Android是一个开源的移动终端操作系统，共分成Linux内核层、系统运行库层、应用程序框..

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第2题

知识点：操作系统 Android Linux 系统运行

章/节：软件工程

Android是一个开源的移动终端操作系统，共分成Linux内核层、系统运行库层、应用程序框架层和应用程序层四个部分。显示驱动位于（）。

A. Linux内核层

B. 系统运行库层

C. 应用程序框架层

D. 应用程序层

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知识点讲解
· 操作系统 · Android · Linux · 系统运行

操作系统

现代操作系统的基本功能是管理计算机系统的硬件、软件资源，这些管理工作分为处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、作业和通信事务管理。

操作系统的性能与计算机系统工作的优劣有着密切的联系。评价操作系统的性能指标一般有：

（1）系统的可靠性。

（2）系统的吞吐率（量），是指系统在单位时间内所处理的信息量，以每小时或每天所处理的各类作业的数量来度量。

（3）系统响应时间，是指用户从提交作业到得到计算结果这段时间，又称周转时间；

（4）系统资源利用率，指系统中各个部件、各种设备的使用程度。它用在给定时间内，某一设备实际使用时间所占的比例来度量。

（5）可移植性。

Android

Android是基于Linux开放性内核的操作系统，是Google公司在2007年11月5日发布的手机操作系统。Android早期由原名为Android的公司开发，Google公司在2005年收购Android公司后，继续对Android系统进行开发和运营。

Android系统的优势

Android系统目前的市场占有率仍在急剧提高，这主要得益于其以下优势。

. 平台的开放性允许任何厂商加入，使其拥有了更多的开发者，新的应用和创意可以不断地出现。

. 摆脱了运营商的束缚，让手机更加贴近互联网。

. 应用程序都是基于Java开发的，Java具有一次编写、四处运行的跨平台性，实现了在所有的Android设备中运行，真正做到了硬件无关性，降低了开发者的负担。

. 提供了标准的API和SDK开发包，手机厂商可以根据需要自行开发或者使用已有的程序，从而打造出富有特色的Android平台。

Android的体系架构

Android采用了软件堆层的架构，一共分为四层，自下向上分别是Linux内核层、系统运行库层、应用框架层和应用层，如下图所示。

Android体系结构

①Linux内核层。

Android基于Linux 2.6内核提供系统的核心服务，如安全性、内存管理、进程管理、网络协议栈和驱动模型。内核层的驱动包括显示驱动、键盘驱动、Flash内存驱动、照相机驱动、音频驱动、蓝牙驱动、Wi-Fi驱动、Binder IPC驱动、Power Manager驱动。其中，Binder IPC驱动用来提供进程之间通信的功能。

系统运行库层主要包括两个部分，一是程序库（Libraries），二是Android运行库（RunTime）。程序库通过Android应用程序框架为开发者提供服务，主要包括以下几种。

. 系统C库。从BSD继承而来的标准C系统函数库，是专门为基于嵌入式的Linux设备制定的。

. 媒体库。该库支持多种常用的音频、视频格式的回放和录制，同时支持静态图像文件。编码格式包括MPEG4、H.264、MP3、AAC、AMR、JPG、PNG。

. Surface Manager。用于管理、显示子系统，并为多个应用程序提供2D和3D图形层的无缝融合。

. LibWebCore。Web浏览器引擎，支持Android浏览器和可嵌入的Web视图。

. SGL。底层的2D图形引擎。

. 3D libraries。基于OpenGL ES 1.0 APIs实现，该库可以使用硬件3D加速或者高度优化的3D软加速。

. FreeType。位图和矢量字体显示。

. SQLite。轻量级的关系型数据库。

所有Android应用程序都运行在它自己的进程中，该进程是一个Dalvik虚拟机的实例。Dalvik虚拟机是由Google公司自主研发的，它被设计成一个设备，可以同时高效地运行多个虚拟系统。Dalvik在保证API兼容的同时，针对移动手机进行了优化，以占用更小的资源，提高了运行效率。Dalvik虚拟机依赖于底层Linux内核提供的功能，如线程机制和内存管理机制。

Android应用程序的开发基于应用程序框架（Application Framework）和组件，开发人员拥有同核心应用程序一样的APIs访问权限。应用程序后面是一系列的服务和系统，其中包括以下几种。

. 视图（Views）。构造应用程序的视图部分，包括列表（Lists）、文本框（Textboxes）、按钮（Buttons）等。

. 内容提供器（Content Providers）。提供一种实现数据互访和共享的机制。

. 资源管理器（Resources Marager）。负责管理非代码的访问，如本地字符串、图片资源及涉及布局的XML文件。

. 通知管理器（Notification Manager）。用于将提示信息显示在状态栏上。例如，当收到短信的时候在状态栏上显示新信息。

. 活动管理器（Activity Manager）。用于管理应用程序的生命周期，并提供应用页面的退出机制。

②应用程序（Application）。

Android的应用程序通常涉及用户界面和用户交互。Android本身提供了桌面（Home）、联系人（Contact）、电话（Phone）和浏览器（Browsers）等众多的核心应用。所有核心应用都使用Java编写，开发者可以使用应用程序框架层的API实现自己的程序，这也是Android开源优势的体现。

从总体架构上看，Android平台显示出了自身的特点，如集成了WebKit浏览器、Dalvik虚拟机等模块。这些模块的应用也成为Android开发的焦点，开发者可以利用Android提供的模块接口开发出具有特色的应用程序。

Linux

Linux是一个类似于UNIX的操作系统，Linux系统不仅能够运行于PC平台，还在嵌入式系统方面大放光芒。在各种嵌入式Linux迅速发展的状况下，Linux逐渐形成了可与Windows CE等嵌入式操作系统进行抗衡的局面。嵌入式Linux的特点如下：

（1）精简的内核，性能高、稳定，多任务。

（2）适用于不同的CPU，支持多种体系结构，如X86、ARM、ALPHA、SPARC等。

（3）能够提供完善的嵌入式图形用户界面以及嵌入式X-Windows。

（4）提供嵌入式浏览器、邮件程序、音频和视频播放器、记事本等应用程序。

（5）提供完整的开发工具和软件开发包，同时提供PC上的开发版本。

（6）用户可定制，可提供图形化的定制和配置工具。

（7）常用嵌入式芯片的驱动集，支持大量的周边硬件设备，驱动丰富。

（8）针对嵌入式的存储方案，提供实时版本和完善的嵌入式解决方案。

（9）完善的中文支持，强大的技术支持，完整的文档。

（10）开放源码，丰富的软件资源，广泛的软件开发者的支持，价格低廉，结构灵活，适用面广。

系统运行

系统管理分类

IT系统管理工作主要是优化IT部门的各类管理流程，并保证能够按照一定的服务级别，为业务部门（客户）高质量、低成本地提供IT服务。IT系统管理工作可以按照以下两个标准予以分类。

按系统类型分类

（1）信息系统，企业的信息处理基础平台，直接面向业务部门（客户），包括办公自动化系统、企业资源计划（ERP）、客户关系管理（CRM）、供应链管理（SCM）、数据仓库系统（Date Warehousing）、知识管理平台（KM）等。

（2）网络系统，作为企业的基础架构，是其他方面的核心支撑平台。包括企业内部网（Intranet）、IP地址管理、广域网（ISDN、虚拟专用网）、远程拨号系统等。

（3）运作系统，作为企业IT运行管理的各类系统，是IT部门的核心管理平台。包括备份／恢复系统、入侵检测、性能监控、安全管理、服务级别管理、帮助服务台、作业调度等。

（4）设施及设备，设施及设备管理是为了保证计算机处于适合其连续工作的环境中，并把灾难（人为或自然的）的影响降到最低限度。包括专门用来放置计算机设备的设施或房间。

对IT资产（计算机设备、通信设备、个人计算机和局域网设备）的恰当的环境保护；有效的环境控制机制：火灾探测和灭火系统、湿度控制系统、双层地板，隐藏的线路铺设、安全设置水管位置，使其远离敏感设备、以及不间断电源和后备电力供应等。

按流程类型分类

（1）侧重于IT部门的管理，从而保证能够高质量地为业务部门（客户）提供IT服务。这一部分主要是对公司整个IT活动的管理，包括IT财务管理、服务级别管理、IT资源管理、能力管理、系统安全管理、新系统转换、系统评价等职能。

（2）侧重于业务部门的IT支持及日常作业，从而保证业务部门（客户）IT服务的可用性和持续性。这一部分主要是业务部门IT支持服务，包括IT日常作业管理、帮助服务台管理、故障管理及用户支持、性能及可用性保障等。

（3）侧重于IT基础设施建设，主要是建设企业的局域网、广域网、Web架构、Internet连接等。

系统管理规范化

系统管理的规范化涉及到人员职责、操作流程等方面标准的制定，并进行有效的标准化。企业IT部门除了IT部门组织结构及职责之外，还应该详细制定各类运作管理规章制度，主要包括：日常作业调度手册、系统备份及恢复手册、性能监控及优化手册、输出管理手册、帮助服务台运作手册、常见故障处理方法、终端用户计算机使用制度等与用户息息相关的IT支持作业方面的规范制度。此外，还包括服务级别管理手册、安全管理制度、IT财务管理制度、IT服务计费及成本核算、IT资源及配置管理、新系统转换流程、IT能力规划管理等由IT部门执行的以提供高质量IT服务为目的的管理流程。

系统运作报告

系统运行过程中的关键操作、非正常操作、故障、性能监控、安全审计等信息，应该实时或随后形成系统运作报告，并进行分析以改进系统管理水平。

是否有流程保证对所有不属于标准操作的操作性问题给予记录（在问题管理系统内）、分析和及时处理？

系统日常操作日志

系统日志应该记录足以形成数据的信息，为关键性的运作提供审核追踪记录，并且保存合理的时间段。利用日志工具定期对日志进行检查，以便监控例外情况并发现非正常的操作、未经授权的活动、作业完成情况、存储状况、CPU、内存利用水平等。

性能／能力规划报告

企业需要了解其IT能力能否满足其业务需要，因此它需要了解系统性能、能力和成本的历史数据，定期形成月度、年度性能报告，并进行趋势分析和资源限制评估，在此基础之上增加或调整其IT能力。

性能监控工具应该主动地监控、测量和报告系统的性能，包括平均响应时间、每日交易数、平均无故障时间、CPU、存储器等的使用状况、网络性能等，从而可以有预见性地响应变化的业务需求。

故障管理报告

企业应定期产生有关问题的统计数据，这些统计数据包括：事故出现次数、受影响的客户数、解决事故所需时间和成本、业务损失成本等，可以供管理层对反复发生的问题进行根本原因的分析，并寻找改进的机会。

另外，对于每次故障处理应该进行数据记录、归类，作为基础，它应包括以下内容。

.目录，确定与故障相关联的领域，比如硬件、软件等。

.影响度，故障对业务流程的影响程度。

.紧迫性，故障需要得到解决的紧急程度。

.优先级，综合考虑影响度、紧迫性、风险和可用资源后得出的解决故障的先后顺序。

.解决方法，故障解决的流程、处理方法。

这样有利于使用知识管理系统来协助解决问题。

安全审计日志

为了能够实时监测、记录和分析网络上和用户系统中发生的各类与安全有关的事件（如网络入侵、内部资料窃取、泄密行为等），并阻断严重的违规行为，就需要安全审计跟踪机制来实现在跟踪中记录有关安全的信息。审计是记录用户使用计算机网络系统进行所有活动的过程，它是提高安全性的重要工具。

审计记录应包括以下信息：事件发生的时间和地点；引发事件的用户；事件的类型；事件成功与否。常见的审计记录可能包括：活动的用户账号和访问特权；用户的活动情况，包括可疑的行为；未授权和未成功的访问企图；敏感命令的运行等。

系统运作报告使对IT的整个运行状况的评价得以实现，IT报告应具备涵盖所有IT领域的关键业绩指标，例如风险及问题、财务状况、系统利用率、系统性能、系统故障时间、服务级别执行情况、安全审计等，这也为IT运作绩效的改进提供了基础。

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