти, улучшенный алгоритм экономии заряда аккумулятора и доработанная виртуальная клавиатура.
- Android 4.0 «Ice Cream Sandwich». Эта версия системы стала первой, которая могла быть установлена как на телефоны, так и на планшеты. В результате глобального обновления была значительно улучшена шторка уведомлений, встроенная опция проверки орфографии при наборе текста стала работать точнее, для создания скриншотов уже не нужно было использовать дополнительные инструменты.
- Android 4.1 / 4.2 / 4.3 «Jelly Bean». Незначительное обновление, которое практически не повлияло на дизайн системы. Однако, что самое главное, интерфейс стал работать более плавно, а предыдущие ошибки и вовсе практически исчезли. Виртуальная клавиатура стала поддерживать жесты, появилась опция беспроводной передачи изображения Miracast, в панели оповещений разместились значки для быстрого включения/отключения определенных настроек.
- Android 4.4 «KitKat». Если бы сейчас был 2013 год, то эту версию системы можно было назвать самой лучшей. Она отлично подходила как для мощных, так и для слабых смартфонов. А всё благодаря хорошей оптимизации и удобному интерфейсу. Теперь можно было изменять стандартный лончер, удаленно управлять устройством, подключаться к принтерам и устанавливать многие сторонние программы.
- Android 5.0 / 5.1 «Lollipop». Начиная с этой версии значительно изменилось оформление операционной системы. Цвета стали более приятными, а интерфейс уже казался куда более современным, чем в предыдущих оболочках. Было улучшено отображение уведомлений, значительное внимание разработчики уделили безопасности пользователей и автономности смартфонов. Появились новые анимации, улучшенный режим автоматической регулировки яркости, возможность записывать видео с экрана телефона.
- Android 6.0 «Marshmallow». Очередное обновление было направлено на улучшение функционала операционной системы. Разработчики добавили возможность разблокировки телефона по отпечатку пальца, появилось приложение Android Pay для бесконтактных платежей, теперь каждый раз при запуске новой программы требовалось вручную предоставлять все разрешения.
- Android 7.0 / 7.1 / 7.1.1 / 7.1.2 «Nougat». И вот эту версию уж точно помнит практически каждый владелец телефона на Android. Более того, она до сих пор установлена на многих смартфонах. Обновление привнесло массу изменений: возможность разделения экрана на две части, быстрые ответы в уведомлениях, ночной режим, аппаратная поддержка виртуальной реальности и новый дизайн всех разделов.
- Android 8.0. Хорошее обновление, которое добавило несколько полезных опций. Во-первых, появилась возможность просмотра видео в небольшом окошке. Во-вторых, значительно была улучшена работа с уведомлениями. И в-третьих, теперь процессор практически не нагружается большим количеством открытых вкладок в браузере. Каких-то сильных изменений не произошло, если не считать оформления.
- Android 9.0 P. И вот эта система является одной из самых актуальных на сегодняшний день. Из изменений можно отметить поддержку «вырезов» под фронтальную камеру на системном уровне, улучшенные уведомления, обновленный дизайн, более удобная регулировка громкости звука, одновременная работа с пяти устройствами по Bluetooth и новый режим энергосбережения. Также разработчики поработали над ошибками, которых теперь стало значительно меньше. Появилась темная тема оформления и более удобный инструмент для работы с текстом.
- Android 10. Самая новая версия операционной системы, которая стала ещё более удобной. Прежде всего появилась опция так называемых «умных ответов». Теперь в любом мессенджере автоматически предлагается открыть полученную ссылку, файл или документ в самом подходящем для этого приложении. Нельзя не упомянуть и про новый режим улучшения звука, работающий полностью автоматически. Специальные алгоритмы очищают звук от посторонних шумов и делают его максимально приятным для прослушивания в наушниках. Жесты для управления смартфоном стали работать намного точнее, появились живые субтитры, значительно изменились настройки приватности. Также была доработана система родительского контроля: можно ограничить активность экрана, запретить просмотр определенных сайтов и установить таймер на приложения.
И вот мы кратко рассмотрели каждую версию Android. Вы можете заметить, что с очередным обновлением вносились определенные изменения, хотя и не всегда значительные.
Какую версию Android лучше использовать?
Многие, чаще всего начинающие пользователи смартфонов, часто задают вопрос: а какая версия Андроид самая лучшая? На самом деле, четкого ответа здесь нет. Как правило, все современные телефоны выпускаются с уже установленными прошивками от разработчиков, которые значительно изменяют оформление системы. И здесь уже особой разницы нет, какой Android установлен на телефоне.
Старайтесь своевременно обновлять устройство до наиболее актуальной версии операционной системы. Теперь для этого не нужно выполнять каких-то сложных действий. Достаточно всего лишь перейти в настройки, загрузить очередную оболочку, а после дождаться её установки.
Итак, мы подробно рассмотрели, чем отличаются версии Андроид. Напишите в комментариях, какая операционная система или прошивка установлена на вашем устройстве!
Источник
