2022年Android系统分析 .pdf

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1、Android 操作系统分析穆英华基于 Linux 内核的 Android 操作系统尽管非常年轻，却已经占领了智能手机9% 的市场，而且还在向其它移动平台及嵌入式领域迅速扩张着。下图为2010年一季度的智能手机操作系统占有率统计。在国内外制造商纷纷推出基于Android 的产品、 Android Market 中的应用程序飞速增长的背景下，有必要对Android 操作系统的情况进行调研，对比其与Midinux 的优劣势、估计其机遇或威胁。本文将从以下几个方面分析Android ：目标用户群、支持硬件架构、平台技术架构、应用程序数量、未来发展方向。一. 目标用户群覆盖高、中、低端智能手机用户是

2、Android 的主要目标，尤其是市场上基于ARM11 处理器的智能手机已经降到1000元人民币的价格，让低成本的硬件配置也可以运行Android 系统，更使得 Android 从中高端扩展到低端成为可能。除智能手机外，Android 已经渗透到了平板电脑、上网本，乃至汽车电子、机顶盒、电子相册、无绳电话等各移动平台和嵌入式产品领域。对于 Android 的智能手机和平板电脑用户，Android Market 中种类丰富和数量众多的应用程序是其选择 Android 的重要原因，没有众多可选择的第三方应用程序，操作系统就是再性能优异，也不会对用户有任何杀伤力。这一点类似于苹果的iOS，但总体来说

3、，Android的用户不会像苹果用户那样忠诚、他们中的很大一部分也不会像苹果用户那样为数码产品花费那么多金钱，可以说 Android 更大众一 些。二. 支持硬件架构1. 支持的硬件架构目前 Android 已经移 植到了 ARM 、X86、M IPS各体系架构中的很多处理器核、处理器芯片、以及更多的板 级结构上 , 对 PPC等体系架构的移 植也早已开始 。如高通、三星等芯片制造商推出的基于 ARM Cortex - A8 处理器核及 Pow er VR显示核心的处理器 芯片早 已移植 Android 成功，并被联想 的 LePhone、魅族的 M9等许多手机 采用，多核的 C ortex

4、-A9也蓄势待发。随着名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 较低端的基于 ARM9 核的一 些处理器也移 植 Android 成功，Android 将在低端手机及其它低硬件配置 设备中进一 步渗透。 随着基于 ARM 及 DSP双核的 OMA P处理器的部分 型号移植 Android成功，Android 在一些专用领域也将进一 步扩展。2. 硬件架构的支持上段介绍 了 Android 对硬件架构的支持，其实反过 来，作

5、为一种嵌入式操作系统，获得硬件芯片对 Android 的专门支持也是很重要的。 例如山寨 手机芯片 M TK成功的原因 之一就是采用 Java开发手机以降低 开发难度、缩短开 发周期。而廉价的 ARM 7 内核通过软 件虚拟机跑Java 很吃力，M TK采用改进的硬件上支持Java 加速的 ARM 7EJ内核 后便有效地提 高了性能，同时还大大降低了 功耗。所以从长 远计， Android 应该与 ARM 、I nte l 等公司结 成联盟，研制专门支持 Android 的处理器 芯片。三. 平台技术架构1. 软件层次上图为 Android 平台技术架构图。 由下至上一 共分为四层。第一层：L

6、inux 内核（Linux Kernel ）。Android 为基于 Linux 内核的操作系统，尽管它已经被 Linux 除名。Linux 内核的 强大功能为 Android 提供了良好的发展基 础，另外此层还包括一些与移动平台相 关的硬件 设备驱 动，包括：液晶屏驱 动（Di spl ay D ri ver ）、摄像头驱动 （C am era D ri ver ）、蓝牙驱 动（Bl uetoot h Dri ver ） 、Fl ash 驱动 （Fl ash Mem or yD ri ver ）、用于 Android 独有的进程 间通信 方式的 Binder 驱动（B inder Dri v

7、er ）、U SB驱动（U SB Dri ver）、键盘驱 动（K eypad Dri ver）、W i Fi 驱动（W i Fi Dri ver ）、音频驱 动（Audio Dri ver）、电源管理（Power Managem ent ）。第二层：库（Li brarie s）。包括各种底层标准库和 Android 为移动平台 添加的专用库，以及 Android 运行时库。各 种 库 如 下 ： 界 面 管 理 （ Surf aceMana ger ） 、 多 媒 体 框 架 （ Media Fra mw ork ）、S Q Lite数据库 、 3D图形库 O penG L|ES、 绘制字符

8、 的 FreeType、 浏览 器内核W ebkit 、2 D图形库 SG L、保障网络通信安全 的 SSL ( Secure So cket La yer) 、l i bc 库。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - Android 运行 时库如下： Dalv ik Java 虚拟机（Dalv ik Virtua l Machine ）， D alv ik 不同于标准的 Java 虚拟机，它基于 寄存器而不是基于 栈；

9、 它的字节码也不 同于标准 Java虚拟机，其 采用的 .dex 格式更 节省存储空间 。核心库（C ore Li brarie s），包含 了 Java 编程语言核心库的大部分 功能。第三层：应用程序 框架。为上 层的应用程序 提供框 架及 API。第四层 ：应用程序。包括谷歌开发的主 屏幕（ H om e），联 系人 （C ontact ），电话（Ph one），浏览 器（B rowers）等主要应用程序和Android Market上的 海量第三方应用程序。2. 系统运行 时的动 态层次虽然 Android 与标准的 Linux 有很多不 同之 处，且已 被 Linux 除名，但 归根结

10、底 还是一种 Linux 操作系统。标 准 Linux 运行时的层次如 下：用户空间：运行进程，在 ARM -Linux 中每个进程有 3G的虚拟内存空间 。内核空间：运行 Linux 内核，在 ARM - Linux 中内核有 1G的虚拟内存空间 。Android 在动态层次 上与标 准 Linux 只有一个不 同，就是 采用了 Java虚拟机，每个 Java应用对应一个 Linux 进程。 Android 运行时的层次如 下：Android 应用空间：Servi ce，prox y，A cti vit y，provider ，对应 Linux 的进程。内核空间：与标 准 Linux 内核空

11、间相同。四. 应用程序数量据 6月的统计数 字，Android Market上的应用程序 达到了约 6 万个， 预计到年 底将超过十万个。 虽然 与苹果的 App store 的约 25 万个应用程序还有 差距，但 凭借谷歌 和各大 合作伙伴的支持，以及迅速扩大的用户群， Android与 iOS的差距将进一 步缩小 。五. 未来发展方向1. 云计算在人“云”亦“云” 的时代，云计算已经成为一种 “时尚” ，但 Android 却是实实在在的理想的云计算终端，它有以下几个优势：Android 中可靠的 Linux 内核提供了软件的基 础。Android 的最佳硬件搭档 ARM 提供了超低的功耗

12、和超高的效率。Android 中的 SSL库提供 了保障网络通信安全 的基础。Android 的 Dalv ik 虚拟机提供了比普通 Java虚拟机更高的程序 执行效率和更低的 功耗。Android 庞大的第三方 开发团队将会提供越来越多的相 关应用程序。谷歌的强大技术 实力、尤其是其在 云计算领域的研 究提供 了坚实的后盾。2. 物联 网越来越多的设备乃至物体将接入 I nternet已是不 争的趋势，基于 Android 的移动平台和嵌入式 设备将担负起终 端和网 关的作用。 例如住宅里 的各种智能 家电将实时信息通过蓝牙、W i Fi 、Zi gBee 等方式 传递给 Android 设

13、备 ，Android 设备通过 以太网、 3G 、4G等方式 接入I nternet。若在 Android 设备上架好 W eb服务器，则远端的 Android 平台或 PC机用户将无 需安装应用软件，通过网络浏览 器就可以 实时查看节点信息、甚至发送控制信号。3. 未来的 隐忧Android 发展极为迅速，但也 埋下了许多问题：不够开放。虽然 Android 自称是开源的、可下 载内核源码，但很多 东西还是看不到。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页

14、- - - - - - - - - 设备 种类太杂。Android 早已不只用于手机、平板电脑设备，甚至已经不是移动平台所专用，而是扩展到了整个嵌入式领域，可以说只 要嵌入式 设备 上有 液晶屏 就可能 采用Android 。这势必 导致驱动和 API 的分 化和复杂化 ，再 加上 Android 不同版本号的差异， 问题会越来越严重。山寨 机的春天。广大山寨厂商将告别 M TK+Java 的时代，开启 ARM Cortex - A+Android 的时代，由于开发的软件门槛较低，低 质量的内核移 植和应用程序 开发将扰乱市场。 例如之前未从事过 Android 开发的我从网上 简单查阅 了一

15、些资料就可以 编写几个小的应用程序，可 见入门门槛之低，见下图。六. 结论Android 在今后较长时间里 还会快速发展、与苹果的iOS争霸移动平台市场，它的发展也对 M IDinux 构成了 极大的威胁，尤其是其 海量的第三方应用程序是M IDinux 无法比拟的。由于 M IDinux 与 Mae m o 的亲缘 性，若 M IDinux 能够兼容 Mee go 的应用程序，那 么就将有力 地抵消 Android 的威胁。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -