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
Какая операционная система лучше для смартфона?
При выборе гаджета обращать внимание стоит на разные параметры, но самое главное – это операционная система. Есть ли выбор у покупателей в 2019 году?
По состоянию на 2019 год существует две актуальные операционные системы, которые делят рынок мобильных устройств. Помимо этого, есть несколько стабильных и действующих ОС о потенциале которых рассуждать достаточно тяжело. Причина их «непопулярности» кроется не в отсутствии каких-либо функций, а в высокой конкуренции — монополисты рынка Google со своей ОС Android просто так позиции не уступят.
ОС Android
Пересчитать производителей мобильной техники, которые не использовали ОС Android в своих устройствах, можно по пальцам одной руки. Доля Android на рынке ОС превышает 80% (!). Подобная статистика позволяет судить, что Android – самая популярная операционная система для мобильных устройств. Калифорнийская компания Android Inc. была образована в 2008 году, позже ее купил поисковой гигант Google.
3 сентября 2019 года произошел релиз новой версии Android 10. Начиная с нее в названии будут использоваться только номера. Ее выход привнесет в смартфоны ряд новых функций и очередные улучшения стабильности, безопасности, оптимизации. Несмотря на это ходят слухи о том, что специалисты Google считают Android изжившей себя системой, поэтому готовят ее полноценную замену. Преемником может стать Fuchsia OS.
Первые упоминания о ней появились еще в 2016 году, но комментариев от Google не поступало, что породило ряд спекуляций. Наиболее интересная версия гласит, что замена существующей ОС произойдет полностью к 2023 году, а с 2021 года Fuchsia OS начнут устанавливать на устройства для «умного» дома. Эту информацию опроверг руководитель направления Chrome OS и Android Хироши Локхаймер на конференции Google I/O 2019. По его словам, разработка новой ОС действительно ведется. Система может работать с любыми устройствами от ноутбуков до техники «умного» дома, но конкретных планов у разработчика на нее нет. Это экспериментальная ОС, которую тестируют для разных целей, но ее судьба пока не определена.
К числу преимуществ Android относятся:
- Открытый код — любой квалифицированный программист может написать приложение и выложить его в официальный магазин Android Play Market. Кроме того, собственные магазины имеют производители смартфонов.
- Удобство передачи данных — если пользователь желает загрузить в память смартфона любимую песню или видео, ему достаточно соединить гаджет с компьютером посредством USB-кабеля и перенести файл из одной папки в другую. Необходимости «воевать» с дополнительным софтом нет.
- Цена — можно найти смартфон на Android по цене всего в 2 тыс. рублей. Именно тот факт, что Андроиды доступны и пенсионерам, и студентам, является причиной тотального доминирования компании на рынке ОС.
- Кастомизация — возможностей «заточить» интерфейс Android под себя огромное количество. Некоторые варианты настолько изменяют внешность ОС, что узнать в ней первоисточник достаточно тяжело.
К числу минусов можно отнести быстрый разряд батареи из-за постоянного использования интернета и уязвимость к атакам хакеров – позаботиться об установке качественного антивируса следует сразу после покупки.
iOS разработана компанией Apple и ставится только на iPhone и iPad. По состоянию на 2019 год занимает второе место по присутствию на рынке. Актуальная версия – iOS 12, но уже 19 сентября 2019 года начнется установка iOS 13. Среди самых ожидаемых нововведений – «темный» режим и функция QuickPath (проводя пальцем по клавиатуре можно набрать слово).
Особенности iOS таковы:
- Безопасность — система функционирует таким образом, что вирусная атака совершенно исключена.
- Богатый магазин. В AppStore чуть более 1 млн. приложений – количественно iOS проигрывает Android в этом плане, но нужно помнить, что ОС имеет закрытый код, следовательно, все приложения пишутся только профессиональными программистами и отличаются высоким качеством.
- Виртуальный помощник владельца iPhone Siri, способный выполнять команды и даже вести диалог с человеком.
- Считается, что интерфейс iOS более понятен для пользователя и требует минимум времени на его освоение.
iOS также не лишена недостатков. Например, загружать песню в память устройства пользователю придется через специальную программу iTunes. Сложности в передаче данных – своего рода плата за повышенную безопасность. Здесь только один магазин приложений — и большинство предлагаемого софта распространяется на платной основе.
Windows 10 MOBILE
Немногочисленных владельцев телефонов на Windows 10 Mobile ждут плохие новости – 10 декабря 2019 года выйдут последние обновления системы после чего ее поддержка будет полностью прекращена. Microsoft рекомендует всем пользователям переходить на гаджеты с Android и iOS и по возможности не затягивать, так как сервисы будут постепенно отключаться. Через 12 месяцев после прекращения поддержки, то есть в декабре 2020 года Windows 10 Mobile перестанет существовать, а все устройства с ней станут бесполезны.
Kai OS
Операционная система для кнопочных устройств, разработанная на основе Linux. Для современного человека нынешние мобильники с физической клавиатурой – это в большинстве случаев девайсы для звонков и смс. KaiOS призвана изменить представление пользователей и сделать такие гаджеты более функциональными.
- Поддержка GPS, LTE, Wi-Fi.
- Поддержка приложений, написанных на HTML
- Энергоэффективность – система не будет сажать батарею.
- Поддержка девайсов с ОЗУ от 256 Мб.
- Собственный магазин приложений.
Несмотря на то, что KaiOS появилась всего лишь в 2017 году, она уже привлекла много внимания и получила серьезные инвестиции. В 2018 году Google вложила в нее 22 млн.долларов. Кроме того, YouTube, Twitter и Facebook предустанавливаются на девайсы с этой системой. Это говорит о том, что у нее светлое будущее и можно ждать ее широкого распространения уже в ближайшие годы.
Важно понимать, KaiOS – не конкурент iOS или Android. У нее другой ориентир – слабые телефоны с кнопочной клавиатурой. На данном этапе развития актуальная версия 2.6.0, выпущена в мае 2019 года.
Harmony OS
Harmony OS – это детище компании Huawei, которое пока не вышло в свет, но по словам представителей компании является полностью работоспособным продуктом, готовым к релизу в любой момент. Разработка системы началась еще в 2012 году, но после конфликта Huawei с властями США весной 2019 года компании пришлось ускорить работу над ней. К августу 2019 было озвучено, что ОС полностью готова.
Изначально Harmony OS создавали для носимой электроники, но из-за особенностей ее строения поставить ее можно на любое устройство – от автомобильной магнитолы до ноутбука. В настоящий момент система не была представлена ни в одном устройстве, а ближайший релиз состоится в конце 2019 года на Smart TV Huawei. Точных сведений о том, когда Harmony OS начнут ставить в смартфоны нет, но по некоторым слухам грядущие девайсы Huawei и Honor на китайском рынке могут выходить с собственной ОС. Кроме того, в случае новых санкций со стороны США компания Huawei сможет перевести на Harmony OS все свои смартфоны за 2 дня.
- Высокий уровень безопасности.
- Быстрый отклик на любых девайсах.
- Виртуализация – легкий перенос приложений с любой операционной системы.
Заключение
Перечисленные выше ОС не единственные. Однако, те варианты, которые также существуют и работают не представлены широко на рынке и имеют узкую направленность. Примером может служить Fire OS – операционная система от Amazon. С ней было выпущено несколько девайсов, которые не пошли в массы. В 2019 году она представлена только в ТВ-приставках компании, хоть и может быть использована в смартфонах. Еще одним примером может служить Lineage OS основанная на Android. Система поддерживает порядка 185 устройств (включая Pixel 3), ставится поверх имеющегося Андроид. Стабильная версия поддерживает Android 9.0 Pie, а уже в декабре 2019 года разработчики обещают выпустить рабочую сборку на Android 10.
Источник
