Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.4. HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID
Hệ điều hành (operating system OS) đã phát triển trong nhiều năm qua. Từ Pahm OS năm 1996, đến Windows năm 2000 sau đó là Blackberry OS và Android.
Một trong những hệ điều hành di động được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là Android, tạo ra đầu tiên vào năm 2003 và được Google mua lại năm 2005. Là một hệ điều hành mạnh mẽ hổ trợ số lượng lớn các ứng dụng trên điện thoại thông minh. Đi kèm với một cửa hàng phần mềm trực tuyến do Google phát triển cho phép người dùng tải xuống các ứng dụng được phát hành bởi nhà phát triển.
Là một hệ điều hành nguồn mở dựa trên Linux cho các thiết bị di động như điện thoại thông minh, máy tính bảng. Các ứng dụng Android được viết bằng ngôn ngữ lập trình Java. Android cung cấp một cách thống nhất để phát triển ứng dụng, có nghĩa là các nhà phát triển chỉ cần phát triển ứng dụng Android và nó có thể chạy trên các thiết bị khác nhau được cung cấp bởi Android. Để phát triển phần mềm, nhà phát hành cung cấp bộ phát triển phần mềm đó là Android SDK (Software Development Kit).
Phiên bản Beta đầu tiên của bộ công cụ phát triển phần mềm Android SDK được Google phát hành năm 2007 và Android 1.0 ra đời năm 2008.
Hình 2.13. Biểu tượng Android 2.4.2. Lịch sử
Từ khi phát hành cho đến nay, Android đã trải qua nhiều phiên bản khác nhau, có nhiều sự thay đổi, cải tiến để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng.
Các phiên bản Android: Cupcake (1.5), Donut (1.6), Eclair (2.0), Froyo (2.2), Gingerbread (2.3), Honeycomb (3.0), Ice Cream Sandwich (4.0) Jelly Bean (4.1 – 4.3.1), KitKat (4.4 – 4.4.4), Lollipop (5.0 – 5.1.1), Marshmallow (6.0 – 6.0.1), Nougat (7.0 – 7.1), Oreo (8.0 – 8.1), Pie (9.0) và phiên bản mới nhất là Q (10.0).
2.4.3. Tính năng
Giao diện người dùng đẹp, trực quan.
Kết nối Bluetooth, Wifi, LTE, NFC, …
Hổ trợ truyền thông: MP3, WAV, JPEG, PNG, GIF, …
Trình duyệt Web: dựa trên công cụ WebKit nguồn mở kết hợp JavaScript V8.
Cảm ứng đa điểm.
Đa ngôn ngữ.
Đa tác vụ: người dùng có thể thực hiện đồng thời nhiều nhiệm vụ khác nhau chạy song song cùng lúc.
GCM: Google Cloud Messaging là dịch vụ cho phép các nhà phát triển gửi tin nhắn đến người dùng của họ mà không cần giải pháp đồng bộ.
Wifi Direct: công nghệ cho phép khám phá các ứng dụng và ghép nối trực tiếp với nhau.
2.4.4. Kiến trúc cơ bản
• Linux Kernel
Đây là nền tảng mà hệ điều hành Android dựa vào nó để phát triển. Là lớp dưới cùng của các lớp, chứa tất cả các thiết bị giao tiếp ở cấp thấp dùng để điều khiển các phần cứng khác trên thiết bị Android. Ngoài ra nó còn xử lý tác vụ khác như kết nối mạng, giúp giảm can thiệp vào phần cứng.
• Libraries
Thư viện nơi chứa tất cả các mã nguồn cung cấp những tính năng chính của hệ điều hành Android dựa trên thư viện Java dành riêng để phát triển Android. Một số thư viện như:
- android.app: cung cấp quyền truy cập vào mô hình ứng dụng, là nền tảng của tất cả ứng dụng Android.
- android.database: được sử dụng để truy cập dữ liệu.
- android.opengl: giao diện OpenGL, 3D.
- android.view: xây dựng các khối cơ bản trên giao diện người dùng.
- android.widget: tập hợp tất cả thành phần giao diện cơ bản được xây dựng sẵn như nút nhấn, công tắc,…
- android.webkit: cho phép khả năng duyệt Web được tích hợp vào các ứng dụng.
• Android runtime
Là tầng cùng với tầng thư viện cung cấp một tập các thư viện cốt lõi để lập trình viên phát triển ứng dụng bằng ngôn ngữ Java. Đồng thời cung cấp một máy ảo có tên là Dalvik, một loại máy ảo Java được thiết kế tối ưu hóa cho Android, nó sử dụng tính năng cốt lõi của Linux như quản lý bộ nhớ và đa luồng.
• Android framework
Là tầng thể hiện các tính năng cao cấp của Android (kết nối, thông báo, truy xuất dữ liệu). Các nhà phát triển được phép sử dụng các dịch vụ này trong ứng dụng của họ. Bao gồm các dịch vụ chính:
- Quản lý hoạt động: kiểm soát tất cả các hoạt động của ứng dụng.
- Cung cấp nội dung: cho phép ứng dụng chia sẽ dữ liệu với các ứng dụng khác.
- Quản lý tài nguyên: cung cấp quyền truy cập vào các tài nguyên như cài đặt màu, bố cục giao diện người dùng.
- Quản lý thông báo: cho phép các ứng dụng hiển thị cảnh báo và thông báo cho người dùng.
• Application
Tất cả các ứng dụng Android được tìm thấy ở lớp trên cùng và ứng dụng cũng được viết trên chính tầng này. Ví dụ như ứng dụng danh bạ, tin nhắn, trình duyệt, … 2.4.5. Thành phần của ứng dụng Android
Thành phần của một ứng dụng Android là tập hợp các khối cần thiết của một ứng dụng Android, bao gồm 4 thành phần chính:
• Hoạt động (Activities)
Đại diện cho một màn hình với giao diện người dùng, thực hiện các hành động trên màn hình. Ví dụ như ứng dụng Danh bạ có một hoạt động hiển thị danh sách tên, số điện thoại người liên lạc, đồng thời có một hoạt động khác là gọi hoặc nhắn tin.
Nếu một ứng dụng có nhiều hoạt động thì mỗi hoạt động phải được đánh dấu để biết khi nào thì hoạt động nào được thực hiện.
• Dịch vụ (Services)
Là hành động chạy song song các ứng dụng. Ví dụ một dịch vụ có thể phát nhạc trong khi người dùng đang ở trong một ứng dụng khác, không chặn tương tác của người dùng với hoạt động đó.
• Máy thu phát sóng (Broadcast Receivers)
Bộ thu phát sóng có nhiệm vụ trả lời tin nhắn từ các ứng dụng khác hoặc từ hệ thống. Ví dụ các ứng dụng có thể phát sóng để cho hệ thống biết dữ liệu đã được tải xuống thiết bị hay chưa.
• Các nhà cung cấp nội dung (Content Providers)
Cung cấp dữ liệu từ ứng dụng này sang ứng dụng khác theo yêu cầu, dữ liệu có thể được lưu trữ trong hệ thống hoặc cơ sở dữ liệu hoặc ở một nơi khác.
Hình 2.14. Một số ứng dụng Android 2.4.6. Ưu nhược điểm
• Ưu điểm
Android cung cấp một mã nguồn mở, mọi người đều có thể sử dụng và phát triển ứng dụng một cách dễ dàng.
Tính đa nhiệm, người dùng có thể trải nghiệm nhiều tác vụ song song.
Cập nhật các phiên bản mới liên tục.
Số lượng thiết bị sử dụng được hệ điều hành Android rất lớn.
Thuộc sở hữu của Google, cung cấp sự tin tưởng cho người sử dụng.
Được bảo mật tốt.
• Nhược điểm
Các thiết bị tiêu tốn nhiều năng lượng hơn khi sử dụng hệ điều hành này do chạy song song nhiều chương trình nền.
Nhiều ứng dụng chứa virus và phần mềm độc hại.
Thông tin người dùng có thể bị đánh cắp bởi một vài ứng dụng giả mạo.