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Android 操作系统介绍

Android是Google于2007年11月05日宣布的基于Linux平台的开源手机操作系统的名称，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，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。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。

Android一词的本义指机器人，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，是为移动终端打造的真正的开放和完整的移动软件。

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。

一、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。

二、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。

三、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。它们通过 Android 应用程序框架为开发者提供服务。

四、Linux内核层

Android内核是基于Linux 内核的修改的内核版本，它提供了用于支持Android平台的设备驱动。

系统结构：

一、系统内核

Android 是运行于Linux kernel之上，但并不是GNU/Linux。因为在一般GNU/Linux 里支持的功能，Android 大都没有支持，包括Cairo、X11、Alsa、FFmpeg、GTK、Pango及Glibc等都被移除掉了。Android又以Bionic 取代Glibc、以Skia 取代Cairo、再以opencore取代FFmpeg等等。Android 为了达到商业应用，必须移除被GNU GPL授权证所约束的部份，例如Android将驱动程序移到 Userspace，使得Linux driver 与 Linux kernel彻底分开。Bionic/Libc/Kernel/ 并非标准的Kernel [[head]]er files。Android 的 Kernel [[head]]er 是利用工具由 Linux Kernel [[head]]er 所产生的，这样做是为了保留常数、数据结构与宏。

二、硬件抽像层

Android 的HAL（硬件抽像层）是能以封闭源码形式提供硬件驱动模块。HAL 的目的是为了把 Android framework 与 Linux kernel 隔开，让 Android 不至过度依赖 Linux kernel，以达成 Kernel independent 的概念，也让 Android framework 的开发能在不考量驱动程序实现的前提下进行发展。

三、中介软件

操作系统与应用程序的沟通桥梁，应用分为两层：函数层（Library）和虚拟机（Virtual Machine）。 Bionic是 Android 改良libc的版本。Android 同时包含了Webkit，所谓的Webkit 就是Apple Safari 浏览器背后的引擎。Surface flinger 是就2D或3D的内容显示到屏幕上。Android使用工具链（Toolchain)为Google自制的BionicLibc。

Android采用OpenCORE作为基础多媒体框架。Open CORE可分7大块：PVPlayer、PVAuthor、Codec、PacketVideo Multimedia Framework（PVMF)、Operating System Compatibility Library（OSCL)、Common、OpenMAX。

Android 使用skia 为核心图形引擎，搭配OpenGL/ES。skia与LinuxCairo功能相当，但相较于Linux Cairo, skia 功能还只是雏形的。2005年Skia公司被Google收购，2007年初，Skia GL源码被公开，Skia也是Google Chrome 的图形引擎。

Android的多媒体数据库采用SQLite数据库系统。数据库又分为共用数据库及私用数据库。用户可通过ContentResolver类（Column）取得共用数据库。

Android的中间层多以Java 实现，并且采用特殊的Dalvik 虚拟机（Dalvik Virtual Machine）。Dalvik虚拟机是一种暂存器型态（Register Based）的Java虚拟机，变量皆存放于暂存器中，虚拟机的指令相对减少。

Dalvik虚拟机可以有多个实例（Instance）， 每个Android应用程序都用一个自属的Dalvik虚拟机来运行，让系统在运行程序时可达到优化。Dalvik 虚拟机并非运行Java字节码（Bytecode），而是运行一种称为.dex格式的文件。