Операционная система андроида описание

Android: 12 лет истории дизайна ОС

Android установлен примерно на 2,5 миллиардах активных устройств. С чего он начинался? Давайте проверим и разберёмся. Мы протестируем все версии Android, с 1.0 по 9.0, и посмотрим, как менялась система.

ОС Android имеет довольно долгую историю: о выпуске самого первого Android-телефона HTC Dream объявили в сентябре 2008 года. Найти этот телефон может оказаться сложно, но это нам и не нужно — компания Google создала для разработчиков эмулятор каждой из версий Android. SDK для версии 1.0 можно скачать со страницы https://developer.android.com/sdk/older_releases.html, и это единственная версия, не требующая установки. Достаточно просто запустить файл tools\emulator.exe. При первом запуске мы получаем ошибку:

Создание отсутствующей папки AppData\Local\Android\SDK-1.0 позволило решить проблему, после чего мы смогли запустить эмулятор:

Эмулятор Android 1.0

На главном экране мы видим все основные компоненты, которые существуют и сегодня — значки, список приложений внизу и список уведомлений наверху:

Непривычны два аспекта. Во-первых, на телефоне есть около десяти аппаратных кнопок (в том числе курсорных клавиш). Например, кнопка «Menu» обеспечивает доступ к некоторым функциям:

В целом, все операции можно выполнить, не касаясь экрана, при помощи только аппаратных кнопок.

Во-вторых, всё выглядит большим и контрастным, но не стоит забывать, что размер экрана был маленьким, что-то около 3,2 дюйма. Может показаться удивительным, но устройство не имело экранной клавиатуры — у первого Android-телефона была физическая клавиатура:

Телефон HTC Dream

Android 1.0 работал на телефоне с 192 МБ ОЗУ, процессором на 528 МГц, аккумулятором на 1150 мАч и экраном с разрешением 320×480.

Давайте проверим компоненты системы.

Вызовы и SMS

Очевидно, что я не мог совершить телефонный звонок или отправить SMS через эмулятор, но, по крайней мере, мы видим UI:

Всё выглядит контрастным, думаю, сегодня подобный UI используется в «телефонах для пожилых».

Контакты

Карты

Google Maps работают на удивление хорошо. Поиск выполняется, режим отображения карты можно менять, и так далее.

Удивительно, что Google Maps API не изменился за более чем 12 лет.

Интернет

Google Maps работают хорошо, но ситуация сильно ухудшается, если протестировать Интернет-браузер. Поиск Google работает:

Но все остальные сервисы недоступны — например www.youtube.com показывает, что требуется версия не ниже Android 4.0.

Я попробовал открыть Medium.com, первая страница «Get started» работала (более-менее), но после нажатия на «Get Started» отобразилась ошибка:

На самом деле, веб-сайт www.google.com оказался единственным, который я смог открыть. Это неудивительно, ведь Android 1.0 был выпущен больше десяти лет назад, а веб-стандарты сильно изменились.

Android 4.0 (2011 год)

Было бы слишком скучно тестировать все версии Android, поэтому давайте перенесёмся на несколько лет вперёд, к Android 4.0. Типичным телефоном того времени был LG Optimum L5 или HTC Desire C: 4-дюймовый экран с разрешением 320×480, процессор на 600 МГц и аккумулятор на 1230 мАч.

Для тестирования этой версии нам понадобится AVD (Android Virtual Device), который является частью Android Studio. Эта версия предназначена для разработчиков, но для запуска эмулятора нам не нужно писать код. Компонент «AVD Manager» позволяет выбирать разные версии и устройства:

Как ни жаль, официального офлайн-установщика для Android Studio больше не существует — во время установки он автоматически скачивает множество файлов. Возможно, это и хорошо для разработки на современных платформах, но, насколько я понимаю, после отключения старых ссылок запустить его снова будет невозможно. По крайней мере, сейчас он работает, и после скачивания всех нужных компонентов Android 4.0 мы можем приступать к работе:

Как мы видим, UI и аппаратная раскладка изменились: больше нет отдельной кнопки «Menu» и клавиш курсора, только три аппаратные кнопки (Home, Back и Apps List), их можно увидеть и в современном Android.

Добавлена новая функция UI — Widgets:

Один из них — это большая панель, которая по умолчанию включена. Она позволяет быстро включать/отключать WiFi, Bluetooth и некоторые другие сервисы.

Settings по сравнению с современными версиями не сильно изменились, однако UI и шрифты, разумеется, другие:

Contacts теперь можно сохранять локально или синхронизировать с аккаунтом Google. Contacts и Dialer (набор номера) теперь стали двумя отдельными приложениями.

Отправка SMS не особо изменилась:

Web Browser работает, но большинство страниц (google play, youtube, даже Wikipedia) не открывается:

Medium.com по-прежнему открыть нельзя, но, по крайней мере, первая страница выглядит лучше, чем на Android 1.0:

Мне удалось открыть страницу MSN (с предупреждениями), страница BBC открылась без ошибок, но UI выглядел странно, а сайт NY Times вообще не открылся:

В картах добавлена новая функция: Google Maps Navigation:

Как ни удивительно, она по-прежнему работает, карты могут находить адреса и прокладывать маршрут.

Android 6.0 (2015 год)

Четыре года — долгий срок для мира технологий, и характеристики смартфонов значительно улучшились. Хорошим примером устройства с Android 6 может служить Samsung Galaxy S6: 5,1 дюймовый AMOLED-экран с разрешением 1440×2560, восьмиядерным процессором и аккумулятором на 2550 мАч:

Внизу мы видим те же три кнопки, экран определённо стал больше, и в целом такой форм-фактор популярен по сей день.

С точки зрения UI, мы видим почти такой же интерфейс, который используется сегодня:

Contacts и Dialer по-прежнему остаются двумя отдельными приложениями (и двумя значками на экране), но разница между ними не так очевидна:

Интерфейс Settings тоже не особо изменился:

Web browser работает гораздо лучше, даже видео воспроизводится корректно, однако medium.com снова не прошёл тест — отображается только белая страница:

На самом деле, www.medium.com — это единственный сайт, который мне не удалось открыть.

Теперь в Android добавлены Gmail и Google Photos:

Google Maps работают хорошо, но, на удивление, спустя пять лет навигация по-прежнему находится в бета-версии.

В целом, интерфейс Android 6.0 выглядит достаточно современно даже по нынешним меркам, а разница между 4.0 и 6.0 гораздо очевиднее, чем между Android 6.0 и 10.

Android 8.0 (2017 год)

Я не собирался тестировать Android 8.0, с точки зрения UI отличий было бы не так много. Но мне стало любопытно, в какой версии Android корректно откроется medium.com. Давайте проверим.

Первое забавное отличие — список приложений снова можно перетаскивать снизу вверх, точно так же, как в Android 1.0 (для сравнения см. изображение в начале статьи):

Как мы видим, как отдельные приложения были добавлены Youtube, Google Drive и Google Play Music.

Давайте снова протестируем браузер на medium.com. В целом, всё стало намного лучше — мне удалось добраться до первого этапа логина:

Но на этом этапе страница зависает, и постоянно появляется всплывающее окно «Sign in».

Android 9.0 (2018 год)

Очевидно, в каждой новой версии Android происходило множество «скрытых» изменений в безопасности, API и фоновых сервисах, но с точки зрения UI эта версия не сильно изменилась по сравнению с Android 6.0 2015 года. Как мы видим, добавилась левая панель Google. Приложения можно разделить на секции «популярные» и «все приложения»:

Напоследок давайте снова проверим страницу medium.com. Вуаля, теперь она работает:

Программирование

Эта статья не задумывалась как туториал по разработке для Android, но если уж мы установили Android Studio, то легко попробовать создать новое приложение для Android.

Для начала нам нужно создать новый проект и выбрать тип приложения.

На следующем этапе нужно указать имя приложения, его уникальный идентификатор, язык программирования (Java или Kotlin) и минимальный уровень версии Android.

После нажатия на «Finish» будут сгенерированы исходный код и ресурсы приложения.

Теперь мы можем запустить своё приложение в эмуляторе или в реальном устройстве:

Очевидно, что это приложение не делает ничего полезного, если вас интересуют последующие шаги, то изучите туториалы на веб-сайте https://developer.android.com.

Заключение

Исследование истории Android оказалось любопытным занятием. Как обычно, я призываю заинтересовавшихся читателей установить эмулятор и самостоятельно увидеть все различия. Один из способов — это Android Studio, но она выполняет образ x86 и не может запускать сторонние приложения для Android. Ещё один удобный эмулятор — это Genymotion, он основан на VirtualBox и обеспечивает полную эмуляцию ARM. Кроме того, он бесплатен для личного пользования. Я пользовался Genymotion несколько лет назад, но последняя версия по неизвестным причинам не работает. Возможно, кому-то из читателей повезёт. Однако существует множество других способов запуска Android на PC, так что можете выбрать подходящий для вас.

В конце я хочу сравнить основные отличия на одном изображении.

Дизайн UI

Совместимость веб-страниц

На правах рекламы

Воплощайте любые идеи и проекты с помощью наших серверов с мгновенной активацией на Linux или Windows, на наших серверах можно установить даже Android!

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