Android特性与系统架构

Android⼤致可以分为四层架构Android 系统架构为了让你能够更好地理解 Android 系统是怎么⼯作的，我们先来看⼀下它的系统架构。

Android ⼤致可以分为四层架构：Linux 内核层、系统运⾏库层、应⽤框架层和应⽤层。

1. Linux 内核层 Android 系统是基于 Linux 内核的，这⼀层为 Android 设备的各种硬件提供了底层的驱动，如显⽰驱动、⾳频驱动、照相机驱动、蓝⽛驱动、Wi-Fi 驱动、电源管理等。

2. 系统运⾏库层这⼀层通过⼀些 C/C++库来为 Android 系统提供了主要的特性⽀持。

如 SQLite 库提供了数据库的⽀持，OpenGL|ES 库提供了 3D 绘图的⽀持，Webkit 库提供了浏览器内核的⽀持等。

同样在这⼀层还有 Android 运⾏时库，它主要提供了⼀些核⼼库，能够允许开发者使⽤ Java 语⾔来编写 Android 应⽤。

另外，Android 运⾏时库中还包含了 Dalvik 虚拟机（5.0 系统之后改为 ART 运⾏环境），它使得每⼀个 Android 应⽤都能运⾏在独⽴的进程当中，并且拥有⼀个⾃⼰的 Dalvik 虚拟机实例。

相较于 Java 虚拟机，Dalvik 是专门为移动设备定制的，它针对⼿机内存、 CPU 性能有限等情况做了优化处理。

3. 应⽤框架层这⼀层主要提供了构建应⽤程序时可能⽤到的各种 API，Android ⾃带的⼀些核⼼应⽤就是使⽤这些 API 完成的，开发者也可以通过使⽤这些 API 来构建⾃⼰的应⽤程序。

4. 应⽤层所有安装在⼿机上的应⽤程序都是属于这⼀层的，⽐如系统⾃带的联系⼈、短信等程序，或者是你从 Google Play 上下载的⼩游戏，当然还包括你⾃⼰开发的程序。

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。

android 开发原理
Android 开发原理涉及以下方面：
1. Android 操作系统架构：Android 是基于 Linux 内核的开源移动
操作系统，它包含了多种层次的模块，如 Linux 内核层、硬件抽象层、
原生库、应用框架层和应用层。

每一层有不同的功能和职责，共同组成了
完整的 Android 系统。

2. Android 应用开发框架：Android 应用开发使用 Java 语言编写，开发者可以利用 Android SDK 中提供的应用程序接口（APIs）来操作手
机硬件和系统资源。

Android 应用开发框架主要包括三个重要的组件：Activity、Service 和 BroadcastReceiver。

3. Android 软件开发工具：Android Studio 是官方提供的 Android 开发工具，它包含了 Android SDK、模拟器、调试器和其他开发工具，是
开发 Android 应用的必备工具。

4. Android 应用发布：Android 应用发布需要遵守 Google Play Store 的规则和标准，包括应用的内容、安全性、隐私保护等。

开发者需
要进行应用打包、签名、上传和发布等一系列操作，并需要通过 Google Play Store 的审核才能上架应用。

总体来说，Android 开发原理体现了一个完整的软件开发过程，包括
操作系统的架构设计、应用开发框架的设计和实现、软件开发工具的使用
和应用发布等方面。

信息安全工程师综合知识真题考点：安卓Android系统架构Android是一个开源的移动终端操作系统，共分成Linux内核层、系统运行库层、应用程序框架层和应用程序层四个部分。

●Linux内核层：这一层为Android设备的各种硬件提供了底层的驱动，包括音频驱动、Bindre（IPC）驱动、摄像头驱动、显示驱动、内存驱动、键盘驱动、电源管理、WiFi驱动。

●系统运行库层：Android的系统运行库包含两部分，一个是系统库，另一个是运行时。

Android运行时：核心库、Dalvik虚拟机。

库：FreeType、libc、LibWebCore、媒体框架、OpenGL | ES、SGL、SQLite、SSL、外观管理器。

●应用框架层：这一层主要提供了构建应用程序时可能用到的各种API，如Activity管理器、内容提供器、位置管理器、通知管理器、包管理器、资源管理器、电话管理器、视图系统、窗口管理器。

●应用程序层：所有安装在手机上的应用程序都是这个层，如主屏、浏览器、联系人、电话。

注：详见《信息安全工程师教程》（第2版）544-545页。

考点相关真题
Android 是一个开源的移动终端操作系统，共分成Linux 内核层、系统运行库层、应用程序框架层和应用程序层四个部分。

显示驱动位于（）。

A．Linux内核层
B．系统运行库层
C．应用程序框架层
D．应用程序层
参考答案：A。

android操作系统关于android操作系统Android，中文俗称安卓，是一个以Linux为基础的开放源代码移动设备操作系统，主要用于智能手机和平板电脑，由Google成立的Open Handset Alliance(OHA，开放手持设备联盟)持续领导与开发中。

安卓已发布的最新版本为Android L。

1. Android 操作系统介绍2007年11月5日Google宣布了Android系统，它是基于Linux 平台的开源手机操作系统，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成。

它采用软件堆层(Software Stack)的架构，主要分为三部分。

底层以Linux内核为基础，提供了操作系统的基本功能;中间层包括函数库Library和虚拟机Virtual Machine，用C++开发。

最上层是各种应用软件，包括通话程序，短信程序等，应用软件可由各公司自行开发，以Java作为开发语言。

Android一词的本义指“机器人”，最初的Android主要支持手机，后来经过开发改良，逐渐扩展到平板电脑及其他一些领域上，是首个为移动终端打造的真正的开放和完整的移动软件。

2. 系统架构Android的系统架构和其操作系统一样，采用了分层的架构。

Android分为四个层，从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和Linux内核层。

(1)应用程序Android会同一系列核心应用程序包一起发布，该应用程序包包括客户端，SMS短消息程序，日历，地图，浏览器，联系人管理程序等。

所有的应用程序都是使用JAVA语言编写的。

(2)应用程序框架开发人员也可以完全访问核心应用程序所使用的API框架。

该应用程序的架构设计简化了组件的重用;任何一个应用程序都可以发布它的功能块并且任何其它的应用程序都可以使用其所发布的功能块(不过得遵循框架的安全性)。

同样，该应用程序重用机制也使用户可以方便的替换程序组件。

(3)系统运行库Android 包含一些C/C++库，这些库能被Android系统中不同的组件使用。

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。

安卓系统层次架构1.安卓的系统架构2.分析第一层：Linux操作系统和驱动(Linux kernel):由C语言实现。

Android核心系统服务依赖于Linux2.6内核，包括：安全性、内存管理、进程管理、网络协议、驱动模型。

Linux内核也作为硬件和软件栈之间的抽象层。

除了标准的Linux内核外，Android还增加了内核的驱动程序：Binder(IPC)驱动、显示驱动、输入设备驱动、音频系统驱动、摄像头驱动、WiFi驱动、蓝牙驱动、电源管理。

第二层：本地框架和Java运行环境(LIBRARIES和ANDROID RUNTIME)本地框架是有C/C++实现。

包含C/C++库，被Android系统中不同组件使用，它们通过Android应用程序框架为开发者进行服务。

系统C库：(libc)从BSD继承过来的标准的C系统函数库，专门是为基于嵌入式Linux的设备定制的库。

多媒体库：基于PackerVideo的OpenCore；该库支持多种常用的音频、视频格式回放和录制，支持多种媒体格式的编和解码格式。

Suface Manager：显示子系统管理器，并且为多个应用程序提供2D和3D图层的无缝融合。

LibWebCore：一个最新的Web浏览器引擎，支持Android浏览器，以及一个可嵌入式的Web视图。

SGL：Skia图形库，底层的2D图形引擎。

3D libraries：基于OpenGL ES1.0 API的实现；该库可以使用硬件3D加速（如果可用），或者使用高度优化的3D软加速。

FreeType：位图(bitmap)和矢量(vector)字体显示。

Android运行环境(ANDROID RUNTIME):提供了Java编程语言核心库的大多数功能,由Dalvik Java虚拟机和基础的Java类库组成。

Dalvik是Android中使用的Java虚拟机，每个Android应用程序都在自己的进程中运行，都拥有一个独立的Dalvik虚拟机实例。

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。

AndroidAndroid是基于Linux平台的开源手机操作系统，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件。

Android一词的本义指“机器人”，中文音译为安卓。

2005年8月17日，Google收购美国Android公司，手机巨头摩托罗拉给予支持。

2010年，摩托罗拉放弃其他的操作系统（包括自家的Linux和UIQ）只支持Android。

Android的特色业务是手机软件，之后Google在其基础上发展了Android业务。

在Android发展的过程中，摩托罗拉付出的是核心代码，Google付出的是公关和品牌效应，当然还有它的google app，但是Google掌握了Android Market以及通过android google apps获得的大量用户。

Android采用软件堆层（Software Stack，又名软件叠层）的架构，主要分为三部分。

底层以Linux内核工作为基础，由C语言开发，只提供基本功能；中间层包括函数库Library 和虚拟机Virtual Machine，由C++开发。

最上层是各种应用软件，包括通话程序，短信程序等，应用软件则由各公司自行开发，以Java作为编写程序的一部分。

不存在任何以往阻碍移动产业创新的专有权障碍，号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件。

Google通过与软、硬件开发商、设备制造商、电信运营商等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。

安卓有着众多特性：1.应用程序框架支持组件的重用与替换2·Dalvik虚拟机专门为移动设备做了优化3·内部集成浏览器该浏览器基于开源的WebKit 引擎4·优化的图形库包括2D和3D图形库，3D图形库基于OpenGL ES 1.0 （硬件加速可选）5·#SQLite 用作结构化的数据存储6·多媒体支持包括常见的音频、视频和静态印象文件格式（如MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG, GIF）7·GSM电话（依赖于硬件）8·蓝牙Bluetooth, EDGE, 3G, and WiFi （依赖于硬件）9·照相机，GPS，指南针，和加速度计（依赖于硬件）10·丰富的开发环境包括设备模拟器，调试工具，内存及性能分析图表，和Eclipse集成开发环境插件安卓有着独特架构：Android系统架构由5部分组成，分别是：Linux Kernel、Android Runtime、Libraries、Application Framework、Applications。