【Android-Architecture】Android核心模組及相關技術

【Android 開發人員】Android作為一個行動裝置的平台，其軟體階層包括了一個作業系統（OS），中介軟體（MiddleWare）和應用程式（Application）。

根據Android的軟體框圖，其軟體階層自下而上分為以下幾個層次：
第一、作業系統層（OS）
第二、各種庫（Libraries）和Android 運行環境（RunTime）
第三、應用程式架構（Application Framework）
第四、應用程式（Application）
以下分別介紹Andoid各個層次的軟體的重點及其相關技術：

● 作業系統層（OS）
Android使用Linux2.6作為作業系統，Linux2.6是一種標準的技術，Linux也是一個開放的作業系統。Android對作業系統的使用包括核心和驅動程式兩部分，Android的Linux核心為標準的Linux2.6核心，Android更多的是需要一些與行動裝置相關的驅動程式。主要的驅動如下所示：
顯示驅動（Display Driver）：常用基於Linux的幀緩衝（Frame Buffer）驅動。
Flash記憶體驅動（Flash Memory Driver）
照相機驅動（Camera Driver）：常用基於Linux的v4l（Video for ）驅動。
音頻驅動（Audio Driver）：常用基於ALSA（Advanced Linux Sound Architecture，進階Linux聲音體系）驅動。
WiFi驅動（Camera Driver）：基於IEEE 802.11標準的驅動程式
鍵盤驅動（KeyBoard Driver）
藍牙堆疊（Bluetooth Driver）
Binder IPC驅動： Andoid一個特殊的驅動程式，具有單獨的裝置節點，提供進程間通訊的功能。
Power Management（能源管理）

● 各種庫（Libraries）和Android 運行環境（RunTime）
本層次對應一般嵌入式系統，相當於中介軟體層次。Android的本層次分成兩個部分一個是各種庫，另一個是Android 運行環境。本層的內容
大多是使用C++實現的。
在其中，各種庫包括：
▅ C庫 ：C語言的標準庫，這也是系統中一個最為底層的庫，C庫是通過Linux的系統調用來實現。
▅ 多媒體架構（MediaFrameword）：這部分內容是Android多媒體的核心部分，基於PacketVideo（即PV）的OpenCORE，從功能上本庫一共
分為兩大部分，一個部分是音頻、視頻的回放（PlayBack），另一部分是則是音視頻的紀錄（Recorder）。
▅ SGL：2D映像引擎。
▅ SSL：即Secure Socket Layer位於TCP/IP協議與各種應用程式層協議之間,為資料通訊提供安全支援。
▅ OpenGL ES 1.0 ：本部分提供了對3D的支援。
▅ 介面管理工具（Surface Management）：本部分提供了對管理顯示子系統等功能。
▅ SQLite：一個通用的嵌入式資料庫
▅ WebKit：網路瀏覽器的核心
▅ FreeType：位元影像和向量字型的功能。
Android 的各種庫一般是以系統中介軟體的形式提供的，它們均有的一個顯著特點就是與行動裝置的平台的應用密切相關。

Android 運行環境主要指的虛擬機器技術——Dalvik。Dalvik虛擬機器和一般JAVA虛擬機器（Java VM）不同，它執行的不是JAVA標準的位元組碼（bytecode ）而是Dalvik可執行格式（.dex）中執行檔案。在執行的過程中，每一個應用程式即一個進程（Linux的一個Process）。二者最大的區別在於Java VM是以基於棧的虛擬機器（Stack-based），而Dalvik是基於寄存器的虛擬機器（Register-based）。顯然，後者最大的好處在於可以根據硬體實現更大的最佳化，這更適合行動裝置的特點。

● 應用程式架構（Application Framework）
Android的應用程式架構為應用程式層的開發人員提供APIs，它實際上是一個應用程式的架構。由於上層的應用程式是以JAVA構建的，因此本
層次提供的首先包含了UI程式中所需要的各種控制項：
例如： Views (視圖組件)包括 lists(列表), grids(柵格), text boxes(文字框), buttons(按鈕)等。甚至一個嵌入式的Web瀏覽器。
一個Andoid的應用程式可以利用應用程式架構中的以下幾個部分：
Activity （活動）
Broadcast Intent Receiver （廣播意圖接收者）
Service （服務）
Content Provider （內容提供者）

● 應用程式（Application）
Android的應用程式主要是使用者介面（User Interface）方面的，通常以JAVA程式編寫，其中還可以包含各種資源檔（放置在res目錄中）JAVA程式及相關資源經過編譯後，將產生一個 APK包。Android本身提供了主畫面（Home），連絡人（Contact），電話（Phone），瀏覽器（Browers）等眾多的核心應用。同時應用程式的開發人員還可以使用應用程式架構層的API實現自己的程式。這也是Android開源的巨大潛力的體現