Архитектура Android. 
Android OS

Архитектура Google Android состоит из четырех уровней (нумерация обозначает порядок уровней снизу-вверх).

• 1 Уровень — Ядро OS Linux версии 2.6 обеспечивает функционирование системы. Оно отвечает за безопасность, управление памятью, энергосистемой и процессами, а также предоставляет сетевой стек Сетевой стек (соединение сетевых коммутаторов в стек) — соединение двух или более коммутаторов, предназначенное для увеличения числа портов, при этом полученная группа идентифицируется остальными сетевыми устройствами как один коммутатор. и модель драйверов. Кроме того, оно играет связующую роль между аппаратным обеспечением и остальной частью программного стека.
• 2 Уровень — Программное обеспечение промежуточного слоя — набор библиотек (Libraries), предназначенный для обеспечения важнейшего функционала для приложений.

Вот некоторые из них:

• — Surface Manager — композитный менеджер окон. Вместо того, чтобы отрисовывать графику в буфер дисплея, система посылает поступающие команды отрисовки в закадровый буфер, где они накапливаются вместе с другими, составляя некую композицию, а потом выводятся пользователю на экран. Это позволяет создавать интересные бесшовные эффекты, прозрачность окон и плавные переходы.
• — Media Framework — библиотеки, реализованные на базе PacketVideo OpenCORE. С их помощью система осуществляет запись/воспроизведение аудио — и видео — контента, а также вывод статических изображений. Поддерживаются форматы MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG и PNG и др.
• — SQLite — реляционная СУБД, используемая в Android в качестве основного движка для работы с базами данных, используемыми приложениями для хранения информации.
• — 3D библиотеки — используются для отрисовки 3D-графики, при возможности используют аппаратное ускорение. Реализуются на основе API OpenGL ES 1.0, 2.0, 3.0 и 3.1 OpenGL ES (OpenGL for Embedded Systems) — подмножество графического программного интерфейса OpenGL, адаптированное для работы на встраиваемых системах. .
• — FreeType — библиотека для работы для растеризации шрифтов и осуществления операций над ними.
• — LibWebCore — библиотеки браузерного движка WebKit.
• — SGL (Skia Graphics Engine) — библиотека для работы с 2D-графикой.
• — Libc — стандартная библиотека языка C, настроенная для работы на устройствах на базе Linux.

Все библиотеки написаны на языке C++ и скомпилированы под конкретное аппаратное обеспечение устройства.

На этом же уровне располагается среда выполнения Android Runtime. Она состоит из виртуальной Java-машины Dalvik/ART и библиотек ядра. Dalvik/ART поддерживает одновременную работу нескольких приложений и выполняет файлы в специальном формате. dex, оптимизированном для устройств с малым количеством памяти. Библиотеки ядра написаны на языке Java и поддерживают широкий диапазон функциональных возможностей.

Каждое приложение в Android Runtime запускается в собственном экземпляре виртуальной машины Dalvik/ART. То есть, все работающие процессы изолированы от операционной системы и друг от друга. Особенность структуры Android Runtime позволяет осуществлять работу программ строго в рамках виртуальной машины. Благодаря этому ядро операционной системы защищено от влияния со стороны других компонентов. Код с ошибками или вредоносное ПО не смогут испортить систему или само устройство. Функция защиты, кроме непосредственного выполнения программного кода, является одной из ключевых для этого уровня.

3 Уровень — Application Framework, или каркас приложений. Именно через каркасы приложений разработчики получают доступ к API API (application programming interface) — это интерфейс прикладного программирования, набор готовых классов, процедур, функций, структур и констант, предоставляемых приложением (библиотекой, сервисом) для использования во внешних программных продуктах., предоставляемым компонентами системы, лежащими ниже уровнем. Кроме того, благодаря архитектуре фреймворка, любому приложению предоставляются уже реализованные возможности других приложений, к которым разрешено получать доступ.

В базовый набор сервисов и систем, лежащих в основе каждого приложения и являющихся частями фреймворка, входят:

• — Богатый и расширяемый набор представлений (Views), который может быть использован для создания визуальных компонентов приложений, например, списков, текстовых полей, таблиц, кнопок или даже встроенного web-браузера.
• — Контент-провайдеры (Content Providers), управляющие данными, которые одни приложения открывают для других, чтобы те могли их использовать для своей работы.
• — Менеджер ресурсов (Resource Manager), обеспечивающий доступ к ресурсам без функциональности (не несущими кода), например, к строковым данным, графике, файлам и другим.
• — Менеджер оповещений (Notification Manager), благодаря которому все приложения могут отображать собственные уведомления для пользователя в строке состояния.
• — Менеджер действий (Activity Manager), который управляет жизненными циклами приложений, сохраняет данные об истории работы с действиями, а также предоставляет систему навигации по ним.
• — Менеджер местоположения (Location Manager), позволяющий приложениям периодически получать обновленные данные о географическом положении устройства.

Таким образом, приложения в ОС Android могут получать в своё распоряжение вспомогательные инструменты.

Отличия фреймворка от библиотеки.

• — Фреймворк только выполняет код, написанный для него, библиотеки исполняются сами.
• — Фреймворк состоит из библиотек с разной функциональностью и назначением, а библиотеки объединяют наборы функций, близких по логике.
• 4 Уровень — Applications. Сюда относятся базовые программы, предустановленные на Android. Это браузер, почтовый клиент, программа для отправки SMS, карты, календарь, менеджер контактов. Список интегрированных приложений может меняться в зависимости от модели устройства и версии Android. Также на этом уровне располагается стороннее ПО. Система позволяет устанавливать его без ограничений, поэтому все стандартные приложения могут быть заменены аналогами. Приложения для Android пишутся на языке Java [3, с 132−135].