Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. История

2. Распространение Android

3. Встроенные приложения Android

4. Архитектура Android

5. Достоинства и недостатки ОС Android

5.1 Достоинства

5.2 Недостатки

6. Чем Android не является

Заключение

Литература

Введение

Google Android -- это не просто операционная система для смартфона, а целая инфраструктура. Android является первой бесплатной операционной системой с открытым исходным кодом. На «зелёном роботе» работают телефоны, планшеты, телевизоры, умные часы, и другие гаджеты, а скоро и автомобили будут управляться с помощью Android. ОС основана на ядре Linux и собственной реализации виртуальной машины Java от Google. Изначально разрабатывалась компанией Android Inc, которую в 2005 году купила Google. Впоследствии Google инициировала создание альянса Open Handset Alliance (OHA), который сейчас занимается поддержкой и дальнейшим развитием платформы. Android позволяет создавать Java-приложения, управляющие устройством через разработанные Google библиотеки. Android Native Development Kit позволяет портировать (но не отлаживать) библиотеки и компоненты приложений, написанные на Си и других языках. ОС Android установлена на 86% смартфонов (2014).

Рисунок 1 - эмблема

1. История

Рисунок 2

В июле 2005 года корпорация Google купила компанию Android Inc. ноября 2007 года компания официально объявила о создании Open Handset Alliance (OHA) и анонсировала открытую мобильную платформу Android, а 12 ноября 2007 года альянс представил первую версию пакета для разработчиков Android «Early Look» SDK и эмулятор Android.

23 сентября 2008 года официально вышла первая версия операционной системы, а также первый полноценный пакет разработчика SDK 1.0, Release 1. С момента выхода первой версии платформы произошло несколько обновлений системы. Эти обновления, как правило, касаются исправления обнаруженных ошибок и добавления новой функциональности в систему.

В 2009 году было представлено целых четыре обновления платформы. Так, в феврале вышла версия 1.1 с исправлением различных ошибок. В апреле и сентябре. Вышли ещё два обновления -- 1.5 «Cupcake» и 1.6 «Donut» соответственно. Обновление «Cupcake» привнесло существенные изменения: виртуальная клавиатура, воспроизведение и запись видео, браузер и другие. В «Donut» впервые появились поддержка различных разрешений и плотности экрана и сетей CDMA.

В октябре того же года вышла версия операционной системы Android 2.0 «Eclair»с поддержкой нескольких аккаунтов Google, поддержкой браузером языка HTML5 и других нововведений, а также после небольшого обновления в пределах версии «Eclair» (2.1) появились «живые обои» и был видоизменён экран блокировки.

В середине 2010 года Google представила Android версии 2.2 под наименованием «Froyo», а в конце2010 года-- Android 2.3 «Gingerbread». После обновления «Froyo» стало возможно использовать смартфон в качестве точки доступа, использовать традиционную блокировку смартфона цифровым или буквенно-цифровым паролем и другие изменения, а обновление «Gingerbread» привнесло более полный контроль над функцией копирования и вставки, улучшение управления питанием и контроля над приложениями, поддержку нескольких камер на устройстве ит.д.

22 февраля 2011 года была официально представлена ориентированная на интернет-планшеты платформа Android 3.0 «Honeycomb».

Android 4.0 «Ice Cream Sandwich», вышедшая 19 октября 2011 года, -- первая универсальная платформа, которая предназначена как для планшетов, так и для смартфонов. Также обновление привнесли новый интерфейс «Holo», который использовался до Android 4.4.4 KitKat, на данный момент заменен на Material Design (Android 5).

В июне 2012 вышло обновление под названием «Jelly Bean» с порядковым номером 4.1, который сменился на 4.2 вследствие небольшого обновления в конце октября того же года и на 4.3 после обновления в июле 2013.

31 октября 2013 года Google представила следующую версию операционной системы Android 4.4, которая получила название шоколадного батончика «KitKat» по соглашению с компанией производителем Nestlй. Впервые KitKat появился на Nexus 5; эта версия Android оптимизирована для работы на более широком наборе устройств, имеющих 512 МБ ОЗУ в качестве рекомендуемого минимума.

25 июня 2014 Google представили Android L, доступный для разработчиков, пользователей смартфонов Nexus, а также некоторых других смартфонах.

В 2014 году была анонсирована операционная система для носимых устройств Android Wear (для наручных часов). Также на Google I/O были представлены версии Android Auto (для автомобилей) и Android TV (для телевизоров), тем самым Android перестал быть операционной системой только для мобильных устройств.

15 октября 2014 года была официально анонсирована Android 5.0 Lollipop. Главное обновление системы -- новый дизайн Material design. Также, если на Android-устройстве установлен пароль или графический ключ, и если поблизости находятся часы хозяина устройства с Android Wear, то устройство автоматически разблокируется. Вместо ранее используемой виртуальной машины Dalvik, начинается использоваться виртуальной машины ART.

9 декабря 2014 Googlе заменила официальную среду разработки, основанную на Eclipse (adt-bundle), наAndroid Studio.

29 мая 2015 Googlе представила Android M. По словам Google главная цель новой операционной системы-- улучшить пользовательский опыт общения со смартфоном, сделать взаимодействие интуитивное и проще.

17 августа 2015 официально стало известно, что Android Mполучила название Android 6.0 Marshmallow [1, с 21].

anroid программа мобильный

2. Распространение Android

В начале каждого месяца Google традиционно публикует статистику распространения версий Android. Согласно последним данным, за январь 2016 доля Android 6.0Marshmallow увеличилась почти в два раза, но пока под управлением новой операционной системы работает всего 1.2% устройств. Увы, но производители не торопятся обновлять уже выпущенные гаджеты, а в большинстве представленных за последнее время новинок все еще используется Android Lollipop.

Рисунок 3

Таблица 1

Версия	Кодовое название	API	Распространение
2.2	Froyo	8	0.1%
2.3.3 - 2.3.7	Gingerbread	10	2.7%
4.0.3 - 4.0.4	Ice Cream Sandwich	15	2.5%
4.1.x	Jelly Bean	16	8.8%
4.2.x		17	11.7%
4.3		18	3.4%
4.4	KitKat	19	35.5%
5.0		21	17.0%
5.1	Lollipop	22	17.1%
6.0	Marshmallow	23	1.2%

Данные на 1 февраля 2016 [5].

Доля Android 6.0 Marshmallow едва превысила 1% спустя почти четыре месяца после релиза платформы. За это же время до iOS 9 обновились 77% мобильных гаджетов Apple.

77% устройств используют ОС iOS 9 (iPhone и iPad)

Рисунок 4

Данные на 22 февраля 2016 [6].

Что самое удивительное, в рейтинге Google по-прежнему лидирует анонсированная в 2013 году Android 4.4 KitKat (35.5%). На втором месте по популярности находится версия Lollipop с долей 34.1%, а третью строчку занимает Jelly Bean (23.9%).

В ближайшие месяцы из рейтинга может вылететь Android 2.2 Froyo -- с августа доля этой версии сократилась в три раза, опустившись до минимальной отметки в 0.1%.

3. Встроенные приложения Android

Устройства с системой Android снабжены набором предустановленных программ, разработанных в рамках проекта Android Open Source Project (AOSP) (Проект открытых исходных кодов для Android).

Перечислим основные из них:

– E-mail - клиент;

– Приложение для работы с SMS (начиная с Android 5.0 заменено на Hangouts);

– Полный набор инструментов для управления личными данными пользователя, включая календарь и адресную книгу;

– Браузер на базе WebKit (начиная с Android 4.4 заменено на Google Chrome);

– Музыкальный плеер и фотогалерея (начиная с Android 5.0 заменено на Google Play Музыка и Google Фото);

– Калькулятор;

– «Рабочий стол»;

– Будильник

Во многих случаях Android включает также следующее лицензионное ПО от Google:

– Магазин Google Play Store для загрузки сторонних программ, разработанных для платформы Android, покупки фильмов, музыки, книг и прессы;

– Полноценное приложение Google Maps, включая функцию Street View («Просмотр улиц»), Driving Directions («Показ проезда»), маршрутизированную навигацию, спутниковую карту и информация о пробках;

– Программу для работы с почтой Gmail;

– Программу для обмена мгновенными сообщениями Google Hangouts;

– Программу для работы с файлами Google Диск;

– Видеоплеер для работы с сервисом YouTube.

Данные, к которым имеют доступ из этих приложений, например, адресная книга, открыты и для программ сторонних разработчиков. Кроме того, приложения могут, например, реагировать на входящие звонки.

Внешний вид программ, которые установлены на новых телефонах, может сильно варьироваться в зависимости от производителя аппаратного обеспечения и/или оператора, дистрибьютора.

Открытый характер платформы Android означает, что операторы или производители комплектного оборудования могут менять пользовательский интерфейс и набор программ на любом устройстве под управлением Android.

Некоторые производители разработали свои собственные интерфейсы, например, Sense от HTC, Moto Blur от Motorola и Touch Wiz от Samsung.

Важно отметить, что для всех совместимых устройств платформа и среда разработки остаются неизменными независимо от производителя или оператора. Пользовательский интерфейс может меняться, однако программы будут работать абсолютно одинокого на всех совместимых с Android устройствах [4, с 26-27].

4. Архитектура Android

Рисунок 5 Структура платформы Google Android

Архитектура Google Android состоит из четырех уровней (нумерация обозначает порядок уровней снизу-вверх).

1 Уровень - Ядро OS Linux версии 2.6 обеспечивает функционирование системы. Оно отвечает за безопасность, управление памятью, энергосистемой и процессами, а также предоставляет сетевой стек Сетевой стек (соединение сетевых коммутаторов в стек) - соединение двух или более коммутаторов, предназначенное для увеличения числа портов, при этом полученная группа идентифицируется остальными сетевыми устройствами как один коммутатор. и модель драйверов. Кроме того, оно играет связующую роль между аппаратным обеспечением и остальной частью программного стека.

2 Уровень - Программное обеспечение промежуточного слоя - набор библиотек (Libraries), предназначенный для обеспечения важнейшего функционала для приложений.

Вот некоторые из них:

– Surface Manager - композитный менеджер окон. Вместо того, чтобы отрисовывать графику в буфер дисплея, система посылает поступающие команды отрисовки в закадровый буфер, где они накапливаются вместе с другими, составляя некую композицию, а потом выводятся пользователю на экран. Это позволяет создавать интересные бесшовные эффекты, прозрачность окон и плавные переходы.

– Media Framework - библиотеки, реализованные на базе PacketVideo OpenCORE. С их помощью система осуществляет запись/воспроизведение аудио- и видео- контента, а также вывод статических изображений. Поддерживаются форматы MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG и PNG и др.

– SQLite - реляционная СУБД, используемая в Android в качестве основного движка для работы с базами данных, используемыми приложениями для хранения информации.

– 3D библиотеки -- используются для отрисовки 3D-графики, при возможности используют аппаратное ускорение. Реализуются на основе API OpenGL ES 1.0, 2.0, 3.0 и 3.1 OpenGL ES (OpenGL for Embedded Systems) - подмножество графического программного интерфейса OpenGL, адаптированное для работы на встраиваемых системах..

– FreeType - библиотека для работы для растеризации шрифтов и осуществления операций над ними.

– LibWebCore - библиотеки браузерного движка WebKit.

– SGL (Skia Graphics Engine) - библиотека для работы с 2D-графикой.

– Libc - стандартная библиотека языка C, настроенная для работы на устройствах на базе Linux.

Все библиотеки написаны на языке C++ и скомпилированы под конкретное аппаратное обеспечение устройства.

На этом же уровне располагается среда выполнения Android Runtime. Она состоит из виртуальной Java-машины Dalvik/ART и библиотек ядра. Dalvik/ART поддерживает одновременную работу нескольких приложений и выполняет файлы в специальном формате. dex, оптимизированном для устройств с малым количеством памяти. Библиотеки ядра написаны на языке Java и поддерживают широкий диапазон функциональных возможностей.

Каждое приложение в Android Runtime запускается в собственном экземпляре виртуальной машины Dalvik/ART. То есть, все работающие процессы изолированы от операционной системы и друг от друга. Особенность структуры Android Runtime позволяет осуществлять работу программ строго в рамках виртуальной машины. Благодаря этому ядро операционной системы защищено от влияния со стороны других компонентов. Код с ошибками или вредоносное ПО не смогут испортить систему или само устройство. Функция защиты, кроме непосредственного выполнения программного кода, является одной из ключевых для этого уровня.

3 Уровень - Application Framework, или каркас приложений. Именно через каркасы приложений разработчики получают доступ к API API (application programming interface) - это интерфейс прикладного программирования, набор готовых классов, процедур, функций, структур и констант, предоставляемых приложением (библиотекой, сервисом) для использования во внешних программных продуктах., предоставляемым компонентами системы, лежащими ниже уровнем. Кроме того, благодаря архитектуре фреймворка, любому приложению предоставляются уже реализованные возможности других приложений, к которым разрешено получать доступ.

В базовый набор сервисов и систем, лежащих в основе каждого приложения и являющихся частями фреймворка, входят:

– Богатый и расширяемый набор представлений (Views), который может быть использован для создания визуальных компонентов приложений, например, списков, текстовых полей, таблиц, кнопок или даже встроенного web-браузера.

– Контент-провайдеры (Content Providers), управляющие данными, которые одни приложения открывают для других, чтобы те могли их использовать для своей работы.

– Менеджер ресурсов (Resource Manager), обеспечивающий доступ к ресурсам без функциональности (не несущими кода), например, к строковым данным, графике, файлам и другим.

– Менеджер оповещений (Notification Manager), благодаря которому все приложения могут отображать собственные уведомления для пользователя в строке состояния.

– Менеджер действий (Activity Manager), который управляет жизненными циклами приложений, сохраняет данные об истории работы с действиями, а также предоставляет систему навигации по ним.

– Менеджер местоположения (Location Manager), позволяющий приложениям периодически получать обновленные данные о географическом положении устройства.

Таким образом, приложения в ОС Android могут получать в своё распоряжение вспомогательные инструменты.

Отличия фреймворка от библиотеки

– Фреймворк только выполняет код, написанный для него, библиотеки исполняются сами.

– Фреймворк состоит из библиотек с разной функциональностью и назначением, а библиотеки объединяют наборы функций, близких по логике.

4 Уровень - Applications. Сюда относятся базовые программы, предустановленные на Android. Это браузер, почтовый клиент, программа для отправки SMS, карты, календарь, менеджер контактов. Список интегрированных приложений может меняться в зависимости от модели устройства и версии Android. Также на этом уровне располагается стороннее ПО. Система позволяет устанавливать его без ограничений, поэтому все стандартные приложения могут быть заменены аналогами. Приложения для Android пишутся на языке Java [3, с 132-135].

5. Достоинства и недостатки ОС Android

5.1 Достоинства

Некоторые обозреватели отмечают, что Android проявляет себя лучше одного из своих конкурентов, Apple iOS, в ряде особенностей, таких как веб-сёрфинг, интеграция с сервисами Google Inc. и прочих. Также Android, в отличие от iOS, является открытой платформой, что позволяет реализовать на ней больше функций.

В Android-аппаратах, как правило, присутствует microSD-кардридер, делающий возможным быстрый перенос файлов с компьютера на телефон. Кроме того, в Windows Phone 7 невозможна прямая передача каких-либо файлов с телефона и на телефон, кроме как через программы синхронизации (Zune), в то время как телефоны на Android экспортируют файловую систему карты памяти как USB mass storage device (в версиях начиная с 3.0 на усмотрение производителя) или с помощью Media Transfer Protocol (MTP).

В отличие от Windows Phone 7, в Android заявлена полноценная реализация Bluetooth-стека, позволяющая в том числе передачу и приём файлов. Присутствует реализация FTP-сервера, режима точки доступа к сети (службы PAN) и групповой одноранговой сети через Bluetooth (службы GN).

Несмотря на изначальный запрет на установку программ из «непроверенных источников» (например, с карты памяти), это ограничение отключается штатными средствами в настройках аппарата, что позволяет устанавливать программы на телефоны и планшеты без интернет-подключения (например, пользователям, не имеющим Wi-Fi-точки доступа и не желающим тратить деньги на мобильный интернет, который обычно стоит дорого), а также позволяет всем желающим бесплатно писать приложения для Android и тестировать на своём аппарате.

Android доступен для различных аппаратных платформ, таких как ARM, MIPS, x86.

Существуют альтернативные Google Play магазины приложений: Amazon Appstore (англ.), Opera Mobile Store, Yandex.Store, GetUpps!, F-Droid (англ.) и другие.

В версии 4.2 введена поддержка многопользовательского режима.

5.2 Недостатки

Наличие в некоторых Android-устройствах сервисов Google, обеспечивающих возможность передачи идентификационной информации на серверы компании, например, информацию о перемещении пользователя в реальном времени.

В версии Android 1.6 разработчики добавили Native Development Kit, который позволяет писать собственные низкоуровневые модули для системы на языках C/С++, опираясь на стандартные Linux-библиотеки. Хотя, например, стандартная библиотека языка Си на платформе Android, известная как Bionic, как раз не является стандартной и полностью совместимой с libc.

Для доступа к Google Play и другим сервисам от Google необходимо использовать проприетарные приложения, которые производитель телефона имеет право устанавливать на телефон только после заключения контракта с Google.

Конкуренты Android выступили с критикой платформы, обвиняя её в чрезмерной фрагментации, создающей препятствия разработчикам. Google опровергла все обвинения, заявив, что никаких подобных проблем нет.

Подвергается критике решение Google не размещать в широком доступе код Android 3.0 Honeycomb, доступный только для участников Open Handset Alliance или по индивидуальному запросу после подписания соглашения. Google мотивирует это неготовностью платформы и мерой предупреждения небрежной её реализации. Ричард Столлман заявлял, что «всё просто и ясно: за исключением ядра Linux, Android 3 представляет собой несвободный софт» и «несмотря на то, что телефоны с Android на сегодняшний день не так плохи, как смартфоны Apple или Windows, нельзя сказать, что они уважают вашу свободу». В настоящий момент Google открыл исходный код для всех версий Android вплоть до 6.0, а также отправил в Linux все изменения, в соответствии с GPL.

По данным Lookout Security Mobile, за 2011 год у пользователей Android-смартфонов было украдено около миллиона долларов США (напр., отправка СМС без ведома владельца телефона). Однако это зачастую возникает у пользователей, которые невнимательно читают списки разрешений [2, с 36-37].

6. Чем Android не является

Неудивительно, что внедрение революционной технологии вызвало некоторое недопонимание, чем на самом деле является Android. Можно уверенно сказать, чем он не является.

- Реализацией платформы Java ME. Приложения для Android написаны с использованием языка Java, однако они не используются на виртуальной машине Java ME (Mobile Edition - мобильная версия), соответственно, скомпилированные для Java классы и исполняемые файлы не будут работать на платформе Android.

- Частью инициативы Linux Phone Standards Forum (LiPs) (Форума стандартов мобильногоLinux) или Open Mobile Alliance (OMA) (Альянс открытых мобильных архитектур). Android работает на Linux-ядре с открытым исходным кодом, но при всей схожести целей весь программный стек платформы Android призван решить более перспективные задачи по сравнению с инициативами упомянутых организаций по определению стандартов.

- Стандартным уровнем приложений (например, UiQ или S60). Хотя Android имеет уровень приложений, он также охватывает весь программный стек, начиная с самого нижнего уровня - операционной системы - и заканчивая уровнем библиотек API и самих приложений.

- Видом мобильных телефонов. Android включает референс-дизайн для производителей мобильных телефонов, однако в природе не существует телефона марки Android. Как раз наоборот: Android создали для использования на самых разнообразных устройств.

- Ответом Google на iPhone. iPhone представляет собой запатентованную программную и аппаратную платформу компании Apple. В тоже время Android - это набор программ с открытым исходным кодом, разработанный и поддерживаемый Альянс открытых мобильных архитектур. Android предназначен для работы на любых совместимых устройствах.

Заключение

Сегодня операционная система для мобильных платформ Google Android стала достаточно популярной. Перспективы ОС для мобильных устройств весьма многообещающие: улучшение и упрощение пользовательского интерфейса; улучшенная графика; более широкие мультимедийные возможности; развитие набора сервисных и игровых программ; совместимость с ПК и с форматами файлов; продолжение и развитие использования платформы Java для мобильных устройств; развитие самих мобильных устройств: улучшение разрешения экранов, ускорение процессоров, увеличение объема памяти, реализация новых быстрых коммуникационных технологий.

Особенности архитектуры платформы Google Android позволили ей выйти на первое место среди других платформ. Главные из них:

1 Грамотно разработанное ядро, заимствованное у системы Linux.

2 Регистр-ориентированная виртуальная машина Dalvik/ART для выполнения приложений.

3 Инновационные библиотеки, значительно расширяющие функционал устройств.

4 «Легковесная» СУБД SQLite для хранения данных.

5 Возможность поддержки 3D и 2D графики, и даже комбинирования их в одном приложении.

6 Многозадачность и изолированность процессов друг от друга.

7 Универсальность архитектуры наряду с высоким качеством.

Литература

1) Голощапов А.Л. Google Android: системные компоненты и сетевые коммуникации. - СПб.: БХВ-Петербург, 2012. - 384 c.

2) Фелкер Д. Android: разработка приложений для чайников. - М.: Диалектика, 2012. - 336 с.

3) Хашими С., Коматинени С., Маклин Д. Разработка приложений для Android. - СПб.: Питер, 2011. - 736 с.

4) Майер Р. Android 4. Программирование приложений для планшетных компьютеров и смартфонов. - М.: Эксмо, 2013. - 816 с.

5) Android developer

6) Apple developer

Размещено на Allbest.ru