Андроид — что это. Как работает платформа
Пожалуй, многие пользователи интернета прекрасно осведомлены о мобильных устройствах и компаниях, которые их выпускают. Но не все знают об операционных системах (сокращенно ОС или operating system, OS) смартфонов: что они собой представляют, как работают. Об этом и пойдет речь в приведенной ниже статье.
Операционная система: понятие и разновидности
Самыми популярными OS для компьютера являются Windows, macOS и Linux. Но в этой статье пойдет речь о начинке для мобильных устройств. Что касается телефонов и планшетов, то их операционка представляет некий гибрид функциональности ОС ПК с опциями для карманных девайсов (камера, Bluetooth, NFC и так далее).
Итак, под операционной системой понимают совокупность программ, которые управляют ресурсами устройства и обеспечивают взаимодействие с пользователем. Операционные системы отличаются друг от друга по многим признакам: типу интерфейса, многозадачности, функциональности и т. д. На данный момент актуальными OS среди мобильных устройств являются Windows 10 Mobile, Android и iOS.
«Андроид»: что это?
Android на данный момент — самая популярная платформа для различных устройств, будь то смартфоны, электронные книги, ноутбуки или планшеты. Сегодня поддержкой и развитием этой операционной системы занимается компания Google. Работает Android на базе ядра Linux, которое составляет начинку ОС. Осенью 2008 года мир увидел первое андроид-устройство. Им стал смартфон от компании HTC, который имел версию OS 1.0.
Также HTC Dream обладал следующими характеристиками:
- возможность обновления OC до версии 1.6;
- Bluetooth;
- поддержка карт памяти (при наличии внутренней 256 Мб);
- 192 Мб оперативки;
- камера 3,2 Мп;
- QWERTY-клавиатура.
Смартфон был выполнен в виде слайдера, а его начинка имела настолько большой успех, что после выхода аппарата многие производители стали в очередь за возможностью выпускать девайсы с операционной системой Android.
После нескольких обновлений в 2010 году Google выпустила OS 2.3. Это обновление позволило улучшить управления контроля над программами, облегчить применение функций «Копировать» и «Вставить», а также использовать несколько камер на устройстве. Примечательно, что на телефонах с подобной ОС и сегодня все еще запускаются некоторые игры и приложения.
Осенью 2013 года вышло обновление — стала доступна версия операционной системы Android 4.4. Именно эта версия Android наиболее оптимизирована для использования девайсов с оперативной памятью 512 Мб (как минимум). Смартфон Nexus 5 стал первым девайсом с такой OS.
На данный момент последней версией OS Android является 9.0. В отличие от предыдущих модификаций, Android Pie обладает улучшенным пользовательским интерфейсом, новыми режимами, поддержкой выреза экрана и многими другими экспериментальными функциями.
К слову, анонсированная в конце 2014 года версия «Андроид» 5.0 ознаменовала переход от Dalvik к виртуальной машине ART (Android Runtime). Это сказалось на рабочем процессе устройства: теперь приложения быстрее запускаются. К тому же, стало возможным гораздо быстрее переключаться между ними. Но в то же время сам девайс запускается медленнее, и приложения устанавливаются не так быстро, как раньше.
Итак, телефон-андроид — что это такое? Это мобильное устройство с популярной операционной системой, которую развивает компания Google. Пользователю доступен огромный набор приложений, различные типы интерфейса и многие интересные опции.
Так что, это уже не просто телефон-звонилка. По сути, на подобной платформе мы получаем мини-компьютер с сенсорным экраном.
Программное обеспечение
На OS Android существует множество игр и программ, андроид-приложений. Что это? Это программы в байт-коде (то есть в своеобразном наборе инструкций) для виртуальной машины, которая устанавливает их и запускает.
Для игр и программ на Android был предусмотрен соответствующий установочный пакет .APK. Для написания приложений на устройства с такой операционной системой доступны множество библиотек: SSL, Bionic, OpenGL ES и различные мультимедийные файлы. Разработку программ можно вести даже на языке Java, но не ниже версии 1.5. По сути, для их создания не нужно иметь никаких дополнительных устройств, помимо самого андроид-девайса. Хотя многие умельцы могут разрабатывать приложения и при помощи эмулятора.
Опция ZSD камеры «Андроид»: что это?
Как уже отмечалось выше, производители современных девайсов добились огромного прогресса в технической области, все более и более усовершенствуя свои детища. К примеру, уже появляются устройства на OS Android с двумя, тремя и даже четырьмя основными камерами. Также на некоторых устройствах в настройках камеры присутствует опция ZSD (Zero Shutter Delay). Для чего она, чем полезна эта фишка?
Zero Shutter Delay переводится как «нулевая задержка затвора». То есть данная функция помогает фотографировать нужные моменты и детали без паузы. В отличии от других устройств с секундной задержкой, здесь вы не потеряете «важный момент». При этом никакой фокусировки не происходит. Камера девайса фотографирует сразу же, и картинки получается вполне четкими и качественными.
Итак, что это ZSD камеры на «Андроиде»? Используя подобную функцию, вы не будете ждать одну-две секунды при фотографировании (в противном случае будет эффект размытости). Это режим, когда съемка происходит одновременно с нажатием на кнопку. Опция очень удобна. В настройках камеры своего девайса эту функцию можно включить или отключить по желанию.
В представленной статье речь шла о том, что это — «Андроид», когда появилась операционная система, какое программное обеспечение предусмотрено для этих аппаратов, а также отмечались преимущества обновлений версий OS Android.
По заявлениям компании Google, за всю историю OS Android было активировано около 2,5 млрд девайсов с этой платформой. Что ж, «Андроид» — самая популярная операционная система. И в дальнейшем пользователей с устройствами с этой ОС будут все также радовать новые функции и программы.
Источник
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
