Оперативная система андроид для телефонов

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

Андроид — что это, плюсы, минусы и особенности ОС

Android – разновидность операционной системы для телефонов и планшетов. В основе её создания – Linux. Компания Google выпустила этот продукт в 2005 году. В полной версии ОС появилась ещё спустя три года. Сейчас такой ОС снабжают и другую технику – умные часы, приставки, проигрыватели и так далее.

Некоторые до сих пор не понимают, что имеется в виду под термином «Андроид». Он относится к ОС или самим смартфонам? Операционной системой называют инструмент, благодаря которому работают телефоны и любые другие подобные устройства. Она нужна, чтобы создать полезную технику. Но некоторые нюансы стоит рассмотреть подробнее.

↑ Положительные и отрицательные стороны Android

Список с положительными характеристиками выглядит следующим образом:

1. Доступность системы для аппаратных платформ MIPS, x86, ARM.
2. Быстрая работа.
3. Большое количество дополнений и приложений, способствующих расширению функционала.
4. Способность системы подстраиваться под пользователей.
5. Оптимизация, отсутствие жёстких требований к самим устройствам.
6. Открытый исходный код, благодаря которому разработчики могут создавать любые решения.

Но есть и минусы, которые тоже могут оказаться важными для пользователя:

1. Кража данных у пользователей без их ведома.
2. Лёгкий поиск уязвимостей, разработка вирусов.
3. Сильный расход энергии, если оптимизация пострадала.
4. Производители создают оболочки, которые не всегда могут похвастаться высокой производительностью.

↑ Какими приложениями могут пользоваться владельцы телефонов с Андроид?

Из магазина Google Play можно загружать тысячи различных программ, созданных конкретно для этой операционной системы.

Вот лишь некоторые примеры:

• Камеры для снимков с художественными эффектами.
• Музыкальные плееры.
• Сменные обои и темы.
• Виджеты для быстрого доступа к каким-то конкретным настройкам.
• Игры.

↑ О разновидностях прошивок

Есть не только чистая система от самой Google. Ряд энтузиастов разработал собственные версии, отличающиеся функционалом и внешним видом. Иногда прошивки от других пользователей отличаются увеличенной производительностью по сравнению с предложением от первоначального разработчика.

Сейчас следующие компании занимаются созданием собственных прошивок для разных устройств:

• Replicant.
• AOSP.
• Paranoid Android.
• MIUI.
• AOKP.
• LineageOS.
• Oxygen OS.

Новые версии прошивок выпускаются в то же время, что и чистая система.

↑ Рассмотрим подробно операционную системы

Windows – операционная система, где всю информацию распределяют по разным папкам и файлам. Linux тоже отличается таким устройством, но выглядят многие решения несколько иначе. Главное отличие – древовидная система.

Отличаются друг от друга и регистры, применяемые в каждом случае. Даже если создать много папок с одинаковыми названиями, для Linux это будут одни и те же папки, Windows не позволяет клонировать объекты полностью без изменений. Это правило распространяется и на файлы.

Есть специальный раздел cache, где хранятся данные, связанные с файлами и программами.
Папка data в файловом менеджере наверняка попадалась многим пользователям, если не всем. Она тоже содержит сведения, связанные с программами и установочными файлами.

Есть ещё папка app-lib, содержащая файлы конфигурации, библиотеки ПО. Язык Java используют для составления приложений, чтобы они продолжали работать. Составляют всё для виртуальной машины под названием Dalvik. Именно в связи с этим появляются каталоги с названием dalvic-cache. Перед прошивкой телефона и в некоторых других случаях рекомендуется почистить телефон. Это делают из специального меню Recovery, либо с помощью Root-прав.

Ещё один каталог файловой системы – system. Он используется для хранения системных настроек. Из-за их корректировки, даже небольшой, работа устройства может сильно испортиться.

Файлы, благодаря которым система нормально запускается, отображаются в папке etc.
Но это только основные элементы, входящие в систему Андроид.

↑ О каких ещё нюансах стоит знать?

Обновления системы происходят по способу, который называется «по воздуху». То есть, устройство не требуется подключать к компьютеру, необходимые файлы присылаются прямо на телефон. В верхней части экрана появляются уведомления сразу после того, как обновится версия операционной системы. Разработчики рекомендуют подключаться к WiFi, чтобы не было потерь по данным. Лучше не использовать мобильный интернет для решения вопроса, ведь информации может оказаться достаточно много.

↑ Список версий Андроид

• 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 9 — Главные фишки, весь список изменений)
• Android 10 (дата выхода 2019 год, Обзор Android 10 — полный список нововедений)
• Android 11 (дата выхода 2020 год, Android 11 — что нового?)

Такие операции проходят в одну стадию, относятся к простым действиям. Но иногда требуется сохранить какие-либо сведения перед тем, как приступить к следующему шагу. Иногда производители в режиме онлайн предоставляют дополнительное ПО для решения вопроса.

При этом обновления Android могут быть фрагментированными, в отличие от iOS, где информацию передают сразу всем пользователям. Конкретные цифры и показатели зависят от производителей смартфонов. Но этот недостаток нельзя назвать существенным. Ведь нужно просто немного подождать для решения вопроса.

↑ Заключительные мысли

Андроид сильно отличается от других операционных систем, просто так в этом решении не разобраться. Безграничные возможности открываются как раз тем, кто смог разобраться до конца. Операционная система отличается гибкой архитектурой, способной решить множество вопросов.

Новые версии операционной системы разрабатываются не реже 1 раза в год. Компания Google постоянно совершенствует все свои продукты, в том числе – и эту разработку. Она становится всё более популярной среди пользователей. При этом иногда для получения последних версий требуется сменить само устройство, но такие же правила действуют и у других разработчиков. Поэтому ничего удивительного в таком положении вещей сейчас нет. Или можно сразу выбирать телефоны и планшеты, которые будут долго поддерживаться всеми сторонними компаниями.

Являюсь руководителем проекта, люблю андроид. Слежу за новинками, новостями, а так же помогаю решить проблему возникшую у пользователей в андроид смартфонах!

Источник