移動(dòng)終端操作系統(tǒng)架構(gòu)概覽

現(xiàn)有的終端操作系統(tǒng)：Android、WindowsMobile、Symbian、iPhone、BlackBerry、WindowsPhone7、BedaAndroid操作系統(tǒng)Android是Google公司基于Linux平臺(tái)的開源智能移動(dòng)終端操作系統(tǒng)。歷代Android系統(tǒng)的名稱，這真的是一份小吃的盛宴?。篈ndroid1.5Cupcake（紙杯蛋糕）Android1.6Donut（甜甜圈）Android2.0/2.0.1/2.1Eclair（松餅）Android2.2/2.2.1Froyo（凍酸奶）Android2.3Gingerbread（姜餅）Android3.0/3.1/3.2Honeycomb（蜂巢）Android4.0IceCreamSandwich（冰激凌三明治）Android5.0JellyBean（果凍豆）Android6.0KeyLimePie（檸檬派）Android是一個(gè)針對(duì)移動(dòng)設(shè)備的程序集其中包括一個(gè)操作系統(tǒng)，一個(gè)中間件和一些關(guān)鍵性應(yīng)用.特性程序程序框架可重用及可復(fù)寫組件組成針對(duì)移動(dòng)設(shè)備優(yōu)化過的Dalvik虛擬機(jī)整合瀏覽器，該瀏覽器基于開源的WebKit引擎開發(fā)提供了優(yōu)化過得圖形系統(tǒng)，該系統(tǒng)由一個(gè)自定義的2D圖形庫；一個(gè)遵循OpenGLES1.0標(biāo)準(zhǔn)（硬件加速）的3D圖形庫組成使用SQLite來實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)媒體方面對(duì)一些通用的audio,video,和圖片格式提供支持（MPEG4,H.264,MP3,AAC,AMR,JPG,PNG,GIF）GSM技術(shù)（依賴硬件）藍(lán)牙，EDGE,3G和WiFi（依賴硬件）Camera,GPS,指南針，和加速計(jì)（依賴硬件）非常豐富的開發(fā)環(huán)境，包括一個(gè)設(shè)備模擬器，調(diào)適工具，內(nèi)存和效率調(diào)優(yōu)工具和一個(gè)Eclipse的插件ADTAndroid平臺(tái)的整體架構(gòu)分為4層：①Linux內(nèi)核層、②系統(tǒng)運(yùn)行庫、③應(yīng)用程序框架層、④應(yīng)用程序?qū)覣ndroid采用層次化系統(tǒng)架構(gòu)。其軟件層次結(jié)構(gòu)包括操作系統(tǒng)（OS）、中間件（MiddleWare）和應(yīng)用程序（Application）o

Linux內(nèi)核層Android以Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核為基礎(chǔ)，借助Linux內(nèi)核服務(wù)實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)，進(jìn)程和內(nèi)存管理，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，電源管理，無線通信等核心功能°Android4.0版本之前基于Linux2.6系列內(nèi)核，4.0及之后的版本使用更新的Linux3.X內(nèi)核，并且兩個(gè)開源項(xiàng)目開始有了互通。Linux3.3內(nèi)核中正式包括一些Android代碼，可以直接引導(dǎo)進(jìn)入Android。Linux3.4將會(huì)增添電源管理等更多功能，以增加與Android的硬件兼容性，使Android在更多設(shè)備上得到支持。Android內(nèi)核對(duì)Linux內(nèi)核進(jìn)行了增強(qiáng)，增加了一些面向移動(dòng)計(jì)算的特有功能。例如，低內(nèi)存管理器LMK(LowMemoryKeller)，匿名共享內(nèi)存(Ashmem),以及輕量級(jí)的進(jìn)程間通信Binder機(jī)制等。這些內(nèi)核的增強(qiáng)使Android在繼承Linux內(nèi)核安全機(jī)制的同時(shí)，進(jìn)一步提升了內(nèi)存管理，進(jìn)程間通信等方面的安全性。下表列舉了Android內(nèi)核的主要驅(qū)動(dòng)模塊:驅(qū)動(dòng)名稱說明Android電源管理(PowerManagement)針對(duì)嵌入式設(shè)備的，基于標(biāo)準(zhǔn)Linux電源管理系統(tǒng)的，輕量級(jí)的電源管理驅(qū)動(dòng)低內(nèi)存管理器(LowMemoryKeller)可以根據(jù)需要?dú)⑺肋M(jìn)程來釋放需要的內(nèi)存。擴(kuò)展了Linux的OOM機(jī)制，形成獨(dú)特的LMK機(jī)制匿名共享內(nèi)存(Ashmem)為進(jìn)程之間提供共享內(nèi)存資源，同時(shí)為內(nèi)核提供回收和管理內(nèi)存的機(jī)制日志(AndroidLogger)一個(gè)輕量級(jí)的日志設(shè)備定時(shí)器(AnroidAlarm)提供了一個(gè)定時(shí)器用于把設(shè)備從睡眠狀態(tài)喚醒物理內(nèi)存映射管理(AndroidPMEM)DSP及其他設(shè)備只能工作在連續(xù)的物理內(nèi)存上，PMEM用于向用戶空間提供連續(xù)的物理內(nèi)存區(qū)域映射Android定時(shí)設(shè)備(AndroidTimeddevice)可以執(zhí)行對(duì)設(shè)備的定時(shí)控制功能Yaffs2文件系統(tǒng)Android采用大容量的NAND閃存作為存儲(chǔ)設(shè)備，使用Yaffs2作為文件系統(tǒng)管理大容量MTDNANDFlash；Yaffs2占用內(nèi)存小，垃圾回收簡(jiǎn)潔迅速。AndroidParanoid網(wǎng)絡(luò)對(duì)Linux內(nèi)核的網(wǎng)絡(luò)代碼進(jìn)行了改動(dòng)，增加了網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證機(jī)制。可在IPV4，IPV6和藍(lán)牙中設(shè)置，由ANDROID_PARANOID_NETWORK宏來啟用此特性。硬件抽象層內(nèi)核驅(qū)動(dòng)和用戶軟件之間還存在所謂的硬件抽象層(HardwareAbstractLayer,HA)，它是對(duì)硬件設(shè)備的具體實(shí)現(xiàn)加以抽象。HAL沒有在Android官方系統(tǒng)架構(gòu)圖中標(biāo)明，下圖標(biāo)出了硬件抽象層在android系統(tǒng)中的位置:1k^rueDidlei'SrTMMMSinCiHllrei■1k^rueDidlei'SrTMMMSinCiHllrei■AfdinnCigiE咐甘DUF頑APPLICATIONSApplicationFrameworkwindowConcrntPnavi^crjgWNOdflCltlW.MinijwFwm臀rn^nagerL<X3llO1riinaE^r--LibrariesAndroidRuntimeLinuxKernelDrn*-rCameraDrwrIharMlnemery□rim「DnverAisdiol>iwrKeypadEMrmWfriiJnwrDrfjerEninrigementGPsn料5氏心Win「應(yīng)用都com"就夢(mèng)用鑒于許多硬件設(shè)備廠商不希望公開其設(shè)備驅(qū)動(dòng)的源代碼，如果能將android的應(yīng)用框架層與linux系統(tǒng)內(nèi)核的設(shè)備驅(qū)動(dòng)隔離，使應(yīng)用程序框架的開發(fā)盡量獨(dú)立于具體的驅(qū)動(dòng)程序，則android將減少對(duì)Linux內(nèi)核的依賴。HAL由此而生，它是對(duì)Linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行的封裝，將硬件抽象化，屏蔽掉了底層的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。HAL規(guī)定了一套應(yīng)用層對(duì)硬件層讀寫和配置的統(tǒng)一接口，本質(zhì)上就是將硬件的驅(qū)動(dòng)分為用戶空間和內(nèi)核空間兩個(gè)層面；Linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序運(yùn)行于內(nèi)核空間，硬件抽象層運(yùn)行于用戶空間。系統(tǒng)運(yùn)行庫層官方的系統(tǒng)架構(gòu)圖中，位于Linux內(nèi)核層之上的系統(tǒng)運(yùn)行庫層是應(yīng)用程序框架的支撐，為Android系統(tǒng)中的各個(gè)組件提供服務(wù)。系統(tǒng)運(yùn)行庫層由系統(tǒng)類庫和Android運(yùn)行時(shí)構(gòu)成。1.系統(tǒng)類庫系統(tǒng)類庫大部分由C/C++編寫，所提供的功能通過Android應(yīng)用程序框架為開發(fā)者所使用。主要的系統(tǒng)類庫及說明如下表：系統(tǒng)類庫名稱說明SurfaceManager執(zhí)行多個(gè)應(yīng)用程序時(shí)，管理子系統(tǒng)的顯示，另外也對(duì)2D和3D圖形提供支持MediaFramework基于PacketVideoOpenCore的多媒體庫，支持多種常用的音頻和視頻格式的錄制和回放，所支持的編碼格式包括MPEG4,MP3,H264，AAC，ARMSQLite本地小型關(guān)系數(shù)據(jù)庫，Android提供了一些新的SQLite數(shù)據(jù)庫API，以替代傳統(tǒng)的耗費(fèi)資源的JDBCAPIOpenGL|ES基于OpenGLES1.0API標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的3D跨平臺(tái)圖形庫FreeType用于顯示位圖和矢量字體WebKitWeb瀏覽器的軟件引擎SGL底層的2D圖形引擎Libc(bioniclibc)繼承自BSD的C函數(shù)庫bioniclibc，更適合基于嵌入式Linux的移動(dòng)設(shè)備SSL安全套接層，是為網(wǎng)絡(luò)通信提供安全及數(shù)據(jù)完整性的一種安全協(xié)議除上表列舉的主要系統(tǒng)類庫之外，AndroidNDK(NativeDevelopmentKit)，即Android原生庫，也十分重要。NDK為開發(fā)者提供了直接使用Android系統(tǒng)資源，并采用C或C++語言編寫程序的接口。因此，第三方應(yīng)用程序可以不依賴于Dalvik虛擬機(jī)進(jìn)行開發(fā)。實(shí)際上，NDK提供了一系列從C或C++生成原生代碼所需要的工具，為開發(fā)者快速開發(fā)C或C++的動(dòng)態(tài)庫提供方便，并能自動(dòng)將生成的動(dòng)態(tài)庫和java應(yīng)用程序一起打包成應(yīng)用程序包文件，即.apk文件。注意，使用原生庫無法訪問應(yīng)用框架層API，兼容性可能無法保障。而且從安全性角度考慮，Android原生庫用非類型安全的程序語言C,C++編寫，更容易產(chǎn)生安全漏洞，原生庫的缺陷(bug)也可能更容易直接影響應(yīng)用程序的安全性。2.運(yùn)行時(shí)Android運(yùn)行時(shí)包含核心庫和Dalvik虛擬機(jī)兩部分。核心庫：核心庫提供了Java5seAPI的多數(shù)功能，并提供Android的核心API，如android.os，，android.media等。Dalvik虛擬機(jī)：Dalvik虛擬機(jī)是基于apache的java虛擬機(jī)，并被改進(jìn)以適應(yīng)低內(nèi)存，低處理器速度的移動(dòng)設(shè)備環(huán)境。Dalvik虛擬機(jī)依賴于Linux內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程隔離與線程調(diào)試管理，安全和異常管理，垃圾回收等重要功能。本質(zhì)而言，Dalvik虛擬機(jī)并非傳統(tǒng)意義上的java虛擬機(jī)(JVM)。Dalvik虛擬機(jī)不僅不按照J(rèn)ava虛擬機(jī)的規(guī)范來實(shí)現(xiàn)，而且兩者不兼容。Dalvik和標(biāo)準(zhǔn)Java虛擬機(jī)有以下主要區(qū)別：Dalvik基于寄存器，而JVM基于棧。一般認(rèn)為，基于寄存器的實(shí)現(xiàn)雖然更多依賴于具體的CPU結(jié)構(gòu)，硬件通用性稍差，但其使用等長指令，在效率速度上較傳統(tǒng)JVM更有優(yōu)勢(shì)。Dalvik經(jīng)過優(yōu)化，允許在有限的內(nèi)存中同時(shí)高效地運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)的實(shí)例，并且每一個(gè)Dalvik應(yīng)用作為一個(gè)獨(dú)立的Linux進(jìn)程執(zhí)行，都擁有一個(gè)獨(dú)立的Dalvik虛擬機(jī)實(shí)例。Android這種基于Linux的進(jìn)程“沙箱”機(jī)制，是整個(gè)安全設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之一。Dalvik虛擬機(jī)從DEX(DalvikExecutable)格式的文件中讀取指令與數(shù)據(jù)，進(jìn)行解釋運(yùn)行。DEX文件由傳統(tǒng)的，編譯產(chǎn)生的CLASS文件，經(jīng)dx工具軟件處理后生成。Dalvik的DEX文件還可以進(jìn)一步優(yōu)化，提高運(yùn)行性能。通常，OEM的應(yīng)用程序可以在系統(tǒng)編譯后，直接生成優(yōu)化文件(.ODEX)；第三方的應(yīng)用程序則可在運(yùn)行時(shí)在緩存中優(yōu)化與保存，優(yōu)化后的格式為DEY(.dey文件)。應(yīng)用程序框架層應(yīng)用程序框架層提供開發(fā)Android應(yīng)用程序所需的一系列類庫，使開發(fā)人員可以進(jìn)行快速的應(yīng)用程序開發(fā)，方便重用組件，也可以通過繼承實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的擴(kuò)展。具體包括的模塊如表:應(yīng)用程序框架層類庫名稱功能活動(dòng)管理器(ActivityMananger)管理各個(gè)應(yīng)用程序生命周期并提供常用的導(dǎo)航回退功能，為所有程序的窗口提供交互的接口窗口管理器(WindowManager)對(duì)所有開啟的窗口程序進(jìn)行管理內(nèi)容提供器(ContentProvider)提供一個(gè)應(yīng)用程序訪問另一個(gè)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)的功能，或者實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)共享視圖系統(tǒng)(ViewSystem)創(chuàng)建應(yīng)用程序的基本組件，包括列表(lists)，網(wǎng)格(grids)，^框(textboxes)，按鈕(buttons)，還有可嵌入的web瀏覽器。通知管理器(NotificationManager)使應(yīng)用程序可以在狀態(tài)欄中顯示自定義的客戶提示信息包管理器(PackageManager)對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行管理，提供的功能諸如安裝應(yīng)用程序，卸載應(yīng)用程序，查詢相關(guān)權(quán)限信息等。資源管理器(ResourceManager)提供各種非代碼資源供應(yīng)用程序使用，如本地化字符串，圖片，音頻等位置管理器(LocationManager)提供位置服務(wù)電話管理器(TelephonyManager)管理所有的移動(dòng)設(shè)備功能XMPP服務(wù)是Google在線即時(shí)交流軟件中一個(gè)通用的進(jìn)程，提供后臺(tái)推送服務(wù)應(yīng)用層Android平臺(tái)的應(yīng)用層上包括各類與用戶直接交互的應(yīng)用程序，或由java語言編寫的運(yùn)行于后臺(tái)的服務(wù)程序。例如，智能手機(jī)上實(shí)現(xiàn)的常見基本功能程序，諸如SMS短信，電話撥號(hào)，圖片瀏覽器，日歷，游戲，地圖，web瀏覽器等程序，以及開發(fā)人員開發(fā)的其他應(yīng)用程序。Android系統(tǒng)的安全機(jī)制默認(rèn)情況下第三方應(yīng)用沒有權(quán)限進(jìn)行有害操作，主要體現(xiàn)在對(duì)系統(tǒng)上的文件進(jìn)行操作時(shí)，不同應(yīng)用具有不同操作等級(jí)。進(jìn)程保護(hù)。程序只能在自己的進(jìn)程空間，與其它進(jìn)程完全隔離，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間互不干擾；權(quán)限模型。Android要求用戶在使用API是進(jìn)行權(quán)限聲明。權(quán)限聲明在AndroidManifest.xml文件里進(jìn)行設(shè)置，主要有四種模式：Context.MODE_PRIVATE僅能被創(chuàng)建的應(yīng)用訪問；Context.MODE_APPEN檢測(cè)存在的文件，就在文件后面追加內(nèi)容Context.MODE_READABLE當(dāng)前文件可以被其它應(yīng)用讀?、蹸ontext.MODE_WRITEABLE當(dāng)前文件可以被其它應(yīng)用寫入四種權(quán)限模式在聲明時(shí)可以疊加。權(quán)限聲明通過ProtectedLevel分為4個(gè)等級(jí)：①Normal只要申請(qǐng)就可以使用；?Dangerous取得用戶的確認(rèn)才可以使用；最常用的等級(jí)。Signature讓應(yīng)用程序不彈出確認(rèn)提示；Signatureorsystem開發(fā)應(yīng)用時(shí)，獲得平臺(tái)簽名。Android項(xiàng)目的目錄結(jié)構(gòu)1、源程序目錄src-用于放置源程序2、自動(dòng)生成目錄gen-自動(dòng)生成不允許用戶自行修改的R.java文件，用于引用資源文件（即res目錄下的數(shù)據(jù)）3、資源目錄resres:放置應(yīng)用程序用到的資源文件。其包含（Drawable，layout，values等目錄）。當(dāng)這個(gè)目錄下的文件發(fā)生變化時(shí)，src目錄下面的Rojava就會(huì)自動(dòng)發(fā)生變化。res/drawable:放置應(yīng)用到的圖片資源。res/layout:放置一些與UI相應(yīng)的布局文件，都是xml文件。res/values：放置字符串，顏色，數(shù)組等常量數(shù)據(jù)。res中的資源，會(huì)在生成的R類中，生成索引idgetResources（）方法，獲得Resources對(duì)象，來訪問res中的資源Res根據(jù)不同的資源內(nèi)容預(yù)定義了相應(yīng)的子目錄，這些目錄的名字不能任意定義。Res目錄只支持一級(jí)子目錄，不支持多級(jí)子目錄res/layout:用于放置布局用的xml文件，這些xml用于定義一個(gè)界面的布局res/layout/main.xmlres/drawable:其中存放圖片。res/drawable目錄下放置一個(gè)名為icon.png的圖片文件drawable在2.0版本以后出現(xiàn)了若干個(gè)drawable目錄根據(jù)屏幕硬件尺寸不同，選取使用不同drawable下的圖片資源res/values:存放的是各種類型的數(shù)據(jù)。是用xml文件保存。res/values/strings.xml用于:1:最大程度的重用資源2:便于國際化處理*將文本、數(shù)組、顏色、樣式外化*國際化I18n-Internationalization本地化L10n-Localization*valuesvalues-en-rUSvalues-en-eUKvalues-zh-rCNvalues-zh-rTWvalues-krvalues-rJP*布局文件.xml@string/hello_worldActivitygetResources().getString("hello_world");res/xml:存放我們程序中需要使用的xml文件xml文件會(huì)被編譯(壓縮)創(chuàng)建XmlPullParsergetResources().getXml(索引id)引用資源res/raw:存放原始文件，原始的，未編譯(未壓縮)的文件通常:視頻文件，音頻文件*不能創(chuàng)建子目錄*獲得raw中文件的輸入流：in=getResources().openRawResource(R.raw.xxx);*資源的國際化rawraw-en-rUKraw-en-rUSraw-zh-rHKraw-zh-rCNraw-zh-rTWres/anim:android支持的動(dòng)畫文件(用xml定義)在res目錄下的資源文件名：:必須符合java標(biāo)識(shí)符命名規(guī)則:字母不能含有大寫android應(yīng)用程序的入口文件AndroidManifest.xml-Android程序的清單文件，相當(dāng)于配置文件，配置應(yīng)用程序名稱、圖標(biāo)、Activity、Service、Receiver等AndroidManifest.xml將包含如下設(shè)置：applicationpermissions、Activities、intentfilters等4、支持庫目錄libs:當(dāng)前工程所依賴的jar包.5、媒體文件目錄assets:放置一些程序所需要的媒體文件.6、編譯目錄bin:工程的編譯目錄.存放一些編譯時(shí)產(chǎn)生的臨時(shí)文件和當(dāng)前工程的.apk文件.文件proguard-project.txt:加密當(dāng)前程序所使用R類android雖然沒有明確說明，但是values目錄下的資源不是根據(jù)文件名在R中對(duì)應(yīng)的。而是根據(jù)values中xml的內(nèi)容決定。android使用R類對(duì)訪問資源提供了統(tǒng)一的方式。使用R類中的不同常量，來獲取對(duì)應(yīng)的相關(guān)資源。R類中的常量我們通常叫它為資源的ID。通過R類在程序中獲取資源的方式:Resource類該實(shí)例用于管理當(dāng)前應(yīng)用程序中的所有資源。獲取該實(shí)例的方式為：Context.getResource()方法Resource中提供了獲取不同資源的方法getColor(intresId)getString(intresId)getDrawable(intresId)getStringArray(intresId)獲取字符串?dāng)?shù)組android.jar文件，這是一個(gè)Java歸檔文件，其中包含構(gòu)建應(yīng)用程序所需的所有的AndroidSDK庫(如Views、Controls)和APIs。通過android.jar將自己的應(yīng)用程序綁定到AndroidSDK和AndroidEmulator，這允許你使用所有Android的庫和包，且使你的應(yīng)用程序在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境中調(diào)試。WindowsPhone7操作系統(tǒng)WindowsPhone7是一個(gè)32位操作系統(tǒng)，內(nèi)核基于WindowsCE6.0R3。雙層架構(gòu)，由內(nèi)核層和用戶層組成。應(yīng)用進(jìn)程被分配2GB內(nèi)存，其中虛擬內(nèi)存可達(dá)1GB，內(nèi)核也被分配2GB。WindowsPhone由硬件層、內(nèi)核層、系統(tǒng)層和應(yīng)用層組成。WindowsPhone是基于.NETCompactFramework框架的托管環(huán)境CLR。其中包含了兩種開發(fā)框架：?SilverlightFramework:以SilverlightFramework為基礎(chǔ)的WindowsPhone7應(yīng)用程序是由一堆的Page組成的，每一個(gè)Page是一個(gè)擴(kuò)展名為.XAML的文件，代表一個(gè)操作畫面。WP7.0是基于Silverlight3.0,WP7.1則是基于Silverlight4。?XNAFramework:主要的用途在支持開發(fā)游戲程序，提供2D/3D的動(dòng)畫，音效，及各種游戲相關(guān)的功能，協(xié)助有志于開發(fā)游戲程序的企業(yè)或個(gè)人發(fā)展WindowsPhone、Xbox360、Zune播放器、以及Windows7平臺(tái)的游戲程序。對(duì)于大多應(yīng)用程序我們可以選擇Silverlight進(jìn)行開發(fā)，而對(duì)于游戲可以選擇XNA。SilverlightFramework.的也能骨性適合開沒以KAML文件為墓5睥事佛區(qū)動(dòng)應(yīng)用程宇造臺(tái)應(yīng)甲silveriight廄頁開用經(jīng)驗(yàn)駕windowsSilverlightFramework.的也能骨性適合開沒以KAML文件為墓5睥事佛區(qū)動(dòng)應(yīng)用程宇造臺(tái)應(yīng)甲silveriight廄頁開用經(jīng)驗(yàn)駕windowsPhone7應(yīng)用有冷開安■用戾開攻用關(guān)爆耕解城］能史梏提供瀏瑚員功藐的WebBrowser控件，專持最示商互動(dòng)也匿的B：ngMapsi心Ifht控件，豐號(hào)升莎全畏式溯'羽能釣Panoramc控件「以雙胡敏海方式來回浦覽應(yīng)用程序頁面或瞬的PWS控件.XNAR^mewcrk的功能特性遣合開沒高效趣幡戲誼含快速開癥ZD和3D的游藉攙供ContentPipeline功能.陌助應(yīng)用程序典懿程序磯行日鏘欲使用的疏區(qū)容Screen部分由“ToolandSupport””和Runtimes組成，Cloud由“DeveloperPortalServices'N"CloudService”組成。Screen部分可以理解為本地，Cloud部分可以理解為云端?！癟oolandSupport”是開發(fā)應(yīng)用所必須的開發(fā)工具和技術(shù)支持；Runtimes則是開發(fā)應(yīng)用的框架，提供所需要的的API和功能。SCREEN1|Rur^irrcOn'Screen"TeIs&蜀院「lightSermrsMediaDataLocation*.VisualStudio做EtonExpressionBlend/HQGameStudioPhoneXbwLIVENolificatiwK,NETFramewortmanagedcodesandbox“XBCKcWindows?DMurftefttariflfiOsQ部C&nimmilyPackagingandVe<TficationTgsCLOUDCloudServicesPortalServicesNotiffcatiOTisAppDeptoymenlRegtstr^ianMarketplaceLocationIdentrtyFeeds枷村at臺(tái)nMOandCCEilingXBCKUlVES&ciaiMaps-CfiFlrlicationIntdligenee?WindowsAzureRubkshngUpdateManagiemerrtWindowsPhone系統(tǒng)具有封閉性，應(yīng)用程序模型只支持第三方應(yīng)用程序在前臺(tái)運(yùn)行，不支持后臺(tái)應(yīng)用。WindowsPhone第三方應(yīng)用開發(fā)的限制：很難實(shí)現(xiàn)流量監(jiān)控、短信攔截、病毒實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能；不能開發(fā)涉及手機(jī)攝像頭的應(yīng)用程序；不能對(duì)應(yīng)用程序界面進(jìn)行個(gè)性化定制；設(shè)計(jì)系統(tǒng)類的應(yīng)用必須使用系統(tǒng)提供的界面運(yùn)行；開發(fā)者必須通過Zune同步功能將開發(fā)好的應(yīng)用程序發(fā)送到手機(jī)上。沒有提供SMS、Phone、Email、Camera的API，打電話、發(fā)送短信都需要用戶確認(rèn)才能執(zhí)行。特色功能，開發(fā)者可以通過Task調(diào)用系統(tǒng)任務(wù)來實(shí)現(xiàn)。XAP程序包的啟動(dòng)過程：宿主程序通過AppMainfest.xaml來獲取程序的入口點(diǎn)(EntryPointType)入口程序集(EntryPointAssembly)Silverlight運(yùn)行版本(RuntimeVersion)，然后初始化調(diào)用Application.LoadComponent方法來生成App對(duì)象的實(shí)例，接下來初始化手機(jī)，定義一個(gè)Frame，，通過WMAppMaingest.xml文件獲取啟動(dòng)時(shí)的Page(NavigationPage)頁面設(shè)置到Frame，然后設(shè)置到RootVisual來顯示此Page。WindowsPhone7安全模型①給予最小權(quán)限和隔離，同時(shí)引入Chamber概念；Chamber可理解為獨(dú)立模塊，分為四層：TCB(TrustComputingBase)層處于內(nèi)核模式，涉及內(nèi)核和內(nèi)核設(shè)備驅(qū)動(dòng)，權(quán)限較大；ERC(elevatedrightschamber)層主要是服務(wù)程序以及用戶模式驅(qū)動(dòng)；SRC(standardrightschamber)層位于裝的微軟應(yīng)用而設(shè)計(jì)的層；LPC(leastprivilengedchamber)層專為第三方應(yīng)用程序預(yù)裝的應(yīng)用商店下載的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，權(quán)限最小。強(qiáng)制代碼簽名和代碼檢測(cè)用戶只能通過應(yīng)用程序商店下載應(yīng)用，拒絕盜版，保護(hù)開發(fā)者版權(quán)；應(yīng)用要想發(fā)布，必須經(jīng)過微軟的代碼簽名，并與之前的版本有較大差異；設(shè)計(jì)和檢測(cè)代碼的工具：MicrosoftSDLThreatModelingTookFxCop、BinScope。開發(fā)人員可以將應(yīng)用.Xap文件發(fā)布到WindowsPhone市場(chǎng)，向開發(fā)商提交.xap文件。?xaP文件是一個(gè)壓縮文件，其中包含應(yīng)用程序所需的所有信息，這包括應(yīng)用程序圖標(biāo)、開始磁貼，元數(shù)據(jù)，并許可條款的決定如何使用它們的程序。應(yīng)用發(fā)布到WindowsPhone市場(chǎng)后，開發(fā)人員使用應(yīng)用集線器來管理應(yīng)用程序的版本報(bào)價(jià)。WindowsPhone7具備進(jìn)程隔離、應(yīng)用數(shù)據(jù)隔離等功能，并支持SSL和HTTPS等加密傳輸協(xié)議。WindowsPhone7加強(qiáng)數(shù)據(jù)加密、SD卡保護(hù)、嚴(yán)格控制PC和手機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸、支持遠(yuǎn)程管理和防丟失保護(hù)機(jī)制、支持密碼學(xué)接口以及證書管理。iOS操作系統(tǒng)iOS是基于UNIX內(nèi)核，以FreeBSD和Mach改寫的Darwin為基礎(chǔ)，最初為iPhone用戶而設(shè)計(jì)。iOS的系統(tǒng)架構(gòu)分為四個(gè)層次：核心操作系統(tǒng)層(CoreOSlayer)、核心服務(wù)層(CoreServiceslayer)媒體層(Medialayer)、可觸摸層(CocoaTouchlayer)oiOS結(jié)構(gòu)圖1、CoreOS是位于iOS系統(tǒng)架構(gòu)最下面的一層是核心操作系統(tǒng)層，它包括硬件驅(qū)動(dòng)、內(nèi)存管理、程序管理、線程管理(POSIX)、文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)(BSDsocket)、電源管理以及標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出等。這一層也提供了硬件和系統(tǒng)框架之間的接口。2、CoreServices是核心服務(wù)層，可以通過它來訪問iOS的一些服務(wù)?；A(chǔ)類框架：處理字串、排列、組合、日歷、時(shí)間等基本功能基礎(chǔ)框架Foundation.framework(屬于Object-C的API)核心基礎(chǔ)框架CoreFoundation.framework(屬于C的API)Security.framework安全框架用來處理認(rèn)證、密碼管理、安全性管理；CoreLocation.framework是用來處理GPS定位的；SQLite是輕量級(jí)嵌入式數(shù)據(jù)庫；AddressBook.framework用來處理電話簿資料。3、Media是媒體層，通過它我們可以在應(yīng)用程序中使用各種媒體文件，進(jìn)行音頻與視頻的錄制，圖形的繪制，以及制作基礎(chǔ)的動(dòng)畫效果。4、CocoaTouch是可觸摸層，這一層為我們的應(yīng)用程序開發(fā)提供了各種有用的框架，并且大部分與用戶界面有關(guān)，本質(zhì)上來說它負(fù)責(zé)用戶在iOS設(shè)備上的觸摸交互操作。iOS系統(tǒng)框架詳細(xì)解讀1、CoreOS:是用FreeBSD和Mach所改寫的Darwin,是開源、符合POSIX標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)Unix核心。這一層包含或者說是提供了整個(gè)iPhoneOS的一些基礎(chǔ)功能，比如：硬件驅(qū)動(dòng)內(nèi)存管理，程序管理，線程管理(POSIX)，文件系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)(BSDSocket)，以及標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出等等，所有這些功能都會(huì)通過C語言的API來提供。另外，值得一題的是，這一層最具有UNIX色彩，如果你需要把UNIX上所開發(fā)的程序移植到iPhone上，多半都會(huì)使用到CoreOS的API.核心OS層的驅(qū)動(dòng)也提供了硬件和系統(tǒng)框架之間的接口。然而，由于安全的考慮，只有有限的系統(tǒng)框架類能訪問內(nèi)核和驅(qū)動(dòng)。iPhoneOS提供了許多訪問操作系統(tǒng)低層功能的接口集，iPhone應(yīng)用通過LibSystem庫來訪問這些功能，這些接口集如下所示：線程(POSIX線程)；網(wǎng)絡(luò)(BSDsockets)；文件系統(tǒng)訪問；標(biāo)準(zhǔn)I/O；Bonjour和DNS服務(wù)；現(xiàn)場(chǎng)信息(LocaleInformation)；內(nèi)存分配；數(shù)學(xué)計(jì)算。許多CoreOS技術(shù)的頭文件位于目錄<iPhoneSDK>/usr/include/，iPhoneSDK是SDK的安裝目錄。2、CoreServices:CoreServices在CoreOS基礎(chǔ)上提供了更為豐富的功能，它包含了Foundation.Framework和CoreFoundation.Framework,之所以叫Foundation，就是因?yàn)樗峁┝艘幌盗刑幚碜执帕?，組合，日歷，時(shí)間等等的基本功能。Foundation是屬于Objective-C的API，CoreFundation是屬于C的API。另外Coreservieces還提供了其他的功能，比如：Security,CoreLocation,SQLite,和AddressBook.其中Security是用來處理認(rèn)證，密碼管理，按安全性管理的；CoreLocation是用來處理GPS定位的；SQLLite是輕量級(jí)的數(shù)據(jù)庫，而AddressBook則用來處理電話薄資料的。下面是具體介紹：電話本電話本框架(AddressBook.framework)提供了保存在手機(jī)設(shè)備中的電話本編程接口。開發(fā)者能使用該框架訪問和修改存儲(chǔ)在用戶聯(lián)系人數(shù)據(jù)庫里的記錄。例如，一個(gè)聊天程序可以使用該框架獲得可能的聯(lián)系人列表，啟動(dòng)聊天的進(jìn)程(Process)，并在視圖上顯示這些聯(lián)系人信息等。核心基礎(chǔ)框架核心基礎(chǔ)框架(CoreFoundation.framework)是基于C語言的接口集，提供iPhone應(yīng)用的基本數(shù)據(jù)管理和服務(wù)功能。該框架支持如下功能：Collection數(shù)據(jù)類型(Arrays、Sets等)；Bundles；字符串管理；日期和時(shí)間管理；原始數(shù)據(jù)塊管理；首選項(xiàng)管理；URL和Stream操作；線程和運(yùn)行循環(huán)(RunLoops)；端口和Socket通信。核心基礎(chǔ)框架與基礎(chǔ)框架是緊密相關(guān)的，它們?yōu)橄嗤幕竟δ芴峁┝薕bjective-C接口。如果開發(fā)者混合使用FoundationObjects和CoreFoundation類型，就能充分利用存在兩個(gè)框架中的"toll-freebridging"otoll-freebridging意味著開發(fā)者能使用這兩個(gè)框架中的任何一個(gè)的核心基礎(chǔ)和基礎(chǔ)類型，例如Collection和字符串類型等。每個(gè)框架中的類和數(shù)據(jù)類型的描述注明該對(duì)象是否支持toll-freebridged。如果是，它與哪個(gè)對(duì)象橋接(toll-freebridged)。(3)CFNetworkCFNetwork框架(CFNetwork.framework)是一組高性能的C語言接口集，提供網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的面向?qū)ο蟮某橄蟆ｉ_發(fā)者可以使用CFNetwork框架操作協(xié)議棧，并且可以訪問低層的結(jié)構(gòu)如BSDSockets等。同時(shí)，開發(fā)者也能簡(jiǎn)化與FTP和HTTP服務(wù)器的通信，或解析DNS等任務(wù)。使用CFNetwork框架實(shí)現(xiàn)的任務(wù)如下所示：BSDSockets；利用SSL或TLS創(chuàng)建加密連接；解析DNSHosts；解析HTTP協(xié)議，鑒別HTTP和HTTPS服務(wù)器；在FTP服務(wù)器工作；發(fā)布、解析和瀏覽Bonjour服務(wù)。核心位置框架(CoreLocationFramework)核心位置框架(CoreLocation.framework)主要獲得手機(jī)設(shè)備當(dāng)前的經(jīng)緯度，核心位置框架利用附近的GPS、蜂窩基站或Wi-Fi信號(hào)信息測(cè)量用戶的當(dāng)前位置。iPhone地圖應(yīng)用使用這個(gè)功能在地圖上顯示用戶的當(dāng)前位置。開發(fā)者能融合這個(gè)技術(shù)到自己的應(yīng)用中，給用戶提供一些位置信息服務(wù)。例如可以提供一個(gè)服務(wù)：基于用戶的當(dāng)前位置，查找附近的餐館、商店或設(shè)備等。安全框架(SecurityFramework)iPhoneOS除了內(nèi)置的安全特性外，還提供了外部安全框架(Security.framework)，從而確保應(yīng)用數(shù)據(jù)的安全性。該框架提供了管理證書、公鑰/私鑰對(duì)和信任策略等的接口。它支持產(chǎn)生加密安全的偽隨機(jī)數(shù)，也支持保存在密鑰鏈的證書和密鑰。對(duì)于用戶敏感的數(shù)據(jù)，它是安全的知識(shí)庫(SecureRepository)oCommonCrypto接口也支持對(duì)稱加密、HMAC和數(shù)據(jù)摘要。在iPhoneOS里沒有OpenSSL庫，但是數(shù)據(jù)摘要提供的功能在本質(zhì)上與OpenSSL庫提供的功能是一致的。SQLiteiPhone應(yīng)用中可以嵌入一個(gè)小型SQL數(shù)據(jù)庫SQLite，而不需要在遠(yuǎn)端運(yùn)行另一個(gè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。開發(fā)者可以創(chuàng)建本地?cái)?shù)據(jù)庫文件，并管理這些文件中的表格和記錄。數(shù)據(jù)庫SQLite為通用的目的而設(shè)計(jì)，但仍可以優(yōu)化為快速訪問數(shù)據(jù)庫記錄。訪問數(shù)據(jù)庫SQLite的頭文件位于＜iPhoneSDK＞/usr/include/sqlite3.h，其中＜iPhoneSDK＞是SDK安裝的目標(biāo)路徑。支持XML基礎(chǔ)框架提供NSXMLParser類，解析XML文檔元素。libXML2庫提供操作XML內(nèi)容的功能，這個(gè)開放源代碼的庫可以快速解析和編輯XML數(shù)據(jù)，并且轉(zhuǎn)換XML內(nèi)容到HTML。訪問libXML2庫的頭文件位于目錄＜iPhoneSDK＞/usr/include/libxml2/，其中＜iPhoneSDK＞是SDK安裝的目標(biāo)目錄。3、Media如同其名，Media層提供了圖片，音樂，影片等多媒體功能。圖像分為2D圖像和3D圖像，前者由Quartz2D來支持，后者則是用OpenglES.與音樂對(duì)應(yīng)的模組是CoreAudio和OpenAL,MediaPlayer實(shí)現(xiàn)了影片的播放，而最后還提供了CoreAnimation來對(duì)強(qiáng)大動(dòng)畫的支持。具體介紹如下：圖像技術(shù)(GraphicsTechnologies)高質(zhì)量圖像是所有iPhone應(yīng)用的一個(gè)重要的組成部分。任何時(shí)候，開發(fā)者可以采用UIKit框架中已有的視圖和功能以及預(yù)定義的圖像來開發(fā)iPhone應(yīng)用。然而，當(dāng)UIKit框架中的視圖和功能不能滿足需求時(shí)，開發(fā)者可以應(yīng)用下面描述的技術(shù)和方法來制作視圖。Quartz。核心圖像框架(CoreGraphics.framework)包含了Quartz2D畫圖API，Quartz與在MacOS中采用的矢量圖畫引擎是一樣先進(jìn)的。Quartz支持基于路徑(Path-based)畫圖、抗混淆(Anti-aliased)重載、梯度(Gradients)、圖像(Images)、顏色(Colors)、坐標(biāo)空間轉(zhuǎn)換(Coordinate-spaceTransformation)、pdf文檔創(chuàng)建、顯示和解析。雖然API是基于C語言的，它采用基于對(duì)象的抽象表征基礎(chǔ)畫圖對(duì)象，使得圖像內(nèi)容易于保存和復(fù)用。核心動(dòng)畫(CoreAnimation)oQuartz核心框架(QuartzCore.framework)包含CoreAnimation接口，CoreAnimation是一種高級(jí)動(dòng)畫和合成技術(shù)，它用優(yōu)化的重載路徑(RenderingPath)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)畫和虛擬效果。它用一種高層的Objective-C接口配置動(dòng)畫和效果，然后重載在硬件上獲得較好的性能。CoreAnimation集成到iPhoneOS的許多部分，包括UIKit類如UIView，提供許多標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)行為的動(dòng)畫。開發(fā)者也能利用這個(gè)框架中的Objective-C接口創(chuàng)建客戶化的動(dòng)畫。OpenGLES。OpenGLES框架(OpenGLES.framework)符合OpenGLESv1.1規(guī)范，它提供了一種繪畫2D和3D內(nèi)容的工具。OpenGLES框架是基于C語言的框架，與硬件設(shè)備緊密相關(guān)，為全屏游戲類應(yīng)用提供高幀率(highframerates)。開發(fā)者總是要使用OpenGL框架的EAGL接口，EAGL接口是OpenGLES框架的一部分，它提供了應(yīng)用的OpenGLES畫圖代碼和本地窗口對(duì)象的接口。音頻技術(shù)(AudioTechnologies)iPhoneOS的音頻技術(shù)為用戶提供了豐富的音頻體驗(yàn)。它包括音頻回放，高質(zhì)量的錄音和觸發(fā)設(shè)備的振動(dòng)功能等。iPhoneOS的音頻技術(shù)支持如下音頻格式：AAC、AppleLossless(ALAC)>A-law、IMA/ADPCM(IMA4)>LinearPCM、R-law和CoreAudio等。①核心音頻(CoreAudioFamily)。核心音頻框架家族(CoreAudiofamilyofframeworks)提供了音頻的本地支持，如表16-1所示。CoreAudio是一個(gè)基于C語言的接口，并支持立體聲(StereoAudio)。開發(fā)能采用iPhoneOS的CoreAudio框架在iPhone應(yīng)用中產(chǎn)生、錄制、混合和播放音頻。開發(fā)者也能通過核心音頻訪問手機(jī)設(shè)備的振動(dòng)功能。核心音頻框架:框架(Framework)服務(wù)(Service)CoreAudio.framework定義核心音頻的音頻數(shù)據(jù)類型AudioUnit.framework提供音頻和流媒體文件的回放和錄制，并且管理音頻文件和播放提示聲音AudioToolbox.framework提供使用內(nèi)置音頻單兀服務(wù)，音頻處理模塊②OpenALoiPhoneOS也支持開放音頻庫(OpenAudioLibrary，OpenAL)。OpenAL是一個(gè)跨平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)，它能傳遞位置音頻(PositionalAudio)o開發(fā)者能應(yīng)用OpenAL在需要位置音頻輸出的游戲或其他應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)高性能、高質(zhì)量的音頻。由于OpenAL是一個(gè)跨平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)，采用OpenAL的代碼模塊可以平滑地移植到其他平臺(tái)。視頻技術(shù)(VideoTechnologies)iPhoneOS通過媒體播放框架(MediaPlayer.framework)支持全屏視頻回放。媒體播放框架支持的視頻文件格式包括.mov,.mp4,.m4v和.3gp，并應(yīng)用如下壓縮標(biāo)準(zhǔn)：H.264BaselineProfileLevel3.0video在30f/s的情況下分辨率達(dá)到640x480像素。注意：不支持Bframes；MPEG4規(guī)范的視頻部分；眾多的音頻格式，包含在音頻技術(shù)的列表里，如AAC、AppleLossless(ALAC)、A-law、IMA/ADPCM(IMA4)、線性PCM、R-law和CoreAudio等。CocoaTouch最上面一層是CocoaTouch,它是Objective-C的API,其中最核心的部分是UIKit.Framework應(yīng)用程序界面上的各種組件，全是由它來提供呈現(xiàn)的，除此之外它還負(fù)責(zé)處理屏幕上的多點(diǎn)觸摸事件，文字的輸出，圖片網(wǎng)頁的顯示，相機(jī)或文件的存取，以及加速感應(yīng)的部分等。具體介紹如下：UlKit框架UIKit框架(UIKit.framework)包含Objective-C程序接口，提供實(shí)現(xiàn)圖形，事件驅(qū)動(dòng)的iPhone應(yīng)用的關(guān)鍵架構(gòu)。iPhoneOS中的每一個(gè)應(yīng)用采用這個(gè)框架實(shí)現(xiàn)如下核心功能：應(yīng)用管理；支持圖形和窗口；支持觸摸事件處理；用戶接口管理；提供用來表征標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)視圖和控件的對(duì)象；支持文本和Web內(nèi)容；通過URLscheme與其他應(yīng)用的集成。為提供基礎(chǔ)性代碼建立應(yīng)用，UIKit也支持一些與設(shè)備相關(guān)的特殊功能，如下所示：加速計(jì)數(shù)據(jù)；內(nèi)建Camera；用戶圖片庫；設(shè)備名稱和模式信息?；A(chǔ)框架(FoundationFramework)基礎(chǔ)框架(Foundation.framework)支持如下功能：Collection數(shù)據(jù)類型(包括Arrays、Sets)；Bundles；字符串管理；日期和時(shí)間管理；原始數(shù)據(jù)塊管理；首選項(xiàng)管理；線程和循環(huán)；URL和Stream處理；Bonjour；通信端口管理；國際化。(3)電話本UI框架(AddressBookUIFramework)電話本UI框架(AddressBookUl.framework)是一個(gè)Objective-C標(biāo)準(zhǔn)程序接口，主要用來創(chuàng)建新聯(lián)系人，編輯和選擇電話本中存在的聯(lián)系人。它簡(jiǎn)化了在iPhone應(yīng)用中顯示聯(lián)系人信息，并確保所有應(yīng)用使用相同的程序接口，保證應(yīng)用在不同平臺(tái)的一致性?？偨Y(jié)：當(dāng)我們要開發(fā)iPhone程序的時(shí)候，首先要現(xiàn)從上層入手，優(yōu)先使用Objective-C封裝后的庫，也就是通過UIKit.framework搭配Foundation.framework來進(jìn)行開發(fā)，而當(dāng)面對(duì)一些比較復(fù)雜的功能時(shí)，像是多媒體的處理或是繪圖，再往下層去找尋相關(guān)的framwork開完成。iOSFileSystemPhotosDocumentsCachesPreferencesiosapp都是沙盒模式運(yùn)行的，不可以訪問到其他app文件的目錄里面去，一個(gè)簡(jiǎn)單的iosfilesystem的系統(tǒng)架構(gòu)圖.詳細(xì)的說明了appiOSFileSystemPhotosDocumentsCachesPreferencesiosapp都是沙盒模式運(yùn)行的，不可以訪問到其他app文件的目錄里面去，一個(gè)簡(jiǎn)單的iosfilesystem的系統(tǒng)架構(gòu)圖.詳細(xì)的說明了app里面的文件