Android软硬件巧妙整合的开发技巧

    android一词的本义指“机器人”，同时也是google于2007年11月5日宣布的基于linux平台的开源手机操作系统的名称，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，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。

    android是基于linux内核的操作系统，是google公司在2007年11月5日公布的手机操作系统。早期由原名为“android”的公司开发，谷歌在2005年收购“android.inc”后，继续进行对android系统开发运营，它采用了软件堆层(software stack，又名软件叠层)的架构，主要分为三部分。底层linux内核只提供基本功能，其他的应用软件则由各公司自行开发，部分程序以java编写。2011年初数据显示，仅正式上市两年的操作系统android已经超越称霸十年的塞班系统，使之跃居全球最受欢迎的智能手机平台。现在，android系统不但应用于智能手机，也在平板电脑市场急速扩张。采用android系统主要厂商包括台湾的htc,(第一台谷歌的手机g1由htc生产代工)美国摩托罗拉，se等，另外还有中国大陆厂商如：华为、中兴、联想等。

    android以java为编程语言，从接口到功能，都有层出不穷的变化，其中activity等同于j2me的midlet，一个 activity 类(class)负责创建视窗(window)，一个活动中的activity就是在 foreground(前景)模式，背景运行的程序叫做service。两者之间通过由serviceconnection和aidl连结，达到复数程序同时运行的效果。如果运行中的 activity 全部画面被其他 activity 取代时，该 activity 便被停止(stopped)，甚至被系统清除(kill)。

    view等同于j2me的displayable，程序人员可以通过 view 类与“xml layout”档将ui放置在视窗上，android 1.5的版本可以利用 view 打造出所谓的 widgets，其实widget只是view的一种，所以可以使用xml来设计layout，htc的android hero手机即含有大量的widget。至于viewgroup 是各种layout 的基础抽象类(abstract class)，viewgroup之内还可以有viewgroup。view的构造函数不需要再activity中调用，但是displayable的是必须的，在activity 中，要通过findviewbyid()来从xml 中取得view，android的view类的显示很大程度上是从xml中读取的。view 与事件(event)息息相关，两者之间通过listener 结合在一起，每一个view都可以注册一个event listener，例如：当view要处理用户触碰(touch)的事件时，就要向android框架注册view.onclicklistener。另外还有image等同于j2me的bitmap。

    随着科技的快速演进，现代人对移动通信、无线上网与多媒体娱乐的需求更甚以往，所谓的智能手机(smart phone)便成了炙手可热的个人消费电子产品之一，从apple不断推出iphone企图颠覆消费者对手机的想象、rim推出主打商务功能的黑莓机、google的android系统让众家手机厂商争食大饼，到微软屡败屡战的从winmo一路开发到wp7，智能手机的这块战场可说是打的如火如荼。然而在这些众家竞争者中，android可说是目前行情看俏的一套操作系统，以国际市调研究机构gartner最新出炉2010年第三季的调查为例，采用android操作系统的智能手机在过去一年以来成长幅度最高，光是市占率便是前一年同期的七倍之多，销售量更是达到14倍的成长，同时也一举从市占率排名的第六名窜升到第二名。

    *gartner 2010 q3 worldwide smartphone sales

    android在过去一直扮演后起之秀的角色，切入智能手机的速度似乎慢了苹果的ios一步，但与apple相同的是，它也成功的将其应用从手机移植到了平板电脑(tablet pc)上。android开放源代码(open source)的特性，能轻易地提高厂商对自家产品的接受度，更不用提背后google的强力撑腰能带来多大的经济效益。目前可见包括手机厂商htc、摩托罗拉(motorola)、三星(samsung)，以及电脑大厂惠普(hp)与戴尔(dell)等皆投向android的怀抱，android被广泛应用可说是势在必行。

    尽管android系统的普及看似指日可待，但在实际的产品应用上，也有其可能产生的问题风险。android作为一个开放式的操作系统，是google提供厂商的操作系统参考架构(reference design)，厂商能有充足的发挥空间，以android为基础向上开发设计自家产品，但也因为这样的开放性与自由性，让厂商在软硬件结合的这个环节必须下更大的功夫，像是如何挑选合适的硬件包括基频处理器、通信芯片、触控感应芯片、天线与存储器模组等，以及如何调整出最适当的软件设定等，更重要的是如何将软硬件整合，开发出差异化的产品。这中间所有的细节都会对产品最终样貌产生莫大的影响，像是其功能的完整度、使用接口的设计、效能表现(例如触控滑动画面、开启程序所需时间)、品质可靠度、甚至是后续的固件升级动作等等。

    一、解构android基本技术架构

    首先我们先来看到android的基本技术架构，android是以linux为核心，并采用软件堆迭(software stack)的架构延伸发展的一套软件平台与操作系统。根据下图可以看出，其基本架构分为五层：

    *android structure by google

    ·linux核心(linux kernel)：以linux开发提供最底层的核心系统服务，包括安全性(security)、存储器管理(memory management)、进程管理(process management)、网路堆迭(network stack)与驱动程序模型(driver model)。

    ·android执行环境(android runtime)：透过core libraries(核心函式库)以及暂存器型态的dalvik virtual machine(dalvik虚拟机器)来执行程序。

    ·系统函式库(library)：使用c/c++函式库的系统组件以供呼叫使用，开发者可透过上层的应用程序框架来运用这些功能，这也是主要android设备的效能关键。

    ·应用程序框架(application framework)：被设计来简化组件的再运用，开发者能完整存取使用与核心应用程序(core application)相同的api，应用程序可以发布功能并为其它应用程序所使用(需受限于其安全性限制)，开发者也可运用同样的机制来新增与置换组件。

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