Android开发知识体系结构

Android平台架构及特性Android平台架构及特性 Android系统的底层是建⽴在Linux系统之上，改平台由操作系统、中间件、⽤户界⾯和应⽤软件四层组成，它采⽤⼀种被称为软件叠层（Software Stack）的⽅式进⾏构建。

好处：这种软件叠层结构使得层与层互相分离，明确各层的分⼯，这种分⼯保证了层与层之间的低耦合，当下层内或者层下发⽣改变时，上层应⽤程序⽆需任何改变。

下图显⽰Android系统的体系结构：1.应⽤程序层（Application） Android平台不仅仅是操作系统，也包含了许多应⽤程序，诸如SMS短信客户端程序、电话拨号程序、图⽚浏览器、Web浏览器等应⽤程序。

这些应⽤程序都是⽤Java语⾔编写的，并且这些应⽤程序都是可以被开发⼈员开发的其他应⽤程序所替换，这点不同于其他⼿机操作系统固化在系统内部的系统软件，更加灵活和个性化。

我们编写的主要是这⼀层上的应⽤程序。

2.应⽤程序架构层（Application Framework） 应⽤程序框架层是我们从事Android开发的基础，很多核⼼应⽤程序也是通过这⼀层来实现其核⼼功能的，该层简化了组件的重⽤，开发⼈员可以直接使⽤其提供的组件来进⾏快速的应⽤程序开发，也可以通过继承⽽实现个性化的拓展。

Android应⽤程序框架提供了⼤量的API供开发者使⽤。

a） Activity Manager（活动管理器）管理各个应⽤程序⽣命周期以及通常的导航回退功能b） Window Manager（窗⼝管理器）管理所有的窗⼝程序c） Content Provider（内容提供器）使得不同应⽤程序之间存取或者分享数据d） View System（视图系统）构建应⽤程序的基本组件e） Notification Manager(通告管理器)使得应⽤程序可以在状态栏中显⽰⾃定义的提⽰信息f） Package Manager（包管理器）Android系统内的程序管理g）Telephony Manager(电话管理器)管理所有的移动设备功能h）Resource Manager（资源管理器）提供应⽤程序使⽤的各种⾮代码资源，如本地化字符串、图⽚、布局⽂件、颜⾊⽂件等i）Location Manager(位置管理器)提供位置服务j）XMPP Service（XMPP服务）提供Google Talk服务3.系统运⾏库层： 1)函数库（Libraries） 函数是应⽤程序框架的⽀撑，是连接应⽤程序框架层与Linux内核层的重要纽带。

Android应用与开发课程标准1. 简介本课程是针对Android应用的入门级别，并将涉及到Android开发的最新技术。

主要目的是让学员从零开始了解Android应用的实现，包括了基础的概念、工具和实践技巧。

2. 学习目标学完本课程，学员应该达到以下目标：•了解Android开发的基础知识和常用的应用架构•掌握Android Studio和其相关工具的使用•学会设计、开发和发布Android应用程序•熟悉Android的安全机制和最佳实践3. 课程安排Module 1: Android应用概述本模块将会介绍Android应用的概述和Android系统的体系结构。

学员将会了解到Android应用的工作原理和各种Android设备从硬件到软件的相互作用。

Module 2: Android开发环境本模块将会介绍Android Studio开发环境的基本用法。

学员将会学习如何配置Android Studio、创建新项目、运行和调试应用程序。

Module 3: Android应用设计和UI开发本模块将会介绍Android应用的UI设计和开发。

学员将会学习如何使用Android布局、控件以及其它UI组件、绘图和动画效果等。

Module 4: Android应用数据存储本模块将会介绍Android应用数据存储和访问技术。

学员将会了解如何使用SQLite、SharedPreferences和文件系统等数据存储方法，还将掌握如何在应用程序中使用网络访问等技术。

Module 5: Android应用的发布和营销本模块将会教授学员如何将Android应用程序上传到对应的应用商店。

学员将学习如何添加广告和识别应用程序的一般规则。

Module 6: Android应用的安全和最佳实践本模块将会介绍Android应用的安全和最佳实践。

学员将会了解如何保护自己应用程序的数据和隐私安全，并且熟悉排除应用程序开发中容易发生的错误。

《Android应用开发》课程标准一、课程的性质与目标《Android应用开发》是面向计算机相关专业的一门专业课，涉及Android 基础知识、常见界面布局与控件、数据存储、四大组件、事件处理、网络编程、图形图像处理、多媒体应用等。

通过本课程的学习，学生能够掌握Android基础知识，学会编写简单的应用程序与教材中第6、12、15章的阶段案例。

二、教学条件要求操作系统：Windows 7开发工具：Android Studio 3.2+模拟器、JDK8三、课程的主要内容及基本要求第1章Android基础入门第2章Android常见界面布局第3章Android常见界面控件第4章程序活动单元Activity第5章数据存储第6章阶段案例——记事本第7章使用内容提供者共享数据第8章广播机制第9章服务第10章Android事件处理第11章网络编程第12章阶段案例——智能聊天机器人第13章图形图像处理14章多媒体应用开发第第15章综合项目——网上订餐四、学时分配五、考核模式与成绩评定办法本课程建议教学中主要提取一些具代表性的生产性问题，采用项目教学、案例教学为主，教师在每个案例教学中先提纲挈领的阐明一些新技术手段和语法表达形式，之后学生分组，以 3 － 5 人为宜，每组注意实践操作能力强弱的搭配，完成后抽取具代表性的作品公开集中评价，所有学生共同参与，同步提高。

结合案例教学的特点，对学生的考核采用平时情况结合期末总评情况综合评价。

学生在每次项目完成后，每组学生在项目组内自评，教师给每组一个总评，将学生自评成绩和教师总评成绩按比例结合为一次项目的成绩。

多次项目成绩组成了学生此课程的平时实践操作部分的成绩。

另外学生在每部分学习后完成的其它任务（如课后作业），此又作为学生平时成绩的一部分。

在期末课程结束后，按实际情况可布置每个学生独立完成一个较综合的项目实践，以此作为期末考核成绩；考虑到部分学生非独立完成的作弊行为，亦可组织学生统一卷面考试，以此成绩作为期末考核成绩。

1、Android体系结构Android是基于Linux内核的软件平台和操作系统，采用了软件堆栈的架构，共分为4层：第一层是Linux内核，提供由操作系统内核管理的底层基础功能；第二层是中间件层，由函数库和Android运行时构成；第三层是应用程序框架层，提供了Android平台基本的管理功能和组件重用机制；第四层是应用程序层，提供了一系列核心应用程序。

2、Dalvik虚拟机基于寄存器的Java虚拟机，每个应用程序在一个独立的Dalvik 虚拟机上运行3、.apk(Android Package)文件，该文件实际上是个压缩包，可改为.zip解压缩4、Android两种开发环境：JDK + Eclipse + ADT + Android SDKJDK + Android Studio + Android SDK5、14：Min SDK Version最低SDK版本22：Target SDK Version目标SDK版本22：Compile SDK Version编译的SDK版本6、adb：Android Debug Bridge，连接PC与Android设备的桥梁adb connect 127.0.0.1:6555查看设备：adb devices安装软件：adb install <apk文件路径>卸载软件：命令1：adb uninstall <软件名>命令2：adb uninstall -k <软件名>登录设备shell：命令1：adb shell命令2：adb shell <command命令>从计算机上发送文件到目标机：adb push <本地路径> <远程路径>从目标机上下载文件到计算机：adb pull <远程路径> <本地路径>显示帮助信息：adb help7、Android项目目录：（代码与资源分开）src 源代码目录gen 目录（R.java文件是ADT自动生成，不能手动修改，R.java作用：src中的代码通过R.java访问res中的资源）res 资源目录（/res/layout/目录:界面布局文件，xml;/res/raw不参加编译的资源，不能生成对应文件）AndroidManifest.xml 清单文件（声明应用程序属性信息，声明组件，声明权限，唯一一个组件BroadcastReceiver不需在AndroidManifest中注册）8、四大组件：Activity，Service，BroadcastReceiver，ContentProvider，前3个组件的组件之间的通信由Intent实现，另一app需通过ContentResolver 来与ContentProvider通信。

Android平台软件架构Android系统架构由5部分组成，分别是：Linux Kernel、Android Runtime、Libraries、Application Framework、Applications。

第二部分将详细介绍这5个部分。

架构详解现在我们拿起手术刀来剖析各个部分[2]。

其实这部分SDK文档已经帮我们做得很好了，我们要做的就是拿来主义，然后再加上自己理解。

下面自底向上分析各层。

1、Linux KernelAndroid基于Linux 2.6提供核心系统服务，例如：安全、内存管理、进程管理、网络堆栈、驱动模型。

Linux Kernel也作为硬件和软件之间的抽象层，它隐藏具体硬件细节而为上层提供统一的服务。

如果你学过计算机网络知道OSI/RM，就会知道分层的好处就是使用下层提供的服务而为上层提供统一的服务，屏蔽本层及以下层的差异，当本层及以下层发生了变化不会影响到上层。

也就是说各层各尽其职，各层提供固定的SAP（Service Access Point），专业点可以说是高内聚、低耦合。

如果你只是做应用开发，就不需要深入了解Linux Kernel层。

2、Android RuntimeAndroid包含一个核心库的集合，提供大部分在Java编程语言核心类库中可用的功能。

每一个Android应用程序是Dalvik虚拟机中的实例，运行在他们自己的进程中。

Dalvik虚拟机设计成，在一个设备可以高效地运行多个虚拟机。

Dalvik虚拟机可执行文件格式是.dex，dex格式是专为Dalvik设计的一种压缩格式，适合内存和处理器速度有限的系统。

大多数虚拟机包括JVM都是基于栈的，而Dalvik虚拟机则是基于寄存器的。

两种架构各有优劣，一般而言，基于栈的机器需要更多指令，而基于寄存器的机器指令更大。

dx 是一套工具，可以将 Java .class 转换成 .dex 格式。

一个dex文件通常会有多个.class。

1.4 Android体系结构采用软件堆层的架构，共分为四层⏹Linux内核❑硬件和其他软件堆层之间的一个抽象隔离层❑提供安全机制、内存管理、进程管理、网络协议堆栈、和驱动程序等⏹中间件层由函数库和Android运行时构成❑函数库，主要提供一组基于C/C++的函数库❑SQLite，轻量级的关系数据库引擎❑OpenGL ES，基于3D图像加速❑Android运行时❑Dalvik虚拟机，实现基于Linux内核的线程管理和底层内存管理⏹应用程序框架❑提供Android平台基本的管理功能和组件重用机制❑Location Manager，管理与地图相关的服务功能⏹应用程序❑提供一系列的核心应用程序❑包括电子邮件客户端、浏览器、通讯录和日历等2.2.1 Android SDK目录结构(+)add-ons(+)google_apis-3(-)README.txt(+)docs(+)platforms(+)android-1.1(+)android-1.5(+)tools(+)usb_driver(+)amd64(+)x86(-)documentation.html(-)RELEASE_NOTES.html1.add-one 目录下的是Google提供地图开发的库函数，支持基于Google Map 的地图开发2.docs目录下的是Android SDK的帮助文档，通过根目录下的documentation.html 文件启动3.platforms目录中存在两个子目录android-1.1和android-1.5，分别用来保存1.1版本和1.5版本的Android SDK 的库函数、外观样式、程序示例和辅助工具等4.tools目录下的是通用的Android开发和调试工具b_driver目录下保了用于amd64和x86平台的USB驱动程序6.RELEASE_NOTES.html是Android SDK的发布说明2.2.3 开发工具1.Android模拟器Android SDK 的最重要的工具；支持加载SD卡映像文件，更改模拟网络状态，延迟和速度，模拟电话呼叫和接收短信等；不支持接听真实电话，USB连接，摄像头捕获，设备耳机，电池电量和AC电源检测，SD卡插拔检查和使用蓝牙设备；Android模拟器外观2.Android调试器连接Android设备和模拟器的工具；客户端/服务器程序，包含守护程序、服务器程序和客户端程序3.DDMSAndroid系统中内置的调试工具；监视Android系统中进程、堆栈信息，查看logcat 日志，实现端口转发服务和屏幕截图功能，模拟器电话呼叫和SMS短信，以及浏览Android模拟器文件系统等3.2 Android程序结构⏹在“Package Explore”中，ADT以工程名称HelloAndroid作为根目录，将所有字段生成的和非自动生成的文件都保存在这个根目录下⏹根目录包含四个子目录：src、assets、res和gen，一个库文件android.jar，以及两个工程文件Androidmanifest.xml和default.properties⏹src目录是源代码目录，所有允许用户修改的java文件和用户自己添加的java文件都保存在这个目录中⏹HelloAndroid工程建立初期，ADT根据用户在工程向导中的“CreateActivity”选项，自动建立HelloAndroid.java文件⏹HelloAndroid.java是Android工程向导根据Activity名称创建的java文件，这个文件完全可以手工修改。

Android的架构与应用开发探讨摘要：随着人类科学技术的发展，手机的更新频率非常高。

智能手机是现在生活中的主角，其系统为android，是智能手机的平台。

针对android系统智能手机的功能、构架以及原理等进行全方位的研究和探讨。

关键词：android；架构；应用开发中图分类号：tn929.53；tp311.52 文献标识码：a 文章编号：1674-7712 （2013） 02-0081-01android系统的智能手机是一个真正意义上的开放性移动设备综合平台，其中包括：用户界面、应用程序、操作系统和中间件，拥有了一定电话的所需的全部软件，android系统的开发性保证了该平台不存在任何阻碍移动产业创新发展的空间。

一、android系统的构架android系统平台由linux内核层、应用框、android运行时库和其他库层、应用程序四个层次构成。

第一层linux内核层，主要是通过添加android运行时所需要的特定驱动代码和一个goldfish的虚拟cpu来实现。

是基于linux version2.6.23内核进行的开发。

其主要作用在于，能够提供系统底层的服务，如，内存管理、网络堆积、进程管理和安全机制等，该层在硬件和其他软件之间属于中间层。

由于该内核操作系统和linux/gnu并属于一类，因此，它的系统初始化、编程接口和系统库等都不同于标准的linux系统。

其采用的不是内存文件系统而是yaffs2文件系统。

第二层android运行时库和其他库层，android系统运行时库中包含了一组dalvik虚拟机和核心库，并提供了丰富的库类支持，而且这些库类大多数都是开源代码，如采用aqlite数据库。

android 系统在选择该数据时不需要安装和管理，该数据库是一个完整的数据库，储存在单一磁盘文件中，占有内存只有250kb。

但是支持数据库的大小为2tb，能够支持和处理并发事务的功能，运行速度比其他大多数数据库快。

课程标准所属系部：信息工程系课程名称：移动应用开发课程性质：专业必修课课程学时：96适用专业：物联网专业（60）《移动应用开发》课程标准1、课程概述1.1 课程定位Android应用开发是物联网应用技术专业的核心课程之一，是该专业的专业必修课。

是物联网系统设计架构师、物联网系统管理员、网络应用系统管理员、物联网应用系统开发工程师等核心职业岗位以及物联网设备技术支持与营销等相关职业需要掌握的专业知识核心课程。

通过本课程的学习，使学生具备Android平台应用开发相关知识、良好的编程习惯和手机应用软件开发的能力，能胜任基于Android平台的手机软件研发等工作任务。

同时，通过教学过程中的实际开发过程的规范要求，培养学生分析和解决实际问题的能力，强化学生的职业道德意识、职业素质养意识和创新意识，为学生以后从事更专业化的软件开发工作奠定基础。

为了适应高职学生的学习情况，该课程以Android应用技术为重点，逐步阐述Androi d应用体系结构，介绍Android应用常见的几个功能。

采用项目+案例教学法，既让学生掌握Android的基本知识，同时，也让学生在潜移默化中了解一些Android的高级开发技术，从而为今后实现Android应用开发打下基础。

本课程主要涉及Android 基础知识、UI界面、数据存储、SQLite数据库、四大组件、网络编程、高级编程等的学习。

通过本课程的学习，学生能够掌握Android的基础知识，学会编写简单的应用程序，为进一步学习移动互联工程师后续课程打下良好的理论和实践基础。

在课程设置上，前导课程有《Java程序设计》、《数据库技术基础》，后续课程有《Android高级应用开发》、《移动互联网开发综合实训》、《毕业实习》等。

1.2 课程设计思路Android应用开发是移动互联工程师的专业核心课程，注重软件开发基本理论、基本方法和基本技能的学习及素质教育，激发学生的学习兴趣，在启发、提示下使其自主地、全面地理解软件的基本理论和基本方法，提高学生的思维能力和实际操作技能，增强他们理论联系实际的能力，培养学生的创新精神，使学生养成观察、独立分析和解决问题的习惯；以提高技能、磨砺意识、活跃思维、展现个性和拓宽视野。

1. 简述Android平台的四层体系结构应用程序、应用程序框架、核心类库、Linux内核2. Android开发环境的安装配置包括哪些步骤1. 下载安装JDK，配置环境变量2. 下载安装Eclipse3. 下载安装android SDK4. 下载安装adt5. 在Eclipse中配置adt与android SDK3. Android SDK提供基本开发工具包括哪些，各有什么用途1. A VD A VD是模拟器的一个配置，让用户更好的来模拟一个真是设备2. Emulator 模拟器，硬件设备的一个仿真模拟器，可以通过模拟器仿真测试android应用程序3. ADB 管理模拟器的通用工具，可以将系统文件复制到设备、从设备复制文件到系统、安装APK项目、查看当前设备等4. DDMS Dalvik调试监控服务，一个可视化的调试监控工具5. AAPT android资源打包工具6. DX 将java编译后的类文件转换成android dalvik虚拟机可执行的文件7. Mksdcard 将硬盘控件镜像为硬盘存储设备4. 简述Android的程序结构各目录及文件，以及各自作用1. Src 源文件文件夹2. Gen 保存自动生成的R资源类文件夹3. Android4.0.3 Android sdk jar文件 4. Res 资源文件夹5. AndroidManifest.xml Android配置清单文件6. Layout 存放布局文件7. Value 存放数据8. Default.xml 属性文件5. R.java文件的用途和生成方法R.java是一个资源索引类，由系统自动生成，无需修改6. 简述AndroidManifest.xml文件的用途是Android工程的全局配置文件、所有android需要使用到的组件都要在该文件中声明、并且在该文件中还可以声明一些权限以及sdk的最低版本信息等7. Android系统包括哪四大基本组件Activity、Service、Broadcast Receiver、Content Provider8. 从高到低简述Android系统中进程优先级1. 前台进程2. 可视进程3. 服务进程4. 后台进程5. 空进程9. 举例常见Activity事件回调函数onCreate()、onStart()、onRestart()、onResume()、onPause()、nStop()、onDestroy()10. 简述Android用户界面框架MVC模型11. 什么是TextView控件，举例何种显示需求需要此控件TextView是一种用来输入和编辑字符的控件12. 什么是EditText控件，举例何种显示需求需要此控件EditText继承于TextView，是一个具有编辑功能的TextView控件13. 什么是Button控件，举例何种显示需求需要此控件Button是按钮控件，用户能够在该控件上点击、引发相应的事件处理函数14. 什么是ImageButton控件，举例何种显示需求需要此控件 ImageButton继承于Button,如果需要在按钮上显示图片，则使用改控件15. 什么是Checkbox控件，举例何种显示需求需要此控件CheckBox是可以同时选择多个选项的控件16. 什么是RadioButton控件，举例何种显示需求需要此控件RadioButton是只可以选择一个选项的控件，RadioGroup是RadioButton的承载体17. 什么是Spinner控件，举例何种显示需求需要此控件Spinner是从多个选项中选择一个选项的控件18. 什么是ListView控件，举例何种显示需求需要此控件ListView是用于垂直显示的列表控件，如果显示内容太多，则会出现垂直滚动条19. 什么是TabHost控件，举例何种显示需求需要此控件可以实现多个分页之间的切换，每个标签页可以显示不同的内容21. 什么是线性布局线性布局是将子组件按照垂直或者水平方向来布局22. 什么是框架布局框架布局从屏幕左上角(0,0)坐标开始布局，多个组件层重叠排序，后面的组件覆盖前面的组件。