Android 系统架构与管理设计313

Android 操作系统是一款基于 Linux 内核的多层软件堆栈，专为移动设备和嵌入式系统而设计。其体系结构遵循模块化和组件化的原则，允许定制和扩展以满足不同的设备和应用需求。

Android 架构

Android 架构由以下主要层组成：

Linux 内核：管理设备硬件，提供进程和内存管理、网络和安全等基本操作系统功能。
硬件抽象层 (HAL)：在内核和应用程序框架之间提供抽象，允许应用程序访问设备硬件而不直接依赖底层实现。
系统运行时：提供 Java 虚拟机 (JVM) 和 Android 运行时环境，支持运行 Java 应用程序。
应用程序框架：一组类库和 API，用于构建和部署 Android 应用程序。
应用程序：由用户安装和使用的第三方软件。

管理设计

Android 系统的管理设计侧重于提供对设备和应用程序的有效控制和配置：

权限管理： 控制应用程序对系统资源和设备特性的访问。
用户管理： 允许创建多个用户帐户，每个帐户具有不同的权限和应用程序设置。
设备管理： 提供设备范围内的配置和管理功能，例如位置跟踪、安全更新和远程擦除。
应用程序管理： 允许安装、卸载、更新和监控应用程序，并控制它们的运行时行为。
日志记录和调试： 提供用于故障排除和性能监控的日志记录系统和调试工具。

系统服务

Android 系统提供一系列系统服务，支持应用程序和系统操作：

Activity Manager： 管理应用程序的生命周期，如启动、停止和恢复。
Content Provider： 允许应用程序相互共享和交换数据。
Notification Manager： 管理应用程序通知，并在显示之前进行筛选和优先级排序。
Power Manager： 控制设备的电源状态，包括睡眠和唤醒模式。
Telephony Manager： 提供对电话和网络相关功能的访问。

安全架构

Android 系统采用基于多级安全模型的安全架构：

Linux 内核安全： 提供隔离、用户权限和安全模块等安全功能。
沙箱隔离： 每个应用程序都运行在自己的沙箱中，限制其对系统资源和数据的访问。
权限模型： 定义应用程序对用户数据的访问级别，需要用户明确授权。
签名验证： 确保应用程序来自已知的来源，并防止恶意代码的安装。
安全更新： 定期发布安全补丁，以修复已知的安全漏洞。

自定义和扩展

Android 系统允许设备制造商和应用程序开发人员进行自定义和扩展：

OEM 定制： 设备制造商可以在系统中预装应用程序和服务，并定制某些系统设置。
系统图像生成： Android 开源项目 (AOSP) 允许开发人员构建和部署自定义系统图像。
自定义 HAL： 设备制造商可以创建自己的 HAL 实现，以优化对特定硬件的支持。
可插入模块： Android 系统支持可插入模块，允许扩展功能而无需修改基础系统。

通过其模块化架构和全面的管理设计，Android 系统提供了一个灵活且可扩展的平台，支持广泛的移动设备和应用程序生态系统。

2024-12-10

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