Android应用结构分析

0 引言智能手机在校园内得到普遍运用，当前《软件工程》教学中，移动APP 的种类越来越多，要想进一步提高学生对专业知识的探究兴趣，教师要给予学生及时引导，《软件工程》教学过程中，教师根据学生需求，制定有针对性的Android 手机APP 运用的有效策略[1]。

将分散的教学时间集中起来，重点思考如何完善课程教学模式的问题，尊重学生的个性化需求，进行有效教学，倡导APP 运用，将碎片化的学习变为系统化学习，提高软件工程教学质量。

1 移动学习的内涵移动学习是建立在远程学习基础上，需要移动终端的辅助，可实现任何时间、任何时间的自由学习[2]。

对软件工程教学来说，就是利用移动终端展示教学内容，运用移动终端在教师与学生之间构建双向互动体系，采取移动教学方式改变软件工程教学模式，强化互联网、无线移动网络、多媒体等技术的运用，更为方便、灵活的开展软件工程教育。

2 软件工程教学中开展移动APP 教学的必要性根据《软件工程》教学内容，合理制定课程教学计划，引导学生主动探究与专业有关的知识，稳步推进移动教学，改变教育模式，促进师生间互动[3]。

课堂教学中，教师运用互联网开展移动教学，将软件工程专业的知识形象化展示出来，引导学生主动学习与移动终端、APP 设计、维护等有关的知识，便于运用现代技术为学生提供专业化的技术支持，改变教学模式，丰富课堂教育内容，提升软件工程教学质量。

3 《软件工程》教学中Android 移动学习APP 应用途径的探讨3.1 系统设计将计算机的运用作为一个知识点，注重将软件工程教学内容分解，运用现代网络搭建一个完整的知识系统，便于对学生进行专业化的教育。

利用windows XP 操作系统，注重软件开发，采用客户容易接受的基础学习、综合测试模块等功能，采用先进的视频播放、精品课程下载等功能，便于学生注册后登录即可使用。

根据学生需求对数据库中的用户表、习题表、习题类型等进行有效管理，具有增、删、添等多项功能，便于更好的服务于师生[4]。

Android系统的分析与研究的研究报告Android系统是目前市场上占据绝对领导地位的移动操作系统。

它的流行不仅仅源于其对开发者友好，对于用户而言，其卓越的交互方式以及丰富的第三方应用资源同样是吸引人的关键因素。

本文将对Android系统进行深入分析与研究。

一、Android系统的概况Android系统是由Google公司推出的一款基于Linux内核的开源操作系统。

它运行在智能手机、平板电脑以及其他可穿戴设备上。

Android系统因其开放性及良好的生态而得到各大厂商及开发者的广泛支持，目前机型品牌众多，市场份额远远超过竞争对手。

二、Android系统的架构Android系统采用了分层式的体系架构，这使得Android具备了出色的扩展性和可定制性。

Android的架构分为：Linux内核层，简单内核层，框架层，应用程序框架层和应用程序层。

其中，Linux内核层负责底层驱动和硬件控制。

三、Android系统的特色1. 开放性：Android系统是基于开源的操作系统，开放性保障了用户能够使用自己的代码来扩展Android的功能。

2. 自由度高：Android系统提供了丰富的第三方应用资源，用户可以随意选择自己需要的应用。

3. 安全性：Android系统为用户的隐私和数据安全提供了保障。

系统提供了用户安装应用时的可信检查，确保安装的应用程序不会危害用户的数据安全。

四、Android系统的发展趋势及展望随着移动互联网的普及，智能手机等手持设备已经成为人们日常消费以及办公之中必不可少的工具。

作为移动设备的操作系统之一，Android系统快速发展，使得Android生态环境不断扩大。

未来，随着物联网的快速发展，Android不仅仅将运行在手机等手持设备上，而是将涉及到更多与人交互的设备中。

结论在不断增长的移动设备市场中，Android系统已经成为绝对的领导者。

在经过多年的发展过程中，越来越多的开发者和厂商投入到Android的生态系统中。

第二节：Android系统构架分析和应用程序目录结构分析内容：Android系统构架简介Android应用程序结构分析一、Android系统构架Android系统从底向上一共分了4层，每一层都把底层实现封装，并暴露调用接口给上一层。

下面是简单翻译的版本：1.Linux内核(Linux Kernel)o Android运行在linux kernel 2.6之上，但是把linux内受GNU协议约束的部分做了取代，这样在Android的程序可以用于商业目的。

o Linux 内核是硬件和软件层之间的抽象层。

2.中间件o中间件包括两部分：核心库和运行时(libraries & Android runtime)o核心库包括，SurfaceManager 显示系统管理库，负责把2D或3D内容显示到屏幕；Media Framework 媒体库，负责支持图像，支持多种视频和音频的录制和回放；SQlite 数据库，一个功能强大的轻量级嵌入式关系数据库；WebKit 浏览器引擎等。

o Dalvik虚拟机：区别于Java虚拟机的是，每一个Android 应用程序都在它自己的进程中运行，都有一个属于自己的Dalvik 虚拟机，这一点可以让系统在运行时可以达到优化，程序间的影响大大降低。

Dalvik虚拟机并非运行Java字节码，而是运行自己的字节码。

3.应用程序框架(Application Framework)o丰富而又可扩展性的视图（Views），可以用来构建应用程序，它包括列表（lists），网格（grids），文本框（text boxes），按钮（ buttons），可嵌入的web 浏览器。

o内容提供者（Content Providers）使得应用程序可以访问另一个应用程序的数据（如联系人数据库），或者共享它们自己的数据。

o资源管理器（Resource Manager）提供非代码资源的访问，如本地字符串，图形，和布局文件（ layoutfiles ）。

Android系统架构及内核简介（来源于ThinkPHP）Android是Google公司开发的基于Linux平台的开源⼿机操作系统,它包括操作系统、中间件、⽤户界⾯和应⽤程序,⽽且不存在任何以往阻碍移动产业创新的专利权障碍,并由Google公司于2007年11⽉5⽇正式发布。

同时,Google公司组建了⼀个开放⼿机联盟,这个联盟由中国移动、摩托罗拉、⾼通、宏达电和T-Mobile等在内的全球30多家技术和⽆线应⽤的领军企业组成,Google通过与运营商、设备制造商、开发商和其他有关各⽅结成深层次的合作伙伴关系,希望借助建⽴标准化、开放式的移动电话软件平台,在移动产业内形成⼀个开放式的⽣态系统;可预见地,⽣产和使⽤基于 Android系统的嵌⼊式⼿持移动设备将是未来的发展趋势,对相应软件的需求量也将⽇趋增长,因此对Android系统内部作⼀个完整和深⼊的分析,对基于Android平台的软件移植和开发是很有益处的。

1　Android系统平台架构对操作系统⽽⾔,必须做到设计合理、层次分明,同时还需考虑整个系统的结构要聚耦适当,Android系统是基于linux内核的,因此还必须具备开源的特性,以符合开源⼈员共同⼯作。

从系统的组成要件来讲,Android平台架构包括硬件设备、板级⽀持包、驱动程序、操作系统内核、程序运⾏库,运⾏框架,应⽤程序等,它们的有机结合和协同⼯作共同完成了整个系统的正常运⾏和对事务的处理。

依据Google开源资料可知,整个系统由Linux内核、程序库、Android Runtime、应⽤程序框架和应⽤程序等5部分组成，,系统架构如图1所⽰。

参照图1,由上⽽下对组成系统各部分的主要组件作以下描述。

1.1　Linux内核Android基于Linux 2.6内核,但并⾮完全照搬内核,⽽是对内核作了部分增删和修改,在Linux 2.6内核的基础上,Android核⼼系统实现了安全性、内存管理、进程管理、⽹络协议栈和驱动模型等功能,Linux内核也同时作为硬件和软件栈之间的抽象层。

Android应用程序的动态分析方法研究随着手机应用程序的普及，Android成为了全球最流行的移动操作系统。

然而，由于Android应用程序的开放性和复杂性，恶意软件和安全威胁也随之增加。

因此，研究和开发动态分析方法来检测和识别潜在的安全问题是非常重要的。

动态分析是指在运行时监测和分析应用程序的行为。

它可以帮助我们了解应用程序的实际执行情况，发现潜在的漏洞和安全问题。

下面将详细介绍几种常见的Android应用程序动态分析方法。

1. 动态代码分析：动态代码分析通过监测应用程序在运行时的代码执行路径来识别潜在的漏洞和安全问题。

这种方法可以帮助我们发现未经处理的异常、内存泄漏和安全漏洞等风险。

通过对应用程序的代码执行过程进行监测和记录，我们可以识别潜在的安全问题，并采取相应的措施来修复它们。

2. 动态行为分析：动态行为分析主要关注应用程序在运行时的行为，并通过分析其行为来识别潜在的威胁和恶意行为。

它可以帮助我们检测恶意软件、未经授权的数据访问和隐私泄露等问题。

通过对应用程序的系统调用、网络流量和文件操作等行为进行监测和分析，我们可以发现恶意行为，并及时采取相应的措施来防御和保护用户的隐私和数据安全。

3. 动态内存分析：动态内存分析主要关注应用程序在运行时的内存使用情况，并通过分析内存数据来检测内存泄漏和资源浪费等问题。

这种方法可以帮助我们优化应用程序的性能和资源利用，提高用户体验。

通过监测和记录应用程序的内存分配和释放过程，我们可以识别潜在的内存问题，并通过适当的优化和调整来解决它们。

4. 动态网络分析：动态网络分析主要关注应用程序在运行时的网络访问情况，并通过监测和分析网络流量来识别潜在的安全问题和风险。

这种方法可以帮助我们检测恶意软件、未经授权的数据访问和网络攻击等威胁。

通过对应用程序的网络连接、数据传输和网络请求等行为进行监测和分析，我们可以发现潜在的安全问题，并及时采取相应的措施来防御和保护用户的网络安全。

Android平台网络连接架构解析2016-09李国辉ligh6@一概述截止到最新的7.0版本，android网络连接管理系统一直都由四个service组成，分别是ConnectivityService，NetworkPolicyManagerService，NetworkManagementService，NetworkStatsService共同配合完成网络连接和管理功能，其中核心服务是ConnectivityService，而本文也会着重介绍该service的架构，四个service中NetworkPolicyManagerService通过NetworkPolicyManager对外提供SDK接口，而ConnectivityService通过ConnectivityManager对外提供SDK接口，整体的框架图如下：1. ConnectivityService提供数据连接管理服务，负责管理Mobile，WIFI，BT，Ethernet几大类网络连接，同时提供VPN和Tethering服务。

workPolicyManagerService提供网络策略管理服务，NetworkPolicyManagerService维护网络使用策略，策略可以从一个策略文件读取（策略文件保存在系统目录下的netpolicy.xml 文件中）。

也可以通过NetworkPolicyManager对外提供的设置策略接口（setNetworkPolicies及setUidPolicy）进行设置，NetworkPolicyManagerService能够根据这些设置或从策略文件中读取的策略控制网络连接。

另外NetworkPolicyManagerService还具有动态调节网络连接限额及动态设置网络连接的功能，动态调节网络连接限额机制是通过INetworkStatsService访问NetworkStatsService服务获得上面设置或读取的策略匹配的网络连接类型的传输统计信息（NetworkPolicyManagerService采用NetworkTemplate进行网络连接类型的匹配），并根据这些信息生成有效的规则，并提交给ConnectivityService服务，并调用NetworkManagementService 的setInterfaceQuota函数对网络连接的带宽限额。

android应用分析之apk文件结构实际上，一个APK文件就是一个.zip格式的压缩包，我们可以用解压缩工具打开任何一个APK文件，由于代码混淆和加密，通过普通解压缩工具打开里面的文件或目录会看到各种乱码。

一个典型的apk文件包含以下内容：•AndroidManifest.xmlAndroid应用的配置清单文件，它向Android系统介绍了这个应用的很多配置信息，系统可以根据这个文件在相当程度上了解这个应用的一些信息。

该文件是每个应用都必须定义和包含的，它描述了应用的名字、版本、权限、引用的库文件等等信息，如要把apk上传到Google Market上，也要对这个xml做一些配置。

在apk中的AndroidManifest.xml是经过压缩的，可以通过AXMLPrinter2工具（针对该文件）或apktool工具进行反编译（反编译整个apk）。

•META-INF目录META-INF目录下存放的是签名信息，用来保证apk包的完整性和系统的安全。

没有签名的应用是不被系统认可的，也无法安装到手机中。

Android SDK在对APK进行打包的时候，会把APK中全部文件的完整信息保存到这里，这样应用在安装的时候会进行完整性校验，确保APK的文件不会被篡改，大大提升了应用和系统的安全性与完整性。

META-INF目录下有CERT.RSA、CERT.SF和MANIFEST.MF这几个文件，其中的CERT.RSA文件记录了开发者的私钥对APK 签名后的信息，MANIFEST.MF文件则保存了整个APK中所有文件的SHA-1进行base64编码后的值，CERT.SF则与MANIFEST.MF差不多，包括了后者所有的信息，然后又加入了MANIFEST.MF文件的SHA-1并base64编码的值。

•res目录存放各种资源文件的目录。

这个目录中的所有文件，最终会被映射到Android 工程中的R文件中，生成对应的int型的ID，在程序中访问这些资源文件的时候，直接使用资源的ID就能进行调用了。

2010-04-1610:41高通7系列硬件架构分析如上图，高通7系列Display的硬件部分主要由下面几个部分组成：A、MDP高通MSM7200A内部模块，主要负责显示数据的转换和部分图像处理功能理，如YUV转RGB，放大缩小、旋转等。

MDP内部的MDP DMA负责数据从DDR到MDDI Host 的传输（可以完成RGB之间的转换，如RGB565转成RGB666，这个转换工能载目前的code中没有使用）。

B、MDDI一种采用差分信号的高速的串行数据传输总线，只负责数据传输，无其它功能；其中的MDDI Hosat提供并行数据和串行数据之间的转换和缓冲功能。

由于外面是VGA的屏幕，数据量较大，为了减少对EBI2总线的影响，传输总线使用MDDI，而非之前的EBI2。

C、MDDI Bridge由于现在采用的外接LCD并不支持MDDI接口，故需要外加MDDI转换器，即MDDI bridge，来把MDDI数据转换成RGB接口数据。

这里采用的EPSON MDDIBridge 还有LCD Controller功能，可以完成其它一些数据处理的功能，如数据格式转换、支持TV-OUT、PIP等；并且还可以提供一定数量的GPIO。

目前我们主要用它把HOST 端MDDI传递过来的显示数据和控制数据（初始化配置等）转换成并行的数据传递给LCD。

D、LCD module主要是LCD Driver IC和TFT Panel，负责把MDDI Bridge传来的显存中的图像示在自己的Panel上。

2010-04-1610:45Android display SW架构分析下面简单介绍一下上图中的各个Layer：*蓝色部分－用户空间应用程序应用程序层，其中包括Android应用程序以及框架和系统运行库，和底层相关的是系统运行库，而其中和显示相关的就是Android的Surface Manager,它负责对显示子系统的管理，并且为多个应用程序提供了2D和3D图层的无缝融合。