第一章 Android 简介

1、Android Develop 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 第一章 Android 简介 -走进神秘的Android世界 计算机科学与技术学院 嵌入式团队 EMAIL: 本章学习目标： 了解智能手机的发展历史了解智能手机的发展历史 了解各种手机操作系统了解各种手机操作系统 了解开放手机联盟的目的、组成和性质了解开放手机联盟的目的、组成和性质 掌握掌握Android的特征的特征 掌握掌握Android平台的体系结构平台的体系结构 2 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 EMAIL: 手机 1902年，由一个年，由一个“内森内森斯塔布菲尔德

2、斯塔布菲尔德” 的美国人在肯的美国人在肯 塔基州默里的乡下住宅内制成了第一个无线电话装置；塔基州默里的乡下住宅内制成了第一个无线电话装置； 1973年由摩托罗拉公司工程技术员年由摩托罗拉公司工程技术员“马丁马丁库帕库帕” 发明发明 了民用的手机，所以了民用的手机，所以“马丁马丁库帕库帕”被称为现代手机之被称为现代手机之 父。父。 内森斯塔布菲尔德 马丁库帕 2021-7-4 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 3 EMAIL: 手机网络 1G网络：模拟通讯网络；网络：模拟通讯网络； “大哥大大哥大” 2G网络：数字通讯网络；网络：数字通讯网络； GSM、 CDMA、小灵通等、小

3、灵通等 3G网络：处理图象、视频流的方便的访问国际互联网；网络：处理图象、视频流的方便的访问国际互联网；WCDMA等等 4G网络：能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不网络：能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不 相上下的技术产品。相上下的技术产品。 2021-7-4 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 4 EMAIL: 智能手机有如下几个主要的特点 用户可以方便的接入互联网；用户可以方便的接入互联网； 可以具备可以具备PDA设备的诸多功能，例如：日程管理、多设备的诸多功能，例如：日程管理、多 媒体播放等功能；媒体播放等功能； 具备独立的手机操作

4、系统，可以由用户根据自己的需要具备独立的手机操作系统，可以由用户根据自己的需要 任意扩充更多的第三方应用程序。任意扩充更多的第三方应用程序。 2021-7-4 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 5 EMAIL: 手机操作系统 在早期的手机内部是没有在早期的手机内部是没有智能智能操作系统的，所有的软件都是由手机生操作系统的，所有的软件都是由手机生 产商在设计时所定制的，因此手机在设计完成后基本是没有扩展功能产商在设计时所定制的，因此手机在设计完成后基本是没有扩展功能 的。的。 后期的手机为了提高手机的可扩展性，使用了专为移动设备开发的操后期的手机为了提高手机的可扩展性，使用了专

5、为移动设备开发的操 作系统，使用者可以根据需要安装不同类型的软件。作系统，使用者可以根据需要安装不同类型的软件。 操作系统对于手机的硬件配置要求较高，所产生的硬件成本和操作系操作系统对于手机的硬件配置要求较高，所产生的硬件成本和操作系 统成本使手机的售价明显高于不使用操作系统的手机。统成本使手机的售价明显高于不使用操作系统的手机。 6 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 EMAIL: 手机操作系统分类 手机上的操作系统主要包括以下几种手机上的操作系统主要包括以下几种: Android iPhoneOS Windows Mobile Windows Phone

6、7 Symbian 黑莓 PalmOS Linux 7 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 EMAIL: 手机操作系统-Android 名字来源于科幻小说名字来源于科幻小说未来夏娃未来夏娃 由谷歌发布的开源手机系统由谷歌发布的开源手机系统 第一个完全定制、免费、开放的手机平台第一个完全定制、免费、开放的手机平台 使用使用Java语言开发语言开发 较好的可移植性较好的可移植性 手机、平板电脑、电视 2011年第一季度，年第一季度，Android在全球的市场份在全球的市场份 额首次超过塞班系统，跃居全球第一。额首次超过塞班系统，跃居全球第一。 2012 年年11月

7、数据显示，月数据显示，Android占据全球智能手占据全球智能手 机操作系统市场机操作系统市场76%的份额，中国市场占有的份额，中国市场占有 率为率为90% 8 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 EMAIL: 手机操作系统-Android Android最早是由安迪最早是由安迪罗宾（罗宾（Andy Rubin）创办，随后在）创办，随后在2007 年的时候被年的时候被Google公司的创始人佩奇并进行了收购，而后公司的创始人佩奇并进行了收购，而后Google 公司凭借着公司凭借着Android操作系统在智能手机上取得了巨大的成功。操作系统在智能手机上取得了巨大

8、的成功。 9 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 EMAIL: 手机操作系统-iOS 由苹果公司开发的操作系统由苹果公司开发的操作系统 iOS的系统构架的系统构架 核心操作系统层、核心服务层、媒 体层和可轻触层 多点触摸操作是多点触摸操作是iOS的用户界的用户界 面基础面基础 10 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 EMAIL: Android VS iOS 11 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 No.比较比较iOS（Iphone手机）手机）Android 1开发平台Apple Mac

9、OS不局限于操作系统 2开发工具XcodeEclipse 3开发语言Objective CJava 4兼容性封闭操作系统，由Apple制定，兼容性高 Google规定出硬件标准，由不同的厂商进 行手机的研发，由于厂商众多，所 以兼容性低 5UI交互界面主要依靠触屏完成需要触屏和按键同时操作 6显示风格统一的视觉规范和分辨率视觉规范由厂商决定，屏幕分辨率繁多 EMAIL: 手机操作系统-Windows Mobile 由微软公司推出的移动设备操由微软公司推出的移动设备操 作系统作系统 硬件配置高、耗电量大、电池硬件配置高、耗电量大、电池 续航时间短、硬件成本高续航时间短、硬件成本高 Windows

10、 Mobile系列包括系列包括： Pocket PC Smartphone Portable Media Center 12 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 EMAIL: 2010年年10月月发布移动设备操作发布移动设备操作 系统系统 “方格子方格子”用户界面用户界面 集成了集成了Xbox Live游戏游戏、社交社交 网站和网站和Zune音乐功能音乐功能 与与Windows Mobile不兼容不兼容 13 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 手机操作系统-Windows Phone 7 EMAIL: 加拿大加拿大RIM公司

11、推出的一公司推出的一 种移动操作系统种移动操作系统 特色是支持电子邮件推送特色是支持电子邮件推送 功能功能 主要针对商务应用，具有主要针对商务应用，具有 很高的安全性和可靠性很高的安全性和可靠性 14 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 手机操作系统-BlackBerry EMAIL: 由由塞班公司塞班公司开发和维护，后被开发和维护，后被 诺基亚收购诺基亚收购 实时多任务的实时多任务的32位操作系统位操作系统 功耗低、内存占用少、应用界功耗低、内存占用少、应用界 面框架灵活面框架灵活 不开放核心代码，但公开不开放核心代码，但公开API文文 档档 诺基亚最终决定

12、放弃诺基亚最终决定放弃Symbian 系统系统 15 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 手机操作系统-Symbian EMAIL: 由由3Com公司的公司的Palm Computing部门开发部门开发 32位嵌入式操作系统位嵌入式操作系统 针对移动设备设计，所占的内针对移动设备设计，所占的内 存小存小 操作界面采用触控式操作界面采用触控式 存在一些不足存在一些不足 不具有录音和MP3播放功能 16 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 手机操作系统-PalmOS EMAIL: 由计算机由计算机Linux操作系统演变而操作系统演

13、变而 来来 开放源代码，开放源代码，降低手机的软件降低手机的软件 成本成本 第三方应用第三方应用丰富丰富 有一些先天不足有一些先天不足 入门难度高 熟悉其开发环境的工程师少 集成开发环境较差 17 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 手机操作系统-Linux EMAIL: 开放手机联盟（开放手机联盟（Open Handset Alliance，OHA）由由 谷歌公司于谷歌公司于20072007年发起的一个全球性的联盟组织年发起的一个全球性的联盟组织, ,成立成立 时包含时包含3434家联盟成员家联盟成员, ,现在已经增加到现在已经增加到8282家家 联盟组织的

14、目标联盟组织的目标 研发移动设备的新技术，用以大幅削减移动设备开发与推广成 本 通过联盟各个合作方的努力，建立了移动通信领域新的合作环 境，促进了创新移动设备的开发，创造了目前移动平台实现的 用户体验 18 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 开放手机联盟 EMAIL: 开放手机联盟成员（初期开放手机联盟成员（初期34个成员个成员 - 目前目前82个）个） 电信运营商 半导体芯片商 手机硬件制造商 软件厂商 商品化公司 19 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 开放手机联盟 EMAIL: 电信运营商：中国移动通信、电信运营商：

15、中国移动通信、KDDIKDDI（日本）、（日本）、NTT NTT DoCoMoDoCoMo（日本）、（日本）、Sprint NextelSprint Nextel（美国）、（美国）、T-T- MobileMobile（美国）、（美国）、TelecomTelecom（意大利）、中国联通、（意大利）、中国联通、 SoftbankSoftbank（日本）、（日本）、TelefonicaTelefonica（西班牙）和（西班牙）和 VodafoneVodafone（英国）（英国） 20 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 开放手机联盟 EMAIL: 半导体芯片商：半导

16、体芯片商：Audience（美国）、（美国）、AKM（日本）、（日本）、 ARM（英国）、（英国）、Atheros Communications（美国）、（美国）、 Broadcom（美国）、（美国）、Intel（美国）、（美国）、Marvell（美国）、（美国）、 nVIDIA（美国）、（美国）、Qualcomm（美国）、（美国）、SiRF（美国）、（美国）、 Synaptics（美国）、（美国）、ST-Ericsson（意大利、法国和瑞典）（意大利、法国和瑞典） 和和Texas Instruments（美国）（美国） 21 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-

17、4 开放手机联盟 EMAIL: 手机硬件制造商：手机硬件制造商：Acer（中国台湾）、华硕（中国台（中国台湾）、华硕（中国台 湾）、湾）、Garmin（中国台湾）、宏达电（中国台湾）、（中国台湾）、宏达电（中国台湾）、 LG（韩国）、三星（韩国）、华为（中国）、摩托罗（韩国）、三星（韩国）、华为（中国）、摩托罗 拉（美国）、索尼爱立信（日本和瑞典）和东芝（日拉（美国）、索尼爱立信（日本和瑞典）和东芝（日 本）本） 22 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 开放手机联盟 EMAIL: 软件厂商：软件厂商：Ascender Corp（美国）、（美国）、eBay（美

18、国）、谷（美国）、谷 歌（美国）、歌（美国）、LivingImage（日本）、（日本）、 NuanceCommunications（美国）、（美国）、Myraid（瑞士）、（瑞士）、 Omron（日本）、（日本）、PacketVideo（美国）、（美国）、SkyPop（美（美 国）、国）、Svox（瑞士）和（瑞士）和SONiVOX（美国）（美国） 23 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 开放手机联盟 EMAIL: 商品化公司：商品化公司：Aplix Corporation（日本）、（日本）、Noser Engineering（瑞士）、（瑞士）、Borqs（中

19、国）、（中国）、TAT-The Astonishing（瑞典）、（瑞典）、Teleca AB（瑞典）和（瑞典）和Wind River（美国）（美国） 24 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 开放手机联盟 EMAIL: 在内存和进程管理方面，在内存和进程管理方面，Android具有自己的运行时具有自己的运行时 和虚拟机。和虚拟机。 Android为了保证高优先级进程运行和正在与用户交互进程的 响应速度，允许停止或终止正在运行的低优先级进程，以释放 被占用的系统资源 Android进程的优先级并不是固定的，而是根据进程是否在前 台或是否与用户交互而不断变化的 A

20、ndroid为组件定义了生命周期，并统一进行管理和控制 25 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 Android的主要特征 EMAIL: 在界面设计上，提供了丰富的界面控件在界面设计上，提供了丰富的界面控件 加快了用户界面的开发速度，保证了Android平台上的程序界 面的一致性 Android将界面设计与程序逻辑分离，使用XML文件对界面布 局进行描述，有利于界面的修改和维护 Android提供轻量级的进程间通讯机制提供轻量级的进程间通讯机制Intent，使用跨，使用跨 进程组件通信和发送系统级广播成为可能进程组件通信和发送系统级广播成为可能 Android

21、提供了提供了Service作为无用户界面、长时间后台作为无用户界面、长时间后台 运行的组件运行的组件 Service无需用户干预，可以长时间、稳定的运行，可为应用 程序提供特定的后台功能 26 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 Android的主要特征 EMAIL: Android支持高效、快速的数据存储方式：支持高效、快速的数据存储方式： SharedPreferences、 文件存储 轻量级关系数据库SQLite 为了便于跨进程共享数据，为了便于跨进程共享数据，Android提供了通用的共提供了通用的共 享数据接口享数据接口ContentProvider

22、 可以无需了解数据源、路径的情况下，对共享数据进行查询、 添加、删除和更新等操作 27 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 Android的主要特征 EMAIL: Android支持位置服务和地图应用支持位置服务和地图应用 可以通过SDK提供的API直接获取当前的位置，追踪设备的移动路线， 或设定敏感区域 可以将Google地图嵌入到Android应用程序中，实现地理信息可视化 开发 Android支持支持Widget插件插件 可在开发桌面应用，实现比较常见的一些桌面小工具，或在主屏上 显示重要的信息。 Android NDK支持使用本地代码（支持使用本地代码

23、（C或或C+）开发应用程序的部分核）开发应用程序的部分核 心模块心模块 提高了程序的运行效率 有助于增加Android开发的灵活性 28 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 Android的主要特征 EMAIL: 29 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 1、Linux内核 2、中间件层 3、程序框架层 4、应用程序层 Android的体系结构 EMAIL: Linux 3.0内核内核 硬件和其他软件堆层之间的一个抽象隔离层硬件和其他软件堆层之间的一个抽象隔离层 提供安全机制、内存管理、进程管理、网络协议堆栈、提供安全机制、内

24、存管理、进程管理、网络协议堆栈、 和驱动程序等和驱动程序等 30 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 Android体系结构-Linux 内核 EMAIL: 由函数库和由函数库和Android运行时构成运行时构成 函数库，主要提供一组基于C/C+的函数库 Surface Manager，支持显示子系统的访问，提供应用程序与2D、 3D图像层的平滑连接 Media Framework，实现音视频的播放和录制功能 SQLite，轻量级的关系数据库引擎 OpenGL ES，基于3D图像加速 FreeType，位图与矢量字体渲染 WebKit，Web浏览器引擎 SGL,2D图像引擎 SSL，数据加密与安全传输的函数库 Libc，标准C运行库，Linux系统中底层应用程序开发接口 31 2013 SWUST CS EMBEDED LAB 2021-7-4 Android体系结构-中间件层 EMAIL: Android运行时运行时 核心库，提供Android系统的特有函数功能和Java语 言函数功能 Dalvik虚拟机，是经过优化的多实例虚拟机，基于寄存器架构设计， 实现基于Linux内核的线程管理和底层内存管理，采用专用的Dal