Архитектура OS Android

Уровень приложений (Applications)

В состав Android входит комплект базовых приложений: клиенты электронной почты и SMS, календарь, различные карты, браузер, программа для управления контактами и много другое. Все приложения, запускаемые на платформе Android написаны на языке Java.

Уровень каркаса приложений (Application Framework)

Android позволяет использовать всю мощь API, используемого в приложениях ядра. Архитектура построена таким образом, что любое приложение может использовать уже реализованные возможности другого приложения при условии, что последнее откроет доступ на использование своей функциональности. Таким образом, архитектура реализует принцип многократного использования компонентов ОС и приложений.

Основой всех приложений является набор систем и служб:

1. Система представлений (View System) – это богатый набор представлений с расширяемой функциональностью, который служит для построения внешнего вида приложений, включающий такие компоненты, как списки, таблицы, поля ввода, кнопки и т.п.

2. Контент-провайдеры (Content Providers) – это службы, которые позволяют приложениям получать доступ к данным других приложений, а также предоставлять доступ к своим данным.

3. Менеджер ресурсов (Resource Manager) предназначен для доступа к строковым, графическим и другим типам ресурсов.

4. Менеджер извещений (Notification Manager) позволяет любому приложению отображать пользовательские уведомления в строке статуса.

5. Менеджер действий (Activity Manager) управляет жизненным циклом приложений и предоставляет систему навигации по истории работы с действиями.

Уровень библиотек (Libraries)

Платформа Android включает набор C/C++ библиотек, используемых различными компонентами ОС. Для разработчиков доступ к функциям этих библиотек реализован через использование Application Framework. Ниже представлены некоторые из них:

1. System C library — BSD-реализация стандартной системной библиотеки C (libc) для встраиваемых устройств, основанных на Linux.

2. Media Libraries – библиотеки, основанные на PacketVideo‘s OpenCORE, предназначенные для поддержки проигрывания и записи популярных аудио- и видео- форматов (MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG и т.п.).

3. Surface Manager – менеджер поверхностей управляет доступом к подсистеме отображения 2D- и 3D- графических слоев.

4. LibWebCore – современный движок web-браузера, который предоставляет всю мощь встроенного Android-браузера.

5. SGL – движок для работы с 2D-графикой.

6. 3D libraries – движок для работы с 3D-графикой, основанный на OpenGL ES 1.0 API.

7. FreeType – библиотека, предназначенная для работы со шрифтами.

8. SQLite – мощный легковесный движок для работы с реляционными БД.

Уровень среды исполнения (Android Runtime)

В состав Android входит набор библиотек ядра, которые предоставляют большую часть функциональности библиотек ядра языка Java.

Платформа использует оптимизированную, регистр-ориентированную виртуальную машину Dalvik, в отличии от нее стандартная виртуальная машина Java – стек-ориентированная. Каждое приложение запускается в своем собственном процессе, со своим собственным экземпляром виртуальной машины. Dalvik использует формат Dalvik Executable (*.dex), оптимизированный для минимального использования памяти приложением. Это обеспечивается такими базовыми функциями ядра Linux, как организация поточной обработки и низкоуровневое управление памятью. Байт-код Java, на котором написаны ваши приложения, компилируются в dex-формат при помощи утилиты dx, входящей в состав SDK.

Уровень ядра Linux (Linux Kernel)

Android основан на ОС Linux версии 2.6, тем самым платформе доступны системные службы ядра, такие как управление памятью и процессами, обеспечение безопасности, работа с сетью и драйверами. Также ядро служит слоем абстракции между аппаратным и программным обеспечением.

Доступные библиотеки:

§ Bionic — библиотека стандартных функций, несовместимая с libc

§ SSL — шифрование

§ Media Framework (PacketVideo OpenCORE, MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG)

§ Surface Manager

§ LibWebCore (на базе WebKit)

§ SGL — 2D-графика

§ OpenGL ES — 3D-библиотека

§ FreeType — шрифты

§ SQLite — легковесная СУБД

По сравнению с обычными приложениями Linux, приложения Android подчиняются дополнительным правилам:

§ Content Providers — обмен данными между приложениями;

§ Resource Manager — доступ к таким ресурсам, как файлы XML, PNG, JPEG;

§ Notification Manager — доступ к строке состояния;

§ Activity Manager — управление активными приложениями.

Для Android был разработан формат архивных исполняемых файлов-приложений.apk