循环关系ppt模板:智能手机的系统架构及其低功耗设计

Google Android里头有什么？
(寄信给作者)
2007/12/31
郭长佑／DIGITIMES
前言：Google提出Android手机软件平台后，使手机软件的标准化、低价化等议题受到比过往更高的关注，到底Android是否有能力打破多年以来的手机软件门户之见？此不仅要审视其策略，其软件平台技术表现更不能忽视……
Google发表名为Android的软件平台，破除发表前的臆测，认为Google会以gPhone之名发表自有手机，同时所有信息、网络产业者都高度关注，Android发表后将会对手机市场兴起新的波澜。
有关Android的用意及策略已有太多人观察与分析，Android期望手机软件架构能标准化、低价化，如此有助于推行Google的软件及网络服务。所以，本文就不再对策略及影响等做讨论，完全就技术本质的角度来了解Android。
严格来说，Android属于信息技术(Information Technology；IT)领域，而且是IT领域中的软件技术、软件工程，与电子工程(EE)有段距离，不过手机在硬件设计之外也无法回避软件方面的设计，因此仍有必要对其进行研究、探析。
架构
Android本身是一套软件堆叠(Software Stack)，或称为「软件叠层架构」，叠层主要分成三层：操作系统、中介软件(Middleware，大陆方面称为：中间件)、应用程序。
若更进一步了解，操作系统用的是嵌入式Linux，应用程序方面则只提供主要常用的几种应用程序，不可能各形各色的应用程序都以Android之名进行开发，否则就失去「以开放性的软件平台吸引广大软件业者、程序设计师开发出支持Android平台的应用程序」的用意。而想开发可在Android平台执行的应用程序，也必须用Java程序语言撰写才行。
接著是中介软件，凡是介于操作系统与应用程序间的，多概称为中介软件，Android的中介软件可再细分出两层，底层为函式库(Library)及虚拟机器(Virtual Machine；VM)，上层为应用程序框架(Application Framework)。
特点
架构是骨，而展现出来的功效特点则为血肉，Android虽然才刚起步，但已经具有如下的功效特点，未来随著发展则会增入更多的特点：
◆应用程序框架－框架内已经具备多种基础软件元件，应用程序可直接呼用这些元件的功效服务，节省应用程序的开发心力及时间，同时程序的再用性、移植性也较高。
◆Dalvik虚拟机器－Android内不是使用标准的Java虚拟机器(Java Virtual Machine；JVM)，而是使用独特的Dalvik虚拟机器，关于此以下将再进行深入的说明。
◆整合(网页)浏览器－网页浏览器就是所谓的「主要、常用的应用程序」，Android内建的浏览器是用WebKit的浏览引擎为基础所开发成的，WebKit是一个开放原码专案，许多浏览器也都是用WebKit引擎所开发成，如Apple的Safari、Nokia S60手机内的浏览器(Web Browser for S60)等。
◆最佳化的绘图能力－绘图分为2D与3D，2D方面Android是用一套特有的函式库，而3D则是使用OpenGL ES 1.0(OpenGL for Embedded Systems)规范的函式库。
◆SQLite资料库－SQLite是一套开放原码的关连式资料库，其特点在于轻量性(仅500KB左右的容量)，适合手持式装置运用，此外桌上型运算的应用程序也有使用，如OpenOffice.org 2.0版之后就有内建SQLite。
◆媒体支持能力－Android支持多种音讯、静态视讯、动态视讯格式，如MPEG-4、H.264、MP3、AAC、AMR、JPG、PNG、GIF等。
◆GSM通话能力－GSM手机的通话能力其实必须在硬件电路层次实现，软件层次无法实现，只是Android平台要求必须要有GSM通话能力，此项功效特点与其说是特点，不如说是订立出最低的硬件要求规范。
◆蓝牙(Bluetooth)、EDGE、3G、以及Wi-Fi－这些通讯能力一样属于硬件层次的功效要求。
◆摄影机(Camera)、GPS定位、罗盘、加速度传感器－这些同样属于硬件层次的功效，Android主要是在软件层面提供支持，如硬件抽象层、应用程序界面等。
◆丰富的开发环境－Android平台强调已备有完善的程序开发环境，其开发环境包括装置模拟器(Emulator)、除错工具、程序执行所耗用存储器、效能等评估功能，另还有一个可用于Eclipse IDE的外挂程序(Plug-in)。
应用程序、应用程序框架
如前所述，Android会内建一些常用的应用程序，且前面已提到一个：网页浏览器，但除了网页浏览器外还有：电子信件收发的用户端程序、简讯收发程序、日历/行事历、地图、联系簿/通讯录等。
不过，应用程序不是Android的重点，即便有应用程序也以基础性、示范性用意为多，另外操作系统也不是重点，重点集中在中介软件层方面，即是应用程序框架、函式库、应用程序执行环境等。
先说明应用程序框架，Android本身已在框架中提供许多软件元件，不过这并不表示所有的应用程序一定要呼用(Call，呼叫、呼用，大陆方面称为：调用)Android所提供的元件，程序设计师在开发Android平台所用的应用程序时，也可以顺带开发新的软件元件，并将该软件元件放入Android的应用程序框架中。
如此，除了原撰写的应用程序可以呼用该软件元件(或称：应用程序界面，API)外，也可以让其它的应用程序来呼用该元件。另外，新增、新撰写的软件元件并不一定要是新的功效，也可以用来取代或暂代Android原有就具备的软件元件。
虽然新元件可以取代或暂代旧元件，但不是所有的元件都可以取代，例如安全(Security)方面的功能，就强迫只能用Android平台现有元件，不能被替换成软件公司、程序设计师自己开发的。此外，软件元件替换，不仅可由应用程序来决定，也允许使用者自行决定。
框架内的软件功效元件
若更进一步了解，Android在应用程序框架中的软件元件主要有10个，如Activity Manager(活动管理员)、Window Manager(视窗管理员)、Resource Manager(资源管理员)等，在此无法详述每个元件的功效，因此以下挑数个重点元件来说明。
举例来说，Content Providers(内容管理员)负责应用程序与应用程序间的资料存取传递，例如某一个应用程序可以去存取通讯录应用程序内的联系人资料。或者呼用Resource Manager可存取的非程序码资源，例如：当地性设定(该地货币、语言、时间格式)、图象...等。
再者，应用程序若呼用Notification Manager(通知管理员)，则可以在状态列(Status Bar)的地方设计出应用程序自有的警示(Alert)讯息。至于Activity Manager则提供应用程序的生命周期管理。
函式库
应用程序框架是贴近于应用程序的软件元件服务，而更底层则是Android的函式库，以下列出并说明主要的核心函式库：
◆System C函式库(System C Library)－Android具有一套以BSD衍生方式所打造成的「标准C语言系统函式库，libc」，然后再针对嵌入式Linux装置的需求进行若干调校。
◆媒体函式库(Media Libraries)－Android的媒体函式库是以PacketVideo公司的OpenCORE为基础所发展成，该函式库可以播放、录制多种普遍常见的影音格式。
◆外观管理员(Surface Manager)－在同时执行多个应用程序时，外观管理员会负责管理「显示」与「存取操作」间的对应、互动，另外也负责将「2D绘图」与「3D绘图」进行显示上的合成、叠合动作。
◆LibWebCore－一套网页浏览器的软件引擎，即是前述WebKit的一部份，该引擎的功效不仅可供Android内建的网页浏览器所呼用，也可以提供具内嵌性网页呈现效果。
◆SGL－Android在2D绘图方面的绘图引擎。
◆3D函式库(3D libraries)－Android是依据OpenGL ES 1.0 API标准来实做其3D绘图函式库，该函式库可以用软件方式执行也可以用硬件加速方式执行，其中「3D软件光栅处理」方面已进行高度最佳化(大陆方面称为：优化)。
◆FreeType－提供点阵字、矢量字的描绘显示。
◆SQLite－如前所述，SQLite是一套轻量性的资料库引擎，可供其它应用程序呼用。
Android的执行环境
老实说，Android虽然用Java程序语言来开发、撰写应用程序，但却不使用Java Runtime来执行Java程序，而是用Android自有的Android Runtime来执行。而Android Runtime内有两个重要元件，一是Core Libraries(核心函式库)，另一则是Dalvik Virtual Machine(Dalvik虚拟机器)。
首先是核心函式库，核心函式库里头已经包含了绝大多数Java程序语言所需要呼用的功效函式，接著每一个Android应用程序都会以自属的行程(Process，大陆方面称为：进程)来执行，而且Android不是用一个Dalvik虚拟机器来同时执行多个Android应用程序，而是每个Android应用程序都用一个自属的Dalvik虚拟机器来执行。
更简单说，专属于每一个Android应用程序的Dalvik虚拟机器等于是一个执行个体(Instance)。事实上Dalvik虚拟机器本身在开发时，就已经是以「能够同时执行多个虚拟机器」的设想来撰写。因此：即便同时开设与执行多组VM个体，在硬件资源的运用上与执行流畅性上也都能维持一定的水平表现。
进一步探析Dalvik虚拟机器
接下来我们要更仔细讨论Dalvik虚拟机器，甚至从最起头开始谈。
Dalvik虚拟机器是一种暂存器型态的虚拟机器，最初是由Dan Bornstein所发创，另外也有一些Google的工程师参与撰写。Dalvik在撰写开发时就已经设想用最少的存储器资源来执行，以及前述的「同时可执行多个VM个体」。
不过，上述的特性需要Linux操作系统的协助才能实现，例如行程间的隔离、执行绪(大陆方面称为：线绪)的支持、低阶存储器(大陆方面称为：内存)管理等。事实上不仅Dalvik虚拟机器如此，Java虚拟机器也一样有操作系统相依性，不同的操作系统需要不同的Java虚拟机器，各虚拟机器会针对其支持的操作系统再进行各项调整，以便能最佳化执行。
Dalvik虚拟机器有许多地方是参考Java虚拟机器设计，Dalvik虚拟机器所执行的中介码并非是Java虚拟机器所执行的Java Bytecode，同时也不直接执行Java的类别档(Java Class File)，而是执行一种特有的档案格式，称为.dex，Java的类别档要先透过一套叫dx的编译工具(功效上等同于Java编译器)转换成.dex档后，才能让Dalvik虚拟机器执行。
值得一提的是：Dan Bornstein为何将这套虚拟机器软件取名为Dalvik？Dalvik其实是指冰岛北方Eyjafjörður峡湾中的一个钓鱼村落，Dan Bornstein的祖先曾在该村落生活过。
操作系统
Android平台的操作系统用的是Linux，其核心版本为2.6版，Android所用的Linux核心，其包含的功效包括：安全(Security)、存储器管理(Memory Management)、行程管理(Process Management)、网络堆叠(Network Stack，大陆方面称为：网络堆栈)、驱动程序模型(Driver Model)等，另外也在前述的软件堆叠与硬件间建立起一个抽象层(Abstraction Layer)。
建构高度开放、高效能运行平台
最后，笔者整个检视了Android平台，此平台的设计很合乎Google过往以来的风格，Google讲究功效单纯但功效必须相当强悍，Google的查找引擎即是如此，查找页面永远就是一个文字输入栏，但查找结果相当精准、丰富。同样的，Android平台与今日一般智能型手机的软件平台相比，其功效丰富性并不如一般智能型手机，甚至只要32MB的存储器用量就能够执行。
很明显的，Google Android的重点在于最低硬件使用量、最开放标准的软件架构及平台、及让手机内各项基础软件的总花费成本能降至最低，所追求的是最小但也最一致的共通点。
一旦手机有了最小的一致共通点，Google的网络服务及软件就能大幅发挥，Google除了Internet服务外也力推各种轻量性软件，由于轻量特性，所以其软件可以快速移转到Android手机上执行，并与其Internet服务相呼应。
当然，Android不仅对Google有利，对应用程序开发商、手机消费者、手机服务营运商...等，也同样呈现利多，一旦Android成为极广泛通行的手机软件平台，应用程序业者就可以有新的软件销售舞台，且依据Apache v2授权方式，即便应用程序业者以Android平台为基础撰写程序，其程序的原始程序码也不用公开，保证其商业权益。
另Android更有助于降低手机软件成本，现有智能型手机内的各类软件都要收费，如操作系统、文件阅读器、媒体播放器...等，而Android也具备这些基本功能，重点是分毫不取，如此，将带给持续收取手机随附软件授权费的业者降价压力。
不过，即便降价也很难因应压力，软件业者相互间有门户之见，而Android的另一项特点是软件平台的标准化，虽然各软件业者多少也发展出自有的手机软件平台，但多半还是要付费，且标准号召性不如Android。
既然手机软件成本降低，消费者就可以买到更便宜的手机，而手机通讯服务的营运商(如：远传电信、中华电信等)自然也能提供更低廉的绑约方案，所以Android对手机基础软件业者的伤害最大，但却对绝大多数人有利。

图说：Google Android平台是由OHA(Open Handset Alliance)来负责发展及管理，此图表示OHA、Google Android将能实现各种手机应用及服务。（www.OpenHandsetAlliance.com）

图说：Google Android的标志图案，Android一字的原意就是「机器人」。（www.Google.com）

图说：Google Android的架构图。（www.code.google.com/android）

图说：Nokia S60手机内建的网页浏览器之架构图，图中可见WebKit、WebCore的使用。（www.opensource.nokia.com）

图说：Google Android的软件开发套件(Software Development Kit；SDK)程序画面，开发套件使用Eclipse(日蚀)的整合开发环境，图片右下则是Google Android的模拟程序(Emulator)。（www.OpenHandsetAlliance.com）

图说：台湾宏达电子(HTC)构想出名为「Dream，梦幻」的概念手机，该手机即支持呼应Google Android平台。（www.pocketinfo.nl）
从CES 2008 看PND产品发展趋势
2008/1/16
报告摘要：
虽各类GPS (Global Positioning System)产品蓬勃发展，PND (Portable Navigation Device)仍为最主要导航工具，回顾不久前2007年圣诞旺季，黑色星期五(Black Friday)当天光是北美销售量即创下6倍的年增长幅度，2007全年美国PND总销量则高达1,000万台，较2006年成长近3倍。因此，紧接在后、于2008年1月7~10日全球最大消费性电子展─CES (Consumer Electronics Show)展览期间，PND所受关注程度自不在话下。
CES 2008展出厂商尤以Garmin与Magellan最积极推出新品(全球出货量龙头TomTom未推出新品)。另外，至少还有50家PND相关厂商参与本次展览。
归纳CES 2008 PND展出重点，虽各家产品基本导航功能与外型彼此差异不大，且与2007年亦相近，但更强调提供多元即时信息与语音功能，以简化操作；此外，3D图资仍持续发展；娱乐功能亦为近期PND业者亟欲提高附加价值的一贯作法；同时，其它可携式产品附加导航功能的热潮持续。总归而言，在CES 2008展出新品是观察2008年PND产品发展趋势不容忽视的重点。
（读者若对本文及其它更多研究报告有兴趣，可以申请试用，或直接加入DigiTimes Report会员→下载订购单）

GPS卫星定位车载终端原理全面介绍(图)

全球智慧電話OS市場
Smartphone Operating Systems
商品編碼 : 52272
出版日期 : 2007/05

此出版品為英文撰寫
Abstract
Smartphone Operating Systems is a comprehensive report analysing the global market for advanced operating system software in the handset segment.
This strategic research report from Berg Insight provides you with 100 pages of unique business intelligence including 5-year industry forecasts and expert commentary on which to base your business decisions.
This report will allow you to:
Understand the dynamics of the worldwide smartphone OS market. Evaluate the existing OS platforms from key vendors. Identify the key drivers behind smartphone OS technology adoption among handset manufacturers. Grasp the current OS strategies of the leading handset brands. Comprehend the main differences and commonalities between the principal regional markets. Anticipate future technology trends and developments.
This report answers the following questions:
Why are operating systems so important for the development of advanced handsets? What are the key differences between smartphone operating systems and traditional handset software? Will Symbian OS continue to dominate the smartphone segment in the future? What is the current status of the user-interface and application platforms S60, UIQ and MOAP? Could standardisation of Linux result in the creation of a new industry-wide platform? How is Microsoft with Windows Mobile standing up against the competition in the smartphone segment? What are the regional differences in the adoption of advanced handset operating systems around the world? Who will be the key smartphone vendors in the future and who are the main market challengers?
Who should buy this report?
Smartphone Operating Systems is the foremost source of information about the status, future trends and technology developments on this market. Whether you are a telecom vendor, telecom operator, investor, consultant orapplication developer, you will gain valuable insights from our in-depth research.
Table of Contents
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List of Figures
Executive summary
1. Smartphones and their operating systems
1.1 Smartphone operating systems 1.2 Benefits of using open smartphone OS platforms 1.2.1 How handset manufacturers can benefit from open smartphone OS platforms 1.2.2 How operators can benefit from open smartphone OS platforms
1.3 Key smartphone operating systems 1.3.1 Symbian OS 1.3.2 Windows Mobile 1.3.3 Linux
1.4 Smartphone categories and segments 1.4.1 Voice centric smartphones 1.4.2 Messaging smartphones 1.4.3 Multimedia smartphones
1.5 Smartphone form factors 1.5.1 Candybar smartphones 1.5.2 Clamshell smartphones 1.5.3 PDA smartphones with full QWERTY keyboard 1.5.4 PDA smartphones 1.5.5 Slide smartphones
1.6 Smartphone hardware platforms
2. Symbian OS
2.1 Overview of Symbian OS 2.1.1 Symbian Ltd. 2.1.2 Symbian OS royalty rates and licensees
2.2 Symbian OS architecture and versions 2.2.1 Symbian OS architecture 2.2.2 Symbian OS versions
2.3 Symbian OS user interface and application platforms 2.3.1 S60 2.3.2 UIQ 2.3.3 MOAP
2.4 Symbian application development
3. Windows Mobile
3.1 Overview of Windows Mobile 3.1.1 Microsoft Corporation 3.1.2 Windows Mobile licensees
3.2 Windows Mobile architecture and versions 3.2.1 Windows Mobile architecture and functionality 3.2.2 Windows Mobile platforms and versions
3.3 Windows Mobile application development
4. Emerging smartphone OS
4.1 Mobile Linux platforms and standardisation efforts 4.1.1 LiMo Foundation 4.1.2 LiPS Forum 4.1.3 NTT DoCoMo MOAP Linux software platform 4.1.4 MontaVista Software 4.1.5 Wind River 4.1.6 Trolltech‘ s Linux Qtopia application platform and user interface 4.1.7 a la Mobile‘ s Converged Linux Platform 4.1.8 ACCESS Linux Platform
4.2 Palm/Garnet OS 4.3 RIM 4.4 OS X
5. Key smartphone vendors models
5.1 Nokia 5.2 Research In Motion 5.3 HTC 5.4 Motorola 5.5 Palm 5.6 Sony Ericsson
6. Second tier smartphone vendors
6.1 Panasonic 6.2 NEC Corporation 6.3 Mitsubishi Electric 6.4 Sharp Corporation 6.5 Fujitsu 6.6 Samsung 6.7 Hewlett Packard 6.8 LG Electronics 6.9 Apple 6.10 Amoi Electronics 6.11 Asus 6.12 E-TEN 6.13 Gigabyte 6.14 i-mate 6.15 Mitac/Mio Technology 6.16 Neonode 6.17 Toshiba 6.18 ZTE
7. Market forecasts and trends
7.1 Key trends 7.1.1 Drivers for increasing adoption of smartphone OS 7.1.2 Barriers to increased adoption of smartphone OS
7.2 Key smartphone vendor market shares 7.3 Smartphone OS market share development 7.4 Handset sales forecast 7.5 Smartphone sales forecast by region 7.6 Smartphone sales forecast by operating system
Glossary
List of Figures
Figure 1.1: Functional overview of a smartphone operating system Figure 1.2: Smartphone categories Figure 1.3: Examples of common smartphone form factors Figure 1.4: Smartphone hardware platform architectures Figure 2.1: Symbian Ltd. shareholders (May 2007) Figure 2.2: Current Symbian OS licensees Figure 2.3: Annual shipments of Symbian OS smartphones (Worldwide 2001- 2006) Figure 2.4: Symbian OS architecture overview Figure 2.5: S60 architecture, editions and feature packs Figure 3.1: Examples of Windows Mobile licensees Figure 3.2: Annual shipments of Windows Mobile smartphones (Worldwide 2002- 2006) Figure 3.3: Windows Mobile platform naming convention Figure 5.1: Top worldwide smartphone vendor market shares (Worldwide 2006) Figure 5.2: Nokia N93i and Nokia E61i Figure 5.3: Examples of current Nokia smartphones Figure 5.4: RIM Blackberry devices Figure 5.5: Examples of current RIM BlackBerry smartphones Figure 5.6: HTC TyTN and P3300 Figure 5.7: Examples of current HTC smartphones Figure 5.8: Moto Q GSM and MOTORIZR Z8 Figure 5.9: Examples of current Motorola smartphones Figure 5.10: Current Palm smartphones Figure 5.11: Sony Ericsson P1 and W950i Figure 5.12: Examples of current Sony Ericsson smartphones Figure 6.1: Operating systems supported by second tier smartphone vendors Figure 6.2: Examples of current Samsung smartphones Figure 6.3: Examples of current HP smartphones Figure 7.1: Key smartphone vendor shipments by OS (Worldwide 2002- 2006) Figure 7.2: Smartphone sales as share of total handset sales, by brand (2002- 2006) Figure 7.3: Smartphone unit shipments by OS (Worldwide 2002- 2006) Figure 7.4: Handset shipment forecast by category (Worldwide 2006- 2012) Figure 7.5: Smartphone shipments by region (Worldwide 2006- 2012) Figure 7.6: Smartphone unit shipments forecast by OS (Worldwide 2006- 2012)