Что означают USB-подключения Android: MTP, PTP и USB Mass Storage
Старые устройства Android поддерживают USB-накопители для передачи файлов с помощью компьютера. Современные устройства Android используют протоколы MTP или PTP — Вы можете выбрать тот, который
предпочитаете.
Чтобы выбрать протокол подключения USB, откройте приложение «Настройки», нажмите «Память», нажмите кнопку меню и нажмите «Подключение к компьютеру через USB». Вы также увидите протокол в уведомлении, который Ваше устройство использует, когда оно подключено к компьютеру через USB.
Почему современные устройства Android не поддерживают USB Mass Storage
Запоминающее устройство USB — также известное как «класс устройств USB mass storage», USB MSC или UMS — было способом, которым более ранние версии Android отображали свое хранилище на компьютере. Когда Вы подключили устройство Android к компьютеру, Вам нужно было специально нажать кнопку «Подключить хранилище к ПК», чтобы сделать хранилище устройства Android доступным для компьютера через USB-накопитель. При отключении его от компьютера Вам нужно было нажать кнопку «Отключить USB-накопитель».
USB-накопитель — это стандартный протокол, используемый флэш-накопителями, внешними жесткими дисками, SD-картами и другими USB-накопителями. Диск полностью доступен для компьютера, как если бы он был внутренним.
Были проблемы такой работой. Какое бы устройство ни обращалось к хранилищу, ему нужен эксклюзивный доступ. Когда Вы подключили хранилище к компьютеру, оно было отключено от операционной системы Android, работающей на устройстве. Любые файлы или приложения, хранящиеся на SD-карте или USB-накопителе, были недоступны при подключении к компьютеру.
Системные файлы должны были где-то храниться, поэтому у устройства Android есть отдельные разделы /data для «системного хранилища» и /sdcard для «USB хранилища» на одном внутреннем устройстве хранения. Android устанавливал приложения и системные файлы в /data, а пользовательские данные были сохранены в разделе /sdcard.
Из-за этого жесткого разделения Вы могли получить слишком мало места для приложений и слишком много места для данных. Нельзя было изменить размер этих разделов без рутирования Вашего устройства — производитель выбрал соответствующее количество для каждого раздела на заводе.
Поскольку файловая система должна была быть доступна с устройства Windows, она должна была быть отформатирована с файловой системой FAT. Мало того, что у Microsoft есть патенты на FAT, FAT также является более старой, более медленной файловой системой без современной системы разрешений. Android теперь может использовать современную файловую систему ext4 для всех своих разделов, потому что они не должны быть доступны для чтения непосредственно Windows.
Подключение телефона или планшета Android к компьютеру в качестве стандартного USB-накопителя удобно, но есть слишком много недостатков. Поэтому современные устройства Android используют разные протоколы USB-подключения.
MTP — медиаустройство
MTP расшифровывается как «Media Transfer Protocol». Когда Android использует этот протокол, он представляется компьютеру как «мультимедийное устройство». Протокол передачи мультимедиа широко рекламировался как стандартизированный протокол для передачи аудиофайлов на цифровые музыкальные проигрыватели с использованием Windows Media Player и аналогичных приложений. Он был разработан, чтобы позволить другим компаниям медиаплеера конкурировать с iPod Apple и iTunes.
Этот протокол работает совсем не так, как USB-накопитель. MTP работает не на уровне файлов, а на файловой системе Вашего Android-устройства. Ваше устройство Android не предоставляет доступ ко всему устройству хранения Windows. Вместо этого, когда Вы подключаете устройство к компьютеру, компьютер запрашивает устройство, а устройство отвечает списком файлов и каталогов, которые оно предлагает. Компьютер может загрузить файл — он запросит файл с устройства, и устройство отправит файл через соединение. Если компьютер хочет загрузить файл, он отправляет файл на устройство, и устройство решает сохранить его. Когда Вы удаляете файл, Ваш компьютер отправляет на устройство сигнал «пожалуйста, удалите этот файл», и устройство может удалить его.
Android может выбирать файлы, которые он Вам предоставляет, и скрывать системные файлы, чтобы Вы не могли их видеть или изменять. Если Вы попытаетесь удалить или отредактировать файл, который нельзя изменить, устройство отклонит запрос, и Вы увидите сообщение об ошибке.
Вашему компьютеру не требуется эксклюзивный доступ к устройству хранения, поэтому нет необходимости подключать хранилище, отключать его или иметь отдельные разделы для разных типов данных. Android также может использовать ext4 или любую другую файловую систему по своему усмотрению — Windows не должна понимать файловую систему, только Android.
На практике MTP очень похож на USB-накопитель. Например, устройство MTP отображается в проводнике Windows, чтобы Вы могли просматривать и передавать файлы. Linux также поддерживает устройства MTP через libmtp, который обычно входит в состав популярных дистрибутивов Linux. Устройства MTP также должны появиться в файловом менеджере Вашего ПК с Linux.
Apple Mac OS X — это отдельное решение — оно вообще не включает поддержку MTP. Apple iPod, iPhone и iPad используют собственный проприетарный протокол синхронизации вместе с iTunes, так почему же они хотят поддерживать конкурирующий протокол?
Google предоставляет приложение Android File Transfer для Mac OS X. Это приложение является простым MTP-клиентом, поэтому оно будет работать для передачи файлов туда и обратно на Mac. Google не предоставляет это приложение для других операционных систем, поскольку они включают поддержку MTP.
PTP — цифровая камера
PTP означает «Протокол передачи изображений». Когда Android использует этот протокол, он представляется компьютеру как цифровая камера.
MTP фактически основан на PTP, но добавляет больше функций или «расширений». PTP работает аналогично MTP и обычно используется цифровыми камерами. Любая программа, которая поддерживает захват фотографий с цифровой камеры, будет поддерживать захват фотографий с телефона Android при выборе режима PTP. PTP был разработан, чтобы быть стандартным протоколом для связи с цифровыми камерами.
В этом режиме Ваше устройство Android будет работать с приложениями для цифровых камер, которые поддерживают PTP, но не MTP. Apple Mac OS X поддерживает PTP, поэтому Вы можете использовать режим PTP для передачи фотографий с устройства Android на Mac через USB-соединение без какого-либо специального программного обеспечения.
Если у Вас старое устройство Android, Вы вынуждены использовать USB-накопитель. На современном устройстве Android у Вас есть выбор между MTP и PTP — Вы должны использовать MTP, если у Вас нет программного обеспечения, которое поддерживает только PTP.
Если на Вашем устройстве установлена съемная SD-карта, Вы можете извлечь SD-карту и вставить ее в слот для SD-карты Вашего компьютера. SD-карта будет доступна для Вашего компьютера в качестве устройства хранения, так что Вы сможете получить доступ ко всем файлам на ней, запустить программное обеспечение для восстановления файлов и делать все, что Вы не можете сделать с MTP.
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
