移动设备软件应用开发第1章

移动设备应用软件开发主讲：庄旭菲内蒙古工业大学计算机系教材Android应用开发教程刘志强，庄旭菲，张旭清华大学出版社，2016第1章Android概述1.1Android的发展史1.2Android系统的特性1.3Android系统架构1.4Android环境搭建1.1Android的发展史1.1.1Android的起源•Android（中文俗称安卓）是一个以Linux内核为基础的自由及开放源代码的移动设备操作系统。它由Google领导的OHA（OpenHandsetAlliance，开放手机联盟）所维护和持续开发。•Android系统最早由被称为“Android之父”的AndyRubin带领的一个团队于2003年10月开始研发。2005年8月，Google低调收购了Android科技公司，后者成为Google旗下的一部分，AndyRubin同时出任Google公司工程副总裁，继续负责Android项目。2007年11月，Google与84家硬件制造商、软件开发商和电信运营商联合成立开放手机联盟，来共同研发和改进Android系统。紧接着，Google于2007年11月发布了Android的1.0Beta版，并与次年9月发布了1.0正式版。1.1.2当前的主流移动操作系统（1）WindowsMobile/Phone它是由微软公司推出的移动设备操作系统。（2）iOS它是由苹果公司为iPhone、iPad和iPodTouch开发的移动操作系统，它的原名叫做iPhoneOS，苹果公司于2010年6月的WWDC大会上宣布将其改为iOS。1.1.3Android的版本版本号及版本名称发布时间1.0Beta2007-11-121.0Astro（阿童木）2008-09-231.1Bender（发条机器人）2009-021.5Cupcake（纸杯蛋糕）基于Linux2.6.27内核2009-04-301.6Donut（甜甜圈）内核基于Linux2.6.292009-09-152.0/2.1Éclair（松饼）基于Linux2.6.29内核2009-10-262.2（API-8）Froyo（冻酸奶）基于Linux2.6.32内核2010-05-202.3（API-9，API-10）Gingerbread（姜饼）基于Linux2.6.35内核2010-12-073.0（API-11）3.1（API-12）3.2（API-13）Honeycomb（蜂巢）基于Linux2.6.36内核2011-02-02版本号及版本名称发布时间4.0（API-14，API-15）IceCreamSandWich（冰激凌三明治）基于Linux3.0.1内核2011-10-194.1（API-16）4.2（API-17）4.3（API-18）JellyBean（果冻豆）基于Linux3.0.31内核4.1：2012-06-284.2：2012-10-304.3：2013-07-244.4（API-19）KitKat（奇巧巧克力棒）基于Linux3.10内核2013-09-035.0（API-21）Lolipop（棒棒糖）基于Linux3.14内核2014-06-25版本号及版本名称发布时间6.0（API-23）Marshmallow（棉花糖）基于Linux3.18.10内核2015-5-287.0（API-24）Nougat（牛轧糖）基于Linux4.4.1内核2016-8-228.0（API-26）Oreo（奥利奥）2017-8-221.2Android系统的特性1．显示布局2．数据存储内置SQLite。3．网络Android操作系统支持所有的网络制式。4．信息原生支持短信和邮件，并且支持所有的云信息和服务器信息。5．浏览器内置的网页浏览器基于WebKit内核，并且采用了ChromeV8引擎。在Android4.0内置的浏览器测试中，HTML5和Acid3故障处理中均获得了满分，并且于2.2版及之后能原生支持Flash。6．编程语言支持通常通过在AndroidSDK（Android软件开发包）中使用Java作为编程语言来开发应用程序，开发者亦可以通过在AndroidNDK（AndroidNative开发包）中使用C语言或者C++语言来作为编程语言开发应用程序。7．媒体支持Android操作系统本身支持以下格式的音频/视频/图片媒体：WebM、H.263和H.264(in3GPorMP4container)、MPEG-4SP、AMR和AMR-WB(in3GPcontainer)、AAC和HE-AAC(inMP4or3GPcontainer)、MP3、MIDI、OggVorbis、FLAC、WAV、JPEG、PNG、GIF、BMP。8．流媒体支持Android操作系统支持RTP/RTSP（3GPPPSS、ISMA）的流媒体以及（HTML5video）的流媒体，同时还支持Adobe的Flash。9．硬件支持Android操作系统支持识别并且使用视频/照片摄像头，多点电容/电阻触摸屏、GPS、加速计、陀螺仪、气压计、磁强计、键盘、鼠标、USBDisk、专用的游戏控制器、体感控制器、游戏手柄、蓝牙设备、无线设备、感应和压力传感器、温度计、加速2D位块传输（硬件方向、缩放、像素格式转换）和3D图形加速。10．多点触控11．蓝牙12．多任务处理13．语音功能14．无线共享功能15．截图功能16．跨平台17．应用程序的安全机制Android操作系统使用了沙箱（sandbox）机制，所有的应用程序都会先被简单地解压缩到沙箱中进行检查，并且将应用程序所需的权限提交给系统，将其所需权限以列表的形式展现出来，供用户查看。1.3Android系统架构Android是在Linux内核的基础上，使用一种可称为“软件层级”的架构组织起来的。纵观整个Android系统架构，各种开源的软件包和各种主流的编程语言全部都有“用武之地”，从下到上，一同构建出了一款移动操作系统。1.3.1Android应用层应用层是Android设备真正与用户进行交互的一层，Android设备上的应用程序都是运行在这一层的。其中包括Google开发的应用软件，比如电话、短信、电子邮件、浏览器等，也包括一般开发者所开发的应用软件。这一层使用Java作为其开发语言。1.3.2Android应用框架层框架层是我们从事Android开发的基础，很多核心应用程序也是通过这一层来实现其核心功能的。该层简化了组件的重用，开发人员可以直接使用其提供的组件来进行快速的应用程序开发，也可以通过继承而实现个性化的拓展。由于在其下已经运行了Java运行时环境，所以这一层使用Java语言作为开发语言。Android应用框架层主要包含如下内容。1．ActivityManager（活动管理器）•管理各个应用程序生命周期以及通常的导航回退功能。2．WindowManager（窗口管理器）•管理所有的窗口程序。3．ContentProvider（内容提供器）•使得不同应用程序之间存取或者分享数据。4．ViewSystem（视图系统）•构建应用程序的基本组件。5．NotificationManager(通告管理器)•使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息。6．PackageManager（包管理器）•Android系统内的程序管理。7．TelephonyManager(电话管理器)•管理所有的移动设备功能。8．ResourceManager（资源管理器）•提供应用程序使用的各种非代码资源，如本地化字符串、图片、布局文件、颜色文件等。9．LocationManager(位置管理器)•提供位置服务。10．GTalkService•提供GoogleTalk服务。1.3.3Android核心库本地库是应用程序框架的基础，是连接应用程序框架层与Linux内核层的重要纽带。主要含有以下几个重要的库。1．SurfaceManager执行多个应用程序时候，负责管理显示与存取操作间的互动，另外也负责2D绘图与3D绘图进行显示合成。2．MediaFramework多媒体库，基于PacketVideoOpenCore，支持多种常用的音频、视频格式录制和回放，编码格式包括MPEG4、MP3、H.264、AAC、ARM。3．SQLite小型的关系型数据库引擎。4．OpenGL|ES根据OpenGLES1.0API标准实现的3D绘图函数库。5．FreeType提供点阵字与向量字的描绘与显示。6．WebKit一套网页浏览器的软件引擎。7．SGL底层的2D图形渲染引擎。8．SSL在Andorid上通信过程中实现握手。9．Libc从BSD继承来的标准C系统函数库，专门为基于嵌入式Linux的设备定制。1.3.4Android运行时（RunTime）Android应用程序是用Java语言编写的，所以Android需要一个Java的运行时环境，该环境又包括核心库和Dalvik(ART)虚拟机两部分。核心库提供了Java语言API中的大多数功能，同时也包含了Android的一些核心API，如android.os、android.net、android.media等等。Android程序不同于J2ME程序。每个Android应用程序都有一个专有的进程，并且不是多个程序运行在一个虚拟机中，而是每个Android程序都有一个Dalivik虚拟机的实例，并在该实例中执行。1.3.5Linux内核层Android是在Linux内核的基础上构建的，Android的内核属于Linux内核的一个分支，它并不是GNU/Linux。所以为了达到商业应用的目的，Android必须去除被GNUGPL所约束的部分。目前，Android的Linux内核层包括安全管理、内存管理、进程管理、网络协议栈、驱动程序模型和电源管理等，这些都依赖于Linux内核。由于Linux内核全部使用C语言编写，所以Android的Linux内核层也全部是用C语言编写的。1.4Android环境搭建1.4.1Java开发环境安装与配置1．安装JDK•安装好JDK之后，要按照如下步骤对JDK进行配置。•（1）在Windows的系统环境变量中，新建环境变量名“JAVA_HOME”，其值为JDK安装路径。•（2）在“PATH”环境变量中添加“%JAVA_HOME%\bin”。•（3）新建环境变量“CLASSPATH”，变量值设置为：.;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar2．安装EclipseEclipse可以从其官网上下载。Eclipse每年6月份会更新一次新版本，并会在9月和次年2月发布该版本对应的SR1和SR2版本，我们下载Eclipse最新版即可。1.4.2安装Android开发环境1．下载AndroidSDK2．在Eclipse中安装并配置ADT