西南大学电子信息工程学院
课程论文
考试科目 操作系统
教 师
学 年 2014-2015
学 期 6
姓 名
学 号
类 别 专业选修
成 绩
2015年 7月 1日
电子信息工程学院制摩托罗拉mt887
光伏并网发电模拟装置
Android 基础和运行机制
第一章 概论
1.1 Android系统简介
Android是Google
于2007年11月05日宣布的基于Linux
平台的开源移动操作系统的名称，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。最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。不存在任何以往阻碍移动产业创新的专有权障碍，号 称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件。 Google通过与软、硬件开发商、设备制造商、电信运营商等其他有 关各方结成深层次的合作伙伴关系，希望借助建立标准化、开放式的移动电话软件平台，在移动产业内形成一个开放式的生态系统。 Android 作为Google企业战略的重要组成部分，将进一步推进“随时随地为每个人提供信息”这一企业目标的实现。全球为数众多的移动电话用户正在使用各种基于 Android 的电话。谷歌的目标是让（移动通讯）不依赖于设备甚至平台。出于这个目的，Android将补充，而不会替代谷歌长期以来奉行的移动发展战略：通过与全球各地的手机制造商和移动运营商结成合作伙伴，开发既有用又有吸引力的移动服务，并推广这些产品。
1.2 Android系统的结构
1.2.1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 header files。Android 的Kernel header 是利用工具由 Linux Kernel header 所产生的，这样做是为了保留常数、数据结构与宏。
Android 的 Linux kernel控制包括安全（Security），存储器管理（Memory
Management），程序管理（Process Management），网络堆栈（Network Stack），驱动程序模型（Driver Model）等。下载Android源码之前，先要安装其构建工具 Repo来初始化源码。Repo 是 Android 用来辅助Git工作的一个工具。黄乐夫
1.2.2后缀简介
APK是安卓应用的后缀，是AndroidPackage的缩写，即Android安装包(apk)。APK是类似Symbian Sis或Sisx的文件格式。通过将APK文件直接传到Android模拟器或Android手机中执行即可安装。apk文件和sis一样，把android sdk编译的工程打包成一个安装程序文件，格式为apk。 APK文件其实是zip格式，但后缀名被修改为apk，通过UnZip解压后，可以看到Dex文件，Dex是Dalvik VM executes的全称，即Android Dalvik执行程序，并非Java ME的字节码而是Dalvik字节码。 APK文件结构
一个APK文件结构为：
索尼爱立信 w380c1. META-INF\ （注：Jar文件中常可以看到）；
2. res\ (注：存放资源文件的目录) ；
3. l (注：程序全局配置文件) ；
铜陵学院学报4. classes.dex （注：Dalvik字节码）；
5. resources.arsc (注：编译后的二进制资源文件)。
总结下我们发现Android在运行一个程序时首先需要UnZip，然后类似Symbian那样直接执行安装，和Windows Mobile中的PE文件有区别，这样做对于程序的保密性和可靠性不是很高，通过dexdump命令可以反编译，但这样做符合发展规律，微软的 Windows Gadgets或者说WPF也采用了这种构架方式。
在Android平台中dalvik vm的执行文件被打包为apk格式，最终运行时加载器会解压然后获取编译后l文件中的permission分支相关的安全访问，但仍然存在很多安全限制，如果你将apk文件传到/system/app文件夹下会发现执行是不受限制的。
最终我们平时安装的文件可能不是这个文件夹，而在android rom中系统的apk文件默认会放入这个文件夹，它们拥有着root权限。
1.2.3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。蛇毒血凝酶
HAL stub 是一种代理人（Proxy）的概念，Stub 是以 *.so 档的形式存在。Stub 向HAL“提供”操作函数（Operations），并由 Android runtime 向 HAL 取得 Stub 的Operations，再 Callback 这些操作函数。HAL 里包含了许多的 Stub（代理人）。Runtime只要说明“类型”，即 Module ID，就可以取得操作函数。
1.2.4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Bionic Libc。
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