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淺談移動操作系統(tǒng)

基礎(chǔ)部 張靜

  近期《計算機基礎(chǔ)》課程講到了課本第四章操作系統(tǒng),在課堂中我們介紹了日常使用的一些典型操作系統(tǒng)。對于同學們而言移動操作系統(tǒng)是大家接觸和使用較多的一類。移動操作系統(tǒng)簡稱 Mobile OS ,它是指在移動設(shè)備上運作的操作系統(tǒng)。它們跟在臺式機上運行的操作系統(tǒng)類似,但通常較為簡單,而且提供了無線通信的功能。應(yīng)用移動操作系統(tǒng)的設(shè)備包括智能手機、PDA、平板電腦等。其中智能移動手機在今天已經(jīng)成為了人們的必需品,它儼然是人們口袋中的移動電腦,除了日常電話短信之外,工作、娛樂、理財、生活等各個部分都可以通過移動智能手機來進行處理。人們只需要動動手指,打開安裝在手機中的各個軟件或者系統(tǒng),就可以實現(xiàn)真正的“足不出戶,日行千里”,解決各種問題。

  目前市面上主流的移動操作系統(tǒng)系統(tǒng)分別是iPhone OS和Android OS,市場占有率在99%以上,可以說幾乎全部涵蓋。iPhone OS和Android OS之間既有相似的系統(tǒng)構(gòu)成原理,也有著天壤之別的上層應(yīng)用開發(fā)技術(shù)。

  系統(tǒng)構(gòu)成原理

  iPhone OS和Android OS的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu),自下而上主要由以下四個核心模塊組成:

  核心系統(tǒng)模塊(Core OS)

  該模塊提供了整個OS系統(tǒng)運行所需要的全部軟、硬件服務(wù),能夠保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定的高效運轉(zhuǎn),同時也提供了軟件服務(wù)層與硬件之間交互的各種通訊保障機制,可以說提供的都是更為接近硬件的各類功能服務(wù),例如:驅(qū)動內(nèi)外設(shè)備、存儲設(shè)備連接狀態(tài)、內(nèi)存及進程管理等。

  核心服務(wù)模塊(Core Service)

  該模塊按照類別和使用,為應(yīng)用的運行提供了很多的基礎(chǔ)服務(wù),封裝了很多核心的API接口和定義了整個上層應(yīng)用開發(fā)用到的各種數(shù)據(jù)類型定義,例如:基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的定義和存儲、網(wǎng)絡(luò)相關(guān)請求和錯誤處理、基于GPS的位置服務(wù)等等。

  核心媒體模塊(Core Media)

  該模塊從視聽角度,主要提供了圖形和音頻相關(guān)處理的框架定義,保證了圖形渲染的交付、執(zhí)行與輸出及音頻的解碼、編碼等工作,例如:GraphicsKit、AudioKit等。

  核心應(yīng)用模塊(Core Kit)

  該模塊作為最上層,是用戶與系統(tǒng)交互的直接橋梁,為提高使用效率,其以最為簡潔明了的方式,抽象封裝并定義了各種常用的框架和API接口。例如:UI圖形接口、系統(tǒng)觸摸捕捉接口、JSON數(shù)據(jù)解析等。

  開發(fā)技術(shù)

  iPhone OS以Unix為核心,前端應(yīng)用開發(fā)主要采用的是Objective C和Swift語言,而Android端開發(fā)則使用Java語言。兩個系統(tǒng)在實現(xiàn)機制上相似,都是通過不同的開發(fā)語言,逐層調(diào)用底層OS提供的各個服務(wù)接口,來實現(xiàn)功能的展示(如下圖所示)。

iPhone、Android底層OS原理圖

  隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,計算機軟硬件不斷升級,各式各樣的智能移動設(shè)備層出不窮。不同系統(tǒng)底層結(jié)構(gòu)原理和不同的開發(fā)語言環(huán)境對于軟件服務(wù)提供商和開發(fā)者也提出了新的問題和挑戰(zhàn)。

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