Что такое ядро операционной системы андроид

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

Изучаем Android. Ядро (Kernel) — что это такое.

Многие владельцы Android устройств на различных форумах и сайтах часто встречают упоминание о чем-то непонятном, что называют ядром, или по-английски kernel. Его можно поменять и упоминание о нем встречается в меню настроек устройства, в разделе «О планшете (телефоне)».

Если копнуть поглубже, то окажется, что ядро – это часть операционной системы, и оно есть не только у Android, но и у других операционных систем: Windows, iOS, MacOS и прочих. Но нас будет интересовать ядро Android, и что это такое я попытаюсь объяснить на уровне начинающих пользователей.

Вы, наверное, знаете, что любая операционная система, и Android в том числе – это, по большому счету, набор программ, которые управляют работой всего устройства, и отвечают за запуск пользовательских приложений, таких как игры, менеджеры файлов, веб-браузеры и прочие.

А ядро Android является, практически, самой главной частью операционной системы, которая отвечает за взаимодействие между всем «железом» и программной частью системы. Ядро состоит из набора драйверов всего имеющегося в устройстве оборудования и подсистемы управления памятью, сетью, безопасностью, и прочих основных функций операционной системы.
Например, когда вы касаетесь экрана, чтобы запустить какое-либо приложение, драйвер сенсорной панели экрана определяет место, в котором произошло нажатие и сообщает координаты другим программам, которые опять же с помощью ядра найдут в памяти устройства нужное приложение и запустят его. Это конечно, очень упрощенная модель, но суть работы операционной системы она отражает.

Таким образом, мы выяснили, что когда любое программное обеспечение нуждается в том, чтобы оборудование планшета или телефона что-нибудь сделало, оно обращается за этим к ядру операционной системы.

Ядро управляет абсолютно всем оборудованием: Wi-Fi, Bluetooth, GPS, памятью и прочими устройствами. Не является исключением и «сердце» устройства – его процессор. Ядро может управлять его частотой и энергоснабжением.
Ядро операционной системы Android, позаимствовано ее разработчиками, компанией Google, у операционной системы Linux.

Так как ядро управляет всем оборудованием, а оборудование у всех планшетов и телефонов разное, базовое ядро Android дорабатывается производителем для каждого устройства отдельно.

Как и прошивки, ядра бывают стоковыми (заводскими) и кастомными – альтернативными, созданные независимыми разработчиками.

Зачем нужны кастомные ядра? Стоковое ядро максимально оптимизируется производителем для конкретного устройства, но в нем обычно заблокированы такие важные функции ядра, как, например, управление частотой процессора. И если вам понадобится разогнать процессор своего планшета, вам нужно будет сменить ядро на кастомное, в котором функция управления частотой процессора разблокирована.

Кроме того, кастомные ядра, обычно основаны на более свежих версиях Linux ядер. Вот примерный перечень возможностей, которые нам дают кастомные ядра:

• Изменение частоты процессора в широких пределах;
• Разгон графической подсистемы (GPU);
• Снижение частоты и напряжения питания процессора, что позволяет достичь более длительного времени работы от батареи;
• Более свежие и качественные драйверы, например, ускоряющие работу GPS или добавляющие новые функции;
• Широкие возможности по настройки и конфигурации звука и цветовой гаммы экрана;
• Поддержка альтернативных файловых систем (XFS, ReiserFS и прочих).

Так как альтернативные ядра создаются независимыми разработчиками, нет никакой гарантии, что после установки кастомного ядра ваш планшет или телефон будут работать без сбоев. Поэтому перед прошивкой нового ядра желательно сделать полную резервную копию системы.

Источник

Что такое Android?

Когда речь заходит об Android, многие не совсем понимают, что имеет ввиду человек. Android — это смартфон или операционная система? Что вообще такое «операционная система»? Многим может показаться этот вопрос слишком простым, но не все до конца понимают это. Операционная система — это то, благодаря чему работает смартфон. Одно дело — железка, но без установленной программы она никому не нужна. И задача операционной системы — сделать из устройства полезную вещь. В данном материале мы ответим на вопрос «Что такое Android?», окунем читателя в историю системы и познакомим с операционными системами нового поколения, которые станут заменой Android.

Что такое Android?

Что такое Android?

Android — что это?

Это операционная система. Она была создана Энди Рубином. Он стал источником идеи. Более того, Android мог называться совсем иначе, ведь Энди решил использовать данное название, потому что у него уже был куплен когда-то домен android.com. В 2005 году у Энди кончались деньги, он обращался ко многим компаниям, и тогда на проект обратили внимание ребята из Google. Они купили компанию, и разработчики Android, включая Энди Рубина, стали работать над системой уже под крылом Google.

Когда была создана ОС Android?

Энди Рубин — создатель Android

В 2005 году Google купила компанию Android, сумма сделки составила 130 миллионов долларов. Спустя два года Google запустила альянс OHA и анонсировала открытую платформу Android. С 2007 года разработчикам предоставили доступ к SDK и эмулятору Android. 23 сентября 2008 года вышла первая версия системы. С этого момента и началась эпоха Android-телефонов.

Когда Android стал популярным?

В 2007 году балом правил iPhone. Лишь с выходом Droid от Motorola, который технически был мощнее и функциональнее iPhone, Google удалось немного изменить ситуацию. Примерно с 2009 года люди стали всерьез относиться к Android — в ней начали видеть главного конкурента смартфонам Apple. И если бы не политика распространения системы, как открытой OS, вряд ли сегодня она бы занимала 80% рынка.

Android работает на ядре Linux

Что такое ядро Linux?

Android работает на ядре Linux, создателем которого является Линус Торвальдз. Работу над ядром он начал еще в 1991 году. Код ядра Linux написан на языках Си и ассемблер. Ядро Linux в настоящее время используется не только в Android-телефонах, но еще и в операционных системах семейства Linux (Ubuntu, Fedora, Debian, Red Hat и так далее).

Что такое ядро в операционной системе?

Ядро — это главный компонент операционной системы. Ядро отвечает за взаимодействие операционной системы с процессором, памятью. Оно предоставляет файловые и сетевые сервисы. Ядро — это самый низкий уровень операционной системы в вопросе взаимодействия с аппаратным обеспечением.

Список всех версий Android

• Android 1 «Apple Pie»
• Android 2.3 Gingerbread (дата выхода 2010 год)
• Android 4.0 Ice Cream Sandwich (дата выхода 2011 год)
• Android 4.1 Jelly Bean (дата выхода 2012 год)
• Android 4.2 (дата выхода 2012 год)
• Android 4.3 (дата выхода 2013 год)
• Android 4.4 KitKat (дата выхода 2013 год)
• Android 5.0 Lollipop (дата выхода 2014 год)
• Android 5.1 (дата выхода 2015 год)
• Android 6.0 Marshmallow (дата выхода 2016 год)
• Android 7.0 Nougat (дата выхода 2016 год)
• Android 7.1 (дата выхода 2016 год)
• Android 8.0 Oreo (дата выхода 2017 год)
• Android 8.1 (дата выхода 2017 год)
• Android 9.0 Pie (дата выхода 2018 год)
• Android 10 (дата выхода 2019 год, список телефонов, которые получили Android 10, что нового в Android 10)
• Android 11 (дата выхода 2020 год, Android 11 — список нововведений)

Можно заметить, что в последнее время Google выпускает не так много обновлений. Вероятно, причина в том, что Android уже доведен до ума. Скорее всего, в последние 3 года компания усердно работает над новой операционной системой Fushia. И именно поэтому Android сейчас находится в стадии не очень активных обновлений.

Операционная система Fuchsia

Fushia — операционная система нового поколения

Это новая система от Google, которая должна стать заменой Android. Наступает век систем на микроядре с модульной архитектурой, это позволит разработчикам использовать систему как в умных лампочках и автомобилях, так и в смартфонах и компьютерах. В настоящее время подобную систему разрабатывает компания Huawei.

Harmony OS — операционная система от Huawei

Harmony OS — операционная система от Huawei

Это первая операционная система нового поколения на микроядре и с модульной архитектурой для смартфонов. Китайцы создали её в качестве конкурента Android. Вместе с Harmony OS Huawei будет предлагать потребителям сервисы Huawei Mobile Services с собственным магазином приложений AppGallery.

В данном материале мы рассмотрели что же такое Android, изучили историю, версии а также рассмотрели главного конкурента от Huawei. Остались вопросы? Задайте их в нашем Телеграм-чате, можете подписаться на наши новости в Яндекс Дзен.

Новости, статьи и анонсы публикаций

Свободное общение и обсуждение материалов

Несмотря на то что клавиатура – это, пожалуй, один из самых примитивных компонентов операционной системы Android, она тоже обладает рядом настроек, которые могут серьёзно облегчить ваше с ней взаимодействие. Мало того, что для собственного удобства нужно выбрать подходящую клавиатуру, так ещё и сконфигурировать её таким образом, чтобы впредь вам было комфортно ей пользоваться. Может показаться, что это глупость. Ну вот ещё, только клавиатуру я не настраивал, — скажут некоторые. Но, поверьте, правильная настройка может не только облегчить её использование, но и сэкономить ваше время при наборе текста.

Несмотря на явный идеологический конфликт между пользователям iOS и Android, никакого явного противостояния — будем честны — никогда не было. Да, мы могли попытаться навязать другим свою точку зрения, но в основном этим дело и ограничивалось, не перетекая во что-то большее. Да и во что оно могло перетечь, в конце-то концов? Ну не драться же нам из-за операционных систем, право дело. Тем более что и причин не любить друг друга у пользователей iOS и Android, в общем-то, не было. Но, кажется, они начали появляться.

Нейросети сегодня могут почти всё. Они пишут новости, стихи, музыку и даже картины. Кажется, что ещё совсем немного, и они реально смогут заменить нас на наших рабочих местах. Ведь они не только не устают, но зачастую и делают нашу работу даже более внимательно, чем мы сами. Более того, кое-что они делают даже лучше, чем мы. Например, реставрируют фотографии. Как-то раз я уже рассказывал вам о нейросети Deep Nostalgia, которая повышает детализацию старых фотографий и даже анимирует их. Теперь она научилась ещё и реставрировать их.

>Список всех версий Android

тут список далеко не ВСЕХ версий Андроид.
Почему-то забыли про версии 1.1, 1.5, 1.6, 2.0, 2.1, 2.2, 3.0, 3.1, 3.2, не говоря уже о версиях третьего порядка…

Умилило «В 2007 году балом правил iPhone. »
Да уж. 🙂 Только «балерина» была хромой. В iOS даже Copy-Paste «забыли» встроить.Не говоря уже об убогости (по сути) первого iPhone 2S. iPod с функцией «звонилкм».
В 2007-м бал правил Windows Mobile в смартфонах. А уж iOS только потом развился и вытеснил Microsoft полностью.

Источник