Что дает система android

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

Больше вариантов.
Больше возможностей.

Android – операционная система с открытым исходным кодом, поэтому любой может бесплатно скачать ее, изменить и опубликовать свою версию. Даже конкуренты Android могут использовать эту операционную систему в своих целях. Мы сделали эту ОС открытой, чтобы мобильные технологии стали доступны большему числу людей.

Создание открытой мобильной платформы

К 2020 году смартфоны будут у 70% населения Земли

Поделиться

Вы помните, сколько людей могли похвастаться смартфонами в 2006 году? Сейчас в это трудно поверить, но тогда эти устройства были лишь у 1% населения Земли Business Insider, IDC — One In Every 5 People In The World Own A Smartphone, One In Every 17 Own A Tablet — December 2013 .

Первые смартфоны поражали своими возможностями, но дорого стоили. У производителей было всего два пути: купить лицензию на операционную систему либо потратить время и деньги на разработку собственной ОС. При этом большинство операционных систем были закрыты для сторонних компаний. Проще говоря, далеко не все могли позволить себе производство смартфонов.

Однако в 2007 году Google совместно с другими компаниями основала организацию Open Handset Alliance и разработала открытую операционную систему, которая получила название Android. Как и сейчас, любой мог бесплатно скачать ее код, изменить его и использовать для создания приложений, устройств и даже собственной ОС.

Преимущества Android сразу же стали очевидны. Производители устройств начали создавать уникальные телефоны и планшеты на базе нашей бесплатной ОС, а разработчики стали распространять приложения для Android по всему миру.

Благодаря Android мы на 30% уменьшили затраты на разработку и сократили ее цикл на 25%.

Так как производителям устройств не нужно было платить за лицензию или разработку своей ОС, они смогли сократить затраты на производство телефонов. Это привело к тому, что в период с 2011 по 2013 год средняя цена на смартфоны во всем мире упала на 25% BCG — The Growth of the Global Mobile Internet Economy (PDF) — February 2015 (page 7) . Она продолжает снижаться до сих пор, и постепенно смартфоны становятся доступными для всех.

Gigaset – немецкий производитель аппаратного обеспечения. В сентябре 2015 года компания выпустила свой первый смартфон на базе Android и сократила производственные затраты на 30%.

Снижение цен на устройства

За счет того, что Android распространяется бесплатно и находится в открытом доступе, в мире появляется все больше недорогих устройств. По данным 2015 года, устройства Android стоят в среднем 208 долларов, тогда как средняя цена телефона на базе закрытой платформы составляет 651 доллар KPCB — Internet Trends — June 2016 (Page 12) . В Индии и Африке компании при поддержке Google продают смартфоны высокого качества по цене ниже 100 долларов. А в Нигерии телефон Fero i401 стоит уже меньше 60 долларов Smartphonetobuy.com — Cheap Android Phones Under 15000 Naira In Nigeria .

Во многих развивающихся странах (например, на Филиппинах) местные производители устройств выпускают смартфоны Android стоимостью до 50 долларов США Tech in Asia — Smartphone Adoption in the Philippines — April 2014 .

Благодаря недорогим смартфонам у жителей развивающихся стран появляется доступ в Интернет. Они начинают публиковать видео, получать образование и создавать собственные компании онлайн. Новые возможности повышают качество их жизни.

Это объясняет, почему большая часть смартфонов в Индии Statista — Market share held by mobile operating systems in India from January 2012 to July 2015 — 2016 и Африке

Мы хотим, чтобы доступ в Сеть был у каждого человека. Люди, которые желают записаться на онлайн-курсы или начать свой бизнес в Интернете, есть в любой стране. И пока в мире появляются недорогие смартфоны, эта возможность есть у всех.

В таких странах, как Нигерия, Индонезия и Филиппины, компании при поддержке Google продают смартфоны высокого качества по цене ниже 100 долларов GSMA — Global Mobile Economy Report — 2015 (page 15) .

На Земле живут 7 млрд человек, и у большинства из них нет компьютеров, чтобы выходить в Сеть. Но благодаря Android в мире появляются недорогие смартфоны, и мобильный Интернет становится более доступным.

Средняя цена смартфона на базе ОС с закрытым исходным кодом KPCB — Internet Trends 2016 — June 2016 (Page 12)

Средняя цена смартфона на базе Android – ОС с открытым исходным кодом KPCB — Internet Trends 2016 — June 2016 (Page 12)

Ожидаемое снижение средней цены смартфонов по всему миру

Развитие конкуренции и укрепление мобильной экосистемы

В основе мобильной экосистемы лежат два компонента: конкуренция и инновации. Так как исходный код Android находится в открытом доступе, любой желающий может использовать его для создания собственного ПО, которое будет конкурировать с нашим. При этом не нужно ничего платить или заключать соглашения с Google.

Яркий пример – Fire OS. Она была разработана на платформе Android, и компании Amazon не пришлось платить за лицензию или тратить деньги на создание собственной ОС. Другие компании могут точно так же использовать Android для своих целей.

Производителям устройств Android необязательно предустанавливать приложения Google. Даже если кто-то решает установить их вместе с приложениями других компаний, последние извлекают из нашей платформы только выгоду. В таких странах, как Индия, приложение WhatsApp минимум раз в месяц используют 98% респондентов, а Google Hangouts – только 32% Ericsson ConsumerLab — Communication in the world of apps — June 2015 . У WhatsApp насчитывается более 1 млрд пользователей, и из них 730 млн – это владельцы Android VentureBeat — Three-quarters of WhatsApp users are on Android, 22%% on iOS (study) — August 2015 .

Производителям устройств Android необязательно предустанавливать приложения Google.

Даже Play Маркет предустановлен не на всех устройствах Android. И это неудивительно, ведь Android – единственная мобильная ОС, у которой есть несколько международных и региональных магазинов приложений, включая магазины Samsung, Lenovo, Orange и Telecom Italia Business of Apps — The Ultimate App Store List . Для сравнения: у закрытых платформ обычно есть только один магазин – их собственный.

Android помогла разработать и распространить приложение Lazzus, которое позволяет слабовидящим людям лучше ориентироваться в пространстве.

Поскольку все больше жителей развивающихся стран могут покупать устройства Android, приложения тоже должны становиться доступнее. В 2015 году мы понизили минимальную цену на приложения в Google Play (раньше она составляла 0,99 доллара). Теперь разработчики могут продавать свои приложения в странах, для которых прежняя минимальная цена была слишком высокой.

Таким образом Android создает условия для здоровой конкуренции. Благодаря этой платформе появляется все больше устройств и приложений для людей с самыми разными потребностями – от охотников за высокотехнологичными гаджетами до новичков в мире Интернета.

Источник