A NDROID 環境說明

2.1.1 Android 介紹

Android 以 Linux 為核心，並採用 Java 語言進行應用程式的開發。這個專門 為智慧型行動裝置設計的開放原始碼軟體平台及作業系統，於 2007 年 11 月 5 日由 Google 正式公布。其架構早期由 Google 規劃，後由各大手機製造商組成的 開放手機聯盟（Open Handset Alliance）接手。Android 跟以往各大手機廠閉門自 修所發展出的系統最大的不同在於其開放原始碼，讓一般人也可以輕易的利用軟 體開發套件 SDK (Software Development Kit) 開發各式各樣的應用軟體，另外也 結合了各項 Google 所提供的服務功能。靠著「免費」和「開放」兩個優勢，使 得 Android 作業系統在短短時間內迅速竄起，成為目前市場佔有率最高的智慧 型行動裝置作業系統。

2.1.2 Android 系統架構

圖 1. Android 系統架構圖 (孫傳雄研究室, 2010)

Android 主要系統架構如圖 1，其主要元件包括：

1. 應用程式(Applications)

在 Android SDK 手機模擬器和實體手機中，有一系列以 Java 語言撰寫的核 心應用程式，包含：電子郵件程式、簡訊程式、日曆、電子時鐘、電子地圖、網 頁瀏覽器等。使用者一開始就可以使用這些基本的應用程式來操作智慧型行動裝 置。

2. 應用程式框架(Application Framework)

為了節省開發者撰寫應用程式的時間、加速應用程式開發的速度，Android 在應用程式與內部系統環境之間設置了一個讓程式更簡易溝通的界面，並稱之為 應用程式框架。

對於應用程式的開發者來說，其得以透過 Java 程式呼叫應用程式框架所提 供的應用程式界面(Application Programming Interface, API)，來實作更底層的函式 庫(Libraries)功能。開發者通常只需要理解應用程式與應用程式框架之間的運作 關係、以及如何透過 Java 程式語言實作的方法即可，並不太需要探究更內部的 系統環境。

3. 函式庫(Libraries)

與應用程式不同，Android 的函式庫是由 C/C++所組成的，負責提供各種不 同功能的程式函式庫。Android 提供了許多函式，讓應用程式的開發更為便利，

其中包括介面設計、資料庫管理、網頁瀏覽器、影音格式支援、SQLite 資料庫 等等。

4. Android 執行環境(Android Runtime)

Android 執行環境中分成二個重要的元件來執行系統，這二個重要元件分別 是核心函式庫(Core Libraries)和 Dalvik 虛擬機器(Dalvik Virtual Machine)。

(1) 核心函式庫

會先透過 Java 程式語言的編譯器(Compiler)將其編譯成二進位碼形式(bytecode) 的.class 類別檔。這個類別檔並非是在作業系統當中直接執行，而是會在具有 Java 虛擬機器(Java virtual machine, JVM)的作業系統環境當中被轉換執行。所以，無 論是那種作業系統，只要安裝含有 Java 虛擬機器的 Java 平台(Java Platform)，就 可以執行以 Java 程式語言所開發的應用程式。

Android 採行 Java 程式語言進行應用程式的開發，所以，其觀念及架構皆與 Java 平台相去不遠。然而，Android 並非使用 Java 虛擬機器，而是使用自行發展 的 Dalvik 虛擬機器(Dalvik virtual machine, Dalvik VM)。

Andorid 應用程式開發者在運用 Java 程式語言編寫完原始程式碼後，其儲存 的檔案副檔名為 .java，.java 檔案會被 Java 的編譯器編譯成副檔名為 .class 的檔 案。 .class 的檔案還會再被 Android SDK 當中的 dx 工具轉換成為 Dalvik VM 可 執行的檔案(副檔名為 .dex)。最後，Android SDK 會將所有檔案壓縮包裏成單一 的 Android 封裝檔(副檔名為 .apk，Android application package)，以供手機用戶 直接下載執行。

圖 2. Android 應用程式檔案產生過程圖 (孫傳雄研究室, 2010) 5. Linux Kernel

Android 系統核心。

2.1.4 Android 開發工具

2. Eclipse IDE

Eclipse 最初由 IBM 公司開發，是一個著名的跨平台且多用途的整合式開發 工具。建立 Android 開發環境需至 Eclipse 官方網站下載並安裝含有 Java 開發工 具擴充套件(Java Development Tool Plugin, JDT)之 Eclipse IDE，以作為 Android 應用程式開發平台。

3. ADT

ADT 是基於 Eclipse 的 Android 開發工具擴充套件(Android Development Tools)，可由 Eclipse 網路安裝或離線安裝。

4. Android SDK

可由 Android Developers 官方網站下載的 Android 軟體開發套件(Android Software Development Kit, Android SDK)提供了開發 Android 應用程式可使用到 的多種資源，如 Android 中的程式庫、程式除錯工具、手機模擬器等等。