Принципы работы операционной системы Android

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Развитие мобильных устройств не стоит на месте, они завоевывают всё большую популярность среди пользователей. А доминирующей на рынке мобильной платформой является операционная система Android. Её доля ?60%. Согласно последнему отчету исследовательской компании Gartner, через несколько лет платформа Android может стать самой популярной операционной системой в мире, что является хорошим поводом для изучения как самой системы, так и сред разработки под неё.

Целью моей курсовой работы является изучение принципов работы операционной системы Android, а также освоение знаний по созданию программ для данной ОС.

"Родным" для Android языком программирования, о котором и пойдет речь, является Java. Для разработки используется среда Eclipseс надстройкой AndroidSDK и встроенным в SDK эмулятором мобильного устройства.

Java является объектно-ориентированным языком. Синтаксис программного кода для ПК и мобильных разнится, в AndroidSDK используется множество собственных библиотек, в первую очередь, обеспечивающих взаимодействие пользователя с устройством жестами.

1. Вступление

Android - операционная система для смартфонов, планшетов и нетбуков. Компания Google приобрела разработчика программного обеспечения Android inc. в 2005 году. Операционная система Android основана на модифицированном ядре Linux. Впоследствии, Google и другие участники Open Headset Alliance сотрудничали для совместной разработки этой новой операционной системы. Далее Android Open Source Project (AOSP) поручено поддержание и дальнейшее развитие платформы. У Android имеется большое сообщество разработчиков, которые расширяют функциональность устройств. Официально об OS Android стало известно 5 ноября 2007 года, когда было объявлено основание Open Headset Alliance - консорциум из 80 компаний

Android приложения включают в себя java-приложения и библиотеки, которые запускаются виртуальной машиной Dalvik. Библиотеки включают в себя систему управления, графику OpenGL ES 2.0, движок WebKit, графический движок SGL, SSL и библиотеки Bionic. OS Android состоит из 12 миллионов строк кода, в том числе 3-х миллионов строк XML, 2.8 миллионов строк на C, 2.1 миллиона строк на Java и 1.75 миллиона строк на C++.android операционный телефон файл

2. История OS Android

Компания Android inc. была основана в октябре 2003 года в Пало Альто, штат Калифорния. Основателями Android inc. были Энди Рубин, Рич Майнер, Ник Сирс и Крис Уайт.

В августе 2005 года компания Google приобрела Android inc. После этого Android inc. стала дочерней компанией Google. После покупки Энди Рубин, Рич Майнер и Крис Уайт остались в Android inc. После поглощения Android inc., в сети стали появляться слухи о том, что Google хочет выйти на рынок мобильных телефонов.

Получив поддержку Google, команда во главе с Энди Рубином начала работать над операционной системой базирующейся на ядре Linux. Тогда же, в декабре 2006 года поползли слухи о том, что Google планирует выпустить смартфон под свои брендом, так называемый “Гуглофон”.

Все эти слухи опроверг Эрик Шмидт, заявив следующее: «Сегодняшнее заявление носит более амбициозный характер, чем выпуск смартфона под нашим брендом, о чем пресса спекулирует последние недели. Наше видение заключается в том, что мощнейшая платформа должна отдать свои силы тысячам различных моделей телефонов». После этих слов 5 ноября 2007 года и был представлен Open Headset Alliance - консорциум из множества компаний, в который вошли такие гиганты как: Broadcom Corporation, Google, HTC, Intel, LG, Marvell Technology Group, Motorola, Nvidia, Qualcomm, Samsung Electronics, Sprint Nextel, T-Mobile, Texas Instruments и другие.

Названия каждой очередной версии ОС Android представляет собой название какого-либо десерта. Первые буквы наименований в порядке версий соответствуют буквам латинского алфавита.

3. Среда разработки Eclipse

3.1 Подготовка к работе

Прежде всего для работы необходимо установить несколько компонентов:

· Java JDK

· Eclipse

· Android SDK

JavaDevelopmentKit(JDK) можно скачать с оффициального сайта Java, раздела "Загрузки".

Для скачивания среды разработки Eclipseнужно перейти на сайт http://www.eclipse.org/ и в разделе "Загрузки" выбрать версию EclipseClassic.

Оставшийся компонент - AndroidSoftwareDevelopmentKit загружается по адресу http://developer.android.com/sdk/index.html.

3.2 Настройка программ

Устанавливаем Android SDK

Начнем с установки Android SDK. Первое что требуется - установить JDK.

Далее - запустить программу установки последней версии Android SDK.

После завершения установки запускаем SDK Manager. Выбираем packages, которые нужно установить. SDK Manager скачивает и устанавливает все выбранные пакеты, а затем перезапускается.



Рис. 1

Устанавливаем Eclipse

Следующий шаг - установка Eclipse. Eclipse поставляется в виде zip-архива. Распаковываем его в любую директорию, например, c:\utils\eclipse.

Теперь устанавливаем плагин для работы с android SDK - ADT Plugin. Запускаем Eclipse. Он предложит создать новый workspace, соглашаемся.

Выбираем Help>Install new software. Жмем кнопку "Add..", появляется окно "Add repository". В поле Name вводим "ADT Plugin", в поле Location указываем https://dl-ssl.google.com/android/eclipse/. Ставим галочку "Developer Tools", дважды жмем Next, принимаем лицензионное соглашение. После завершения загрузки плагина перегружаем Eclipse.

Рис. 2

Осталось указать Eclipse путь к Android SDK. Открываем Window>>Preferences>>Android, в графе SDK

Location вводим c:\program files\Android\android-sdk. Жмем кнопку "Apply" - появится список установленных API. Закрываем окно - Eclipse и Android SDK установлены.

Рис. 3

3.3 Создание проекта

Для создания нового Android проекта необходимо выбрать File\New\Project\Android\AndroidProject

Рис. 4

Далее идет настройка проекта:

Рис. 5

На первых порах настройки не так важны, достаточно назвать проект и выбрать версию API, остальное можно оставить по-умолчанию.

4. Структура проекта

Рис. 6

На рисунке показана структура Androidпроекта, в которой большая часть файлов - автогенерируемые. Программист работает лишь с папкой res, в которой хранятся ресурсы, которые используются в проекте и src - папку, содержащую исходный код классов.

5. Android Manifest

В структуре Android проекта одним из важнейших файлов является Android Manifest.xml.

<manifestxmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

package="com.example.hello"

android:versionCode="1"

android:versionName="1.0">

<uses-sdk

android:minSdkVersion="8"

android:targetSdkVersion="15"/>

<application

android:icon="@drawable/ic_launcher"

android:label="@string/app_name"

android:theme="@style/AppTheme">

<activity

android:name=".MainActivity"

android:label="@string/title_activity_main">

<intent-filter>

<actionandroid:name="android.intent.action.MAIN"/>

<categoryandroid:name="android.intent.category.LAUNCHER"/>

</intent-filter>

</activity>

</application>

</manifest>

Файл манифеста выполняет следующие функции:

· Объявляет имя Java-пакета данного приложения.

· Описывает компоненты приложения - деятельности, службы, приемники, широковещательных намерений и контент провайдеры, из которых приложение состоит.

· Объявляет, какие разрешения должно иметь приложения для обращения к защищенным частям API и взаимодействия с другими приложениями.

· Объявляет разрешения, которые сторонние приложения обязаны иметь, чтобы взаимодействовать с компонентами данного приложения.

· Объявляет минимальный уровень APIAndroid, которого требует приложение.

· Перечисляет библиотеки, с которыми приложение должно быть связано.

Редактировать файл манифеста можно вручную, записывая XML-код непосредственно в файл, или через визуальный редактор ManifestEditor, что является наиболее удобным способом для новичков.

Общая структура манифеста

Рис. 7

<manifest>- Корневой раздел файла. По умолчанию создается с 4 атрибутами:

Xmls:android- Определяет пространство имен Android. Строка одинакова для любого проекта.

Package - определяет имя пакета приложения.

Android:versionCode-Указывает внутренний номер версии.

Android:versionName - указывает номер пользовательской версии.

<Permission>объявляет разрешение, которое используется для ограничения доступа к определенным компонентам или функциональности данного приложения. В этой секции описываются права, которые должны запросить другие приложения для получения доступа к вашему приложению.

<uses-permission>Запрашивает разрешения, которые должны быть предоставлены приложению для его полного функционирования.

<Permission-group> - Элемент, определяющий имя для набора логически связанных разрешений. Этот элемент не объявляет разрешение непосредственно, только категорию, в которую могут быть помещены разрешения.

<instrumenantion>- Элемент объявляет объект Instrumentation, который дает возможность контроллировать взаимодействие приложений с системой. Обычно используется только при отладке и тестировании прилоения.

<uses-sdk>позволяет объявлять совместимость приложения с указанной версией платформы Android.

<Uses-configuration> - указывает требуемую для приложения аппаратную и программную конфигурацию мобильного устройства.

<uses-feature>- Элемент, определяющий соответствие требований приложения к функционалу устройства.

<support-screens> определяет разрешение экрана, требуемое для функционирования устройства.

<application> - Важный элемент манифеста, содержащий описание компонентов приложения, доступных в пакете.

6. Компоненты Android приложения

6.1 Деятельность(Activity)

Деятельность представляет собой визуальный пользовательский интерфейс - окно. Обычно она занимает полностью весь экран мобильного устройства.

Деятельность может использовать дополнительные всплывающие окна.

Приложение может иметь несколько активностей, при переходе на другую активность - предыдущая замораживается, а сама она вносится и сохраняется в стек деятельностей.

6.2 Службы

Служба не имеет пользовательского интерфейса и выполняется в фоновом режиме в течение неопределенное периода времени. Служба будет выполняться в системе до тех пор, пока не выполнит свою работу.

Приложения могут подключаться к службе и с помощью интерфейса управлять ею.

6.3 Приемники широковещательных сообщений

Приемник широковещательных сообщений - компонент, позволяющий принимать данные от внешних событий и реагировать на них. Инициализировать передачи могут другие приложения и службы.

Приемники широковещательных сообщений не имеют пользовательского интерфейса. Однако они могут запустить деятельность в ответ на полученное событие.

6.4 Контент-провайдеры

Контент-провайдер предоставляет определенный набор данных доступным для приложения. Данные могут быть сохранены в файловой системе, в базе данных или любым другим способом.

7. Ресурсы проекта

Файлы ресурсов, которые используются в проекте хранятся в каталоге /res и делятся на подкатегории:

res/drawable - Каталог, который содержит изображения

res/anim - Каталог, содержащий XML-файлы, в которых описывается анимация (скомпилированные анимационные файлы)

res/menu - Каталог, содержащий ХМL-файлы, в которых описываются меню

res/values - Каталог, содержащий другие ресурсы (строки, стили, цвета) в виде XML-файлов

res/xml - Каталог с дополнительными XML-файлами (скомпилированные произвольные ХМL-файлы)

res/raw - Каталог, содержащие различные данные не в формате XML (нескомпилированные необработанные (raw) файлы)

8. Разметка

Разметка - это совокупность элементов пользовательского интерфейса и их расположения для конкретного окна(деятельности). Разметку можно объявлять двумя способами:

· Объявить элементы пользовательского интерфейса в XML коде.

· Создать разметку окна в коде программы во время выполнения.

Eclipse позволяет редактировать XML файлы, содержащиеся в каталоге /res/layout, с помощью графического редактора LayoutEditor, позволяющий увидеть, как будут расположены все объекты, объявленные в XML.

8.1 Объявление в XML

Каждый файл разметки должен содержать только один корневой элемент, который должен быть элементом представления Viewили ViewGroup(это классы-наследники Layout, используемые для создания внутри них каких-либо объектов или других View, в определенном контексте их можно назвать «контейнарами»).

Можно дополнять корневой элемент дополнительными, которые постепенно позволят создать иерархию элементов, которую определяет разметка.

Объявление элемента в XML коде разметки на примере TextView(самого простейшего контейнера, отображающего текст):

<?xmlversion=”1.0”encoding=”utf-8”?>//Стандартная строка, обозначающая кодировку и версию XML.

<LinearLayoutxmlns:android=”http://schemas.android.com/apk/res/android”//Данная ссылка обязательна для любого приложения Android.

Android:orientation=”vertical”//Задание ориентации экрана на данной разметке.Android:layout_width=”fill_parent”//Задание ширины относительно экрана

Android:layout_height=”fill_parent”>//Задание высоты разметки относительно экрана

<TextView// Объявление элемента TextView

Android:id=”@+id/TextView01”//Указание ID объекта

Android:layout_width=”fill_parent”//Ширины

Android:layout_heigth=”wrap_content”//Высоты

Android:text=”@String/hello”//Вставка текста из строковой константы

</TextView>

</LinearLayout>?>

8.2 Инициализация представлений (Layout)

При запуске деятельности, система должна получить ссылку на корневой элемент представления, который будет использоваться для графической прорисовки изображения на экране мобильного телефона.

Чтобы это сделать необходимо в методе onCreate() вызвать метод setContentView()передав ему в качестве параметра ссылку на ресурс разметки в виде:

setContentView(R.layout.layout_file_name)

Пример загрузки разметки в коде программы:

publicvoidonCreate(BundlesavedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);

}

Прорисовка начнется с корневого элемента и продолжится подгрузкой дочерних.

8.3 Стандартные разметки

Существуют следующие стандартные виды разметок:

· FrameLayout

· LinearLayout

· TableLayout

· RelativeLayout

Рис.8. Иерархия классов разметок.

Frame layout

Это самый простой тип разметки, на нем можно обычно размещают один дочерний элемент с параметрами fill_parrent и для ширины и для высоты. Объясняется это тем, что все последующие дочерние элементы накладываются друг на друга. Пример с двумя дочерними элементами:

<FrameLayoutxmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"

android:id="@+id/FrameLayout1"

android:layout_width="match_parent"

android:layout_height="fill_parent"

android:layout_gravity="center">

<Button

android:layout_width="fill_parent"

android:layout_height="fill_parent"

android:text="@string/HelloButton"

android:id="@+id/Button01"

/>

<Button

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content"

android:text="@+id/Button02"

android:id="@+id/Button02"

/>

</FrameLayout>

Выглядит на экране мобильного это так:

Linear Layout

Данная разметка выравнивает все дочерние объекты в одном направлении.Все дочерние элементы помещаются на разметку один за другим.

<LinearLayoutxmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"

android:id="@+id/LinearLayout2"

android:layout_width="match_parent"

android:layout_height="fill_parent"

android:layout_gravity="top"

android:orientation="vertical">

<Button

android:id="@+id/Button01"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content"

android:text="Button01"/>

<Button

android:id="@+id/Button02"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content"

android:text="Button02"/>

<Button

android:id="@+id/Button03"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content"

android:text="Button03"/>

<Button

android:id="@+id/Button04"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content"

android:text="Button04"/>

<TextView

android:id="@+id/TextView01"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content"

android:text="@string/HelloButton"/>

</LinearLayout>

Table Layout

Разметка позиционирует свои дочерние элементы в строки и столбцы. При формировании таблицы можно оставлять некоторые ячейки пустыми.

При создании разметки для строк используются объекты TableRow. Строка может не иметь ячеек, или иметь одну и более. Каждая ячейка может быть контейнером для View или ViewGroup. Допускается вложить другой Tableили Linearlayoutв ячейку.



Relative Layout

Такая разметка позволяет располагать дочерние элементы относительно родительского или соседнего дочернего(по идентификатору элемента).

В относительной разметке дочерние элементы расположены так, что если первый находится в центре экрана, то другие будут расположены относительно центра. Соседние элементы обращаются к такому элементу по идентификатору => он должен быть создан первым.

<?xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?>

<RelativeLayoutxmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

android:id="@+id/RelativeLayout1"

android:layout_width="fill_parent"

android:layout_height="fill_parent">

<Button

android:id="@+id/button_center"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content"

android:height="20pt"

android:longClickable="true"

android:text="1"

android:width="20pt"

android:layout_centerVertical="true"

android:layout_centerInParent="true"/>

<Button

android:id="@+id/button2"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content"

android:layout_alignParentBottom="true"

android:layout_alignParentLeft="false"

android:layout_alignParentRight="false"

android:height="20pt"

android:longClickable="true"

android:text="2"

android:width="20pt"/>

<Button

android:id="@+id/button3"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content"

android:layout_alignParentBottom="true"

android:layout_alignParentRight="true"

android:height="20pt"

android:longClickable="true"

android:text="3"

android:width="20pt"/>

<Button

android:id="@+id/button4"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content"

android:layout_alignParentRight="true"

android:layout_alignParentTop="true"

android:height="20pt"

android:longClickable="true"

android:text="4"

android:width="20pt"/>

<Button

android:id="@+id/button5"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content"

android:layout_centerVertical="true"

android:layout_marginLeft="30sp"

android:height="20pt"

android:longClickable="true"

android:text="5"

android:width="20pt"/>

<Button

android:id="@+id/button6"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content"

android:height="20pt"

android:longClickable="true"

android:text="6"

android:width="20pt"/>

<Button

android:id="@+id/button1"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content"

android:layout_alignBaseline="@+id/button_center"

android:layout_alignBottom="@+id/button_center"

android:layout_alignParentRight="true"

android:layout_alignWithParentIfMissing="false"

android:layout_centerHorizontal="false"

android:layout_centerInParent="true"

android:layout_marginRight="30sp"

android:text="7"/>

</RelativeLayout>

Размещено на Allbest.ru