Android操作系统移植及关键技术研究

摘 要：随着我国科学技术的发展和进步，智能手机在我国的科技市场研究领域得到了前所未有的发展，其中，Aandroid操作系统作为智能手机最广泛的应用系统之一，对于确保智能手机的正常、高效和安全使用，具有至关重要的作用。

关键词：Android操作系统；系统移植；关键技术；科技

中图分类号：TP316 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）01-00-03

0 引 言

随着我们国家通讯技术的发展，通讯的移动终端技术正在向着多数字化、智能化、信息化的方向发展，尤其是4G时代的到来更是促进和推动了通讯行业的整体发展进程，本文主要围绕手机通讯中常用的Android操作系统及其关键技术展开讨论。

1 Android操作系统的构成和结构的概述

1.1 Android操作系统的组成及特点

Android操作系统是通讯行业专门为移动通讯设备设计并投入使用的一种软件综合平台，大多数通讯设备和手机的正常运行、使用等一系列功能都需要通过Android平台开展，Android操作系统最主要、最明显的特征就是可植入性，各种软件都需要嵌入到Android系统中才能在手机使用过程中进行使用和开展；其次，就是Android系统中各个程序之间的平台具有无关性，即各个不同的软件之间具有独立性，彼此不联系，而且也不互相干扰，也正是这一特征决定了Android系统中各个软件可以同时运行为通讯设备的持有者提供服务；最后就是Android系统具有开放性，所有经过系统测试的软件和设备都可以进入到这个系统中来，这也是Android系统发展至今成为通讯设备设计和研发应用最为广泛的操作系统的主要原因。而Android操作系统中的主要构成包括操作系统、中间件和一些关键的应用程序，这些都是在Java计算机语言的应用下开展的。

1.2 Android操作系统应用的基本构成

Android操作系统具有强大的容量，而且兼容性也比较强，这一特性就在一定程度上决定了我们国家开发和研究的Android操作系统的基本构成具有多种多样，功能各异的主要特征。通常说来Android操作系统应用的基本构成主要由Activity，Intent Receiver，Service和Content Provider这四个部分构成，但是从实际的Android系统构成过程中可以看出，这四个部分也并不是每个Android操作系统所必须的，某个Android操作系统只要有这四个应用程序中的任意几种的组合就可以了。其中Activity是Android操作系统中最基础的一种应用程序，在实际的应用过程中每一个Activity就是一个独立的类别，每一个类对应一个用户接口，对不同的要求和事件快速、准确地做出积极回应，以满足用户的需求。总的来说，一个Activity就是一个屏幕窗口，用户可以根据自己的需求同时打开多个窗口，而且这多个窗口也可以同时工作起作用，这就是Activity应用程序的主要功能；Intent Receiver属于另外一种应用程序的类别，Intent Receiver应用程序主要的功能和作用就是实现屏幕和屏幕之间的变动和转换，而且Intent Receiver程序的主要作用就是使整个通讯设备可以对外界的事件或者活动作出及时响应，比如闹钟或者来电的铃声等，这些都是通讯设备主要的功能之一，这也是通讯设备必不可少的一项功能；另外就是Service程序，该程序最主要的作用就是提供服务，而且Service是一个生命周期特别长，且不存在界面控制的程序，其在Android程序中的主要应用就是根据实际的用户需求设置程序的开始、暂停，或者取消某一个程序的使用；最后就是Content Provider程序，该程序最主要的功能就是存储功能，该程序的存在能够帮助用户智能化地记忆一些使用记录和数据记录，以满足未来某一时刻用户对这些数据的需求，但是这些数据和信息的存储一般都是有一定期限的，超过这个期限的数据信息将会被系统自动删除，但是这个时限是根据不同的系统设置而有所不同。总的来说，这四个应用程序构成了Android操作系统中最核心的应用程序，并对整个系统起作用。

1.3 Android操作系统的运行和工作过程

和其他任何通讯设备和系统一样，Android操作系统的运行也需要有启动、操作和运行的过程，Android操作系统的启动也需要很多程序的配合和作用。首先要对整个设备进行初始化，其次就是必须要对系统中所有的程序进行唤醒，保证所有的程序在开始启动之后能够正常工作和使用，最后就是系统中的所有程序响应服务器的需求创建使用模式，只有这样Android操作系统才算是真正被启动并能够正常使用，Android操作系统的操作就是正常的使用，包括用户的正常操作需求和操作需求等的满足。Android操作系统主要的工作原理就是通过反射将用户的实际需求通过某种程序进行处理，最后反馈给最终用户以准确、快速的回应，这样不断循环往复就是Android操作系统的运行和工作过程。

2 Android操作系统的移植

2.1 Android操作系统移植的目标平台构建

Android操作系统的移植主要目的是为了构建一个高效运行的Android系统环境，构建Android操作系统平台主要是为了提升Android操作系统移植的效率，从更远的角度来说这个目标平台的构建是为了提升Android操作系统的真实价值和功效，使其能够更好地为社会和用户提供服务，其中Android操作系统目标平台的构建核心的内容就是Android源代码，获得源代码是为了保证系统的真实工作效率并能够拒绝一些恶意软件和病毒入侵该系统，一般最常用的几种获得源代码的途径如下所列：

（1）可以通过安装Repo程序来获得，该程序的安装有特定的网站和区域；

（2）可以为Repo在系统中添加一些可执行的权限，通过这样的方式获得的源代码比较安全可靠；

（3）可以通过初始化或者同步版本库的方式来获得源代码。这也是目前应用最为普遍的一种获得源代码，构建Android操作系统移植目标平台的方法。

2.2 Android操作系统移植的过程

Android操作系统移植的过程就是确保整个系统安全高效的运行，并将整个系统进行规整、安排使其能够更好地为通讯设备工作提供支持和帮助，其中详细的过程包括Android操作系统平台的构建、Android操作系统源代码的发现、Linux内核的移植以及最后最主要的Android操作系统的文件系统的设置和构建。这其中每一个环节和过程都需要经过严密的思量和分析，其中Linux内核移植和Android文件系统的开发和使用是最重要的环节和部分，Linux内核移植最关键的就是内核参数的设置，设置的标准和基本依据必须要确保内核源机器设备码必须要和uboot中的数据参数保持一致。如果两者参数不一致不仅会造成数据连接错误，而且还可能会引起所支持和服务的通讯设备不能正常启动等问题。而Android文件系统的研发和安装主要是为了保证整个通讯设备的文件和数据资源能够按照不同类别进行分类和储存。总之这些基础应用和软件的使用都是为Android系统的正常使用服务的，而且这些也是Android操作系统移植过程中必不可少的部分。

2.3 Android操作系统移植的技术要点

实际上Android操作系统移植是一个高技术含量的工作，对移植的工程师和技术人员的熟练程度和专业程度都是一个巨大的考验。Android操作系统移植过程中的主要技术要点有以下三点：

（1）内核移植必须要保证配置文件和驱动类型的设置的准确性和精确程度，否则很可能会给整个系统的正常使用带来影响。需要关注的地方在于要将驱动的文件按照标准的要求和规定放入内核源码树中，以确保整个Android操作系统正常、顺利的驱动和应用；

（2）必须要保证给Android操作系统配置的文件和工具能够有实效性，即保证这些工具占据最少的空间，但同时也必须确保实际的功效和实用性。一般情况下大多数的Android操作系统配置的工具有命令解释器、用户以及界面等，这是基本的也是最常用的工具；

（3）基本系统参数的设置。这是整个Android操作系统移植的关键，移植过程中需要在某些地方重置这些数据，因此必须要保证这些系统参数设置的科学性和合理性。总之在Android操作系统移植的过程中只要技术得到了提升，移植的效率和成果也会随之提升。

3 Android操作系统移植的关键技术概述

3.1 Linux驱动技术

Linux驱动技术是Android操作系统中最核心的一种技术，而且Android操作系统使用了Linux的内核，但是Linux内核并不等同于Linux技术，而Linux技术是确保整个Android系统能够正常运行的关键。Linux技术的存在主要是为了实现一些特定的功能，首先，Linux技术能够初始化和释放设备，提升设备运行的效率，保证设备能够正常、高效运行；其次，Linux技术主要还负责通讯设备内核和硬件设备之间数据资源的传输和沟通，保证通讯设备的各项输入指令和命令能够得到最迅速和准确的回应，这也是未来我们国家Linux技术发展和提升的主要方向；最后，Linux技术包含的内容非常广泛，通常说来我们国家的Linux驱动技术的基本构架有应用程序、用户空间驱动和标准C库，以及Linux内核。其中，应用程序是一切工作开展的基本进程，同时也是所有后续工作开展的基础；而用户空间驱动主要是一个库，包含所有的数据和资料，标准C库则是一个libc，这三个基本架构都是为系统调用做准备；最后一个架构Linux内核才是真正的设备驱动环节，但若少了前三者的结合，Linux内核则无法驱动。因此只有这四个环节紧密结合，共同作用才能保证Linux技术能够进行正常驱动，这也是Linux技术作为Android操作系统关键技术的主要原因之一。

3.2 Android操作系统中的HAL（硬件抽象层）技术

从整体结构上来看，HAL技术在整个Android操作系统中处在库的层面上，HAL技术通讯设备的生产和研发者可以将设备中的部分驱动源码密封在这个库中，这样不仅能够保证该库的安全，也能够保证整个设备的安全性和系统数据的保密性，这是任何一个通讯设备所必须的要素之一，因此HAL 技术在Android操作系统以及该系统的移植过程中具有重要的价值和作用，也是一项核心技术。具体说来HAL技术主要是将设备中的应用架构和Linux内核进行分离处理，使得整个Android操作系统能够正常使用Linux内核开展工作，但是却并不完全依赖Linux内核。因而HAL只是分走了一部分Linux内核的工作，但是这两者的价值和实际应用却并没有重合。截止目前，这两者的职能划分和各自的比例仍然没有明确。

3.3 Android操作系统中的JNI技术

JNI（Java Native Interface）技术是一种特有软件和系统语言的定义，而且Java编程已经成为当下最具发展前景的一种编程方式，在大多数的计算机和通讯设备编程中具有重要作用，这也是JNI技术在Android操作系统中占据核心地位的关键。从实际应用过程可以看出JNI技术的实现原理主要就是通过将Android操作系统中的一些程序或者语言进行特定的设定，构成一个特定的Java数据库，当设备接收到一定指令时，这个系统和数据库能够智能化地对这些指令做出基本判断，并及时响应。当然这个过程还有一个关键的程序就是Dalvik虚拟机的应用，该虚拟机的主要用途就是当程序在接收到一些需要调用本地库的指令时，虚拟机可以将这些信息载入到本地库中，并进行筛选，而且这个虚拟机也可以应用库中的Java数据和函数。总之，虚拟机相当于一座桥梁，成功地连接了Java库和本地库，并通过这样的连接和沟通提升了设备的整体运行效率和服务效率。这也是JNI技术主要的应用价值所在。

4 结 语

随着我们国家科学技术的不断提升和发展，通讯行业在整个国民经济中的地位不断提升，Android操作系统作为支撑通讯行业发展的关键技术，对于通讯行业的改革和创新有着非常重要的价值和意义。尽管从目前形式看来我国的Android操作系统移植及其关键技术还存在诸多问题，还具有很多需要完善和提升的地方，但是相信随着我们国家和政府对通讯行业以及Android操作系统移植技术发展的重视程度的不断提升，国家和社会对该行业的投资和投入力度也会随之增加，通讯行业以及Android操作系统移植技术必然会得到很大程度的提升，通讯行业也能够更好地为我们的国家和社会提供高品质、高效率的服务。

参考文献

[1] 宋杰，王书菊，曹竹冬，等.基于ARM2440平台的Android操作系统的移植[J].计算机技术与发展，2011，21（1）：66-69.

[2] 李玉洁.基于ARMll的Android的操作系统的移植[J].科学时代，2012（1）：151-152.