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ひでたつゆきしげ
4 years ago
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1 株式会社センシンソフトはじめよう Android

2 目次概要開発環境の構築アーキテクチャ概要アプリケーションフレームワーク層ライブラリ層ランタイム層カーネル層ライセンス規約スキルアップしよう 2

3 概要 Android とは米グーグル社 (Google Inc.) がモバイル向けプラットフォームとして発表した無償で誰にでも提供されるオープンソースのオペレーションシステムミドルウェアキーモバイルアプリケーションを含むモバイル端末のソフトウェアスタックです Android はオープンソースのソフトウェアで Android 上で作成したアプリケーションは Android が搭載されている機器ならばどこでも動作します Android 用のアプリケーションは基本的には Dalvik 仮想マシン (VM) と呼ばれる Android OS 上で動作しプレインストールアプリケーションと後からインストールするアプリケーションを公平に扱うのが特徴です Android にはローカライズ機能がすでに入っているため開発時にローカライズを強く意識することなく開発する事が出来ます 3

4 概要 Android は携帯電話以外のネットワークやハードウェアにも対応しています主な機能は以下の物があります Bluetooth 3G WiFi カメラ GPS コンパス加速度計上記の機能を組み合わせることで現実環境にコンピュータを用いて情報を付加提示する AR(Augmented Reality : 現実拡張 ) 機能を持つアプリケーションの作成が可能です 4

5 開発環境の構築 Android アプリケーションを作成するためには以下の開発ツール使用します JDK (Java Development Kit) ADT (Android Development Tools) Android SDK Eclipse 基本的には JDK を入れてある環境で Eclipse に ADT を入れ Android SDK を設定するだけで開発環境となりますまた Eclipse を日本語化する際には別途ツールを使用します例としては以下のようなものが挙げられます Babel Project 5

6 アーキテクチャ概要 Android はオペレーティングシステムミドルウェア主要アプリケーションを含むモバイルデバイス用のソフトウェアの集まりであり次の図はオペレーティングシステムの主要コンポーネントを示しており概念的には 4 階層構造で構成されていますより図を抜粋. 6

7 アーキテクチャ概要一般的な Android アプリケーションを開発する場合のアプリケーション自体は最上位層の Application 層に当たり ApplicationFramework 層の API 群 Libraries 層のミドルウェア群を使用した開発手法となます AndroidRuntime 層は Android の VirtualMachine アーキテクトであり Java 仮想マシンで言うところの VM に当たります ( 実際には JavaVM と DalvikVM は異なるアーキテクトである ) LinuxKernel 層は Android の最も下位に位置するものであり Linux カーネルをベースに作成されています一般的なアプリケーション開発で AndroidRuntime 層 LinuxKernel 層を開発者が意識することは殆どありません尚 Android には電子メールクライアント SMS プログラムカレンダー地図ブラウザ連絡先およびその他を含むコアアプリケーションが ApplicationFramework 層としてセットで出荷されています 7

アプリケーションフレームワーク層 http://developer.android.com/guide/basics/what-is-android.html より図を抜粋.

8 アプリケーションフレームワーク層より図を抜粋. この層では主にアプリケーションの起動から終了までの流れすなわちライフサイクルの管理を行っていますユーザーインターフェースの表示やユーザーによる操作など携帯端末で起こるさまざまな状態の変化を各アプリケーションに伝える手段も提供しています 8

9 アプリケーションフレームワーク層 Activity Manager アプリケーションのライフサイクルを管理し共通のナビゲーションスタック ( 画面遷移時の引き渡し情報など ) を提供します Window Manager ウィンドウを管理するためのものでありそれ自体だけでは何もできないが他のインスタンスと連携して Andoroid のウィンドウ全般に対する管理を行います Content Providers 独自のデータを共有したり特定のアプリケーションが保持するデータに対して他のアプリケーションからアクセスできるようにしたものです View System アプリケーションを構築するために使用できるリッチで拡張可能なビューのセットでありリストグリッドテキストボックスボタン組み込み可能なウェブブラウザなどがそれであります 9

10 アプリケーションフレームワーク層 Package Manager システムにロードされたアプリケーションの情報を保存変更削除という一連の管理機能を有しアプリケーションに提供します Telephony Manager 電話機能の管理を提供しています (Radio デバイス (GSM EDGE 3G) など ) Resource Manager 画面に使うデザインや画像データ文字データをリソースとしてプログラムから分離しアプリケーションから動的に参照する機能を提供するものでありますローカライズなどもこの分野に入ります 10

11 アプリケーションフレームワーク層 Location Manager GPS を使用し位置情報の管理を提供します Notification Manager 有効なすべてのアプリケーションはステータスバーでカスタムアラートを表示することができる 11

ライブラリ層 http://developer.android.com/guide/basics/what-is-android.html より図を抜粋.

12 ライブラリ層より図を抜粋. Android にはシステム内で使用される C または C++ で開発されたライブラリを標準で含んでいますこれらのライブラリの機能はアプリケーションの開発過程で使うが直接操作することはなく一般的には各アプリケーションのフレームワークを経由して利用します 12

13 ライブラリ層 SurfaceManager SurfaceManager はグラフィックレイヤーを合成して一つの画面に表示する仕組みをアプリケーションに提供する描画ライブラリでありますグラフィックレイヤーを使うとアプリケーションを経由しないで画面表示が可能なため高速に描画できるアプリケーションからは主にカメラやGPU(GraphicsProcessingUnit) といったハードウェアからのデータを高速に描画するために利用します MediaFramework 画像の表示や音声動画のエンコードとデコードの処理を実行するライブラリ米 PacketVideo 社のメディア再生用ライブラリ OpenCORE をベースに開発されている対応するフォーマットとして音声では mp3 や aac などがあり動画では h.263 や h.264 などがあります 13

14 ライブラリ層 SQLite 高速なリレーショナルデータベースエンジンでありデータ管理の機能を提供します格納する電話番号を比較するなど Android 用に文字列を処理する機能が追加されていますアプリケーションからはフレームワークを介してリレーショナルデータベースとして利用しますフレームワークにある ContentProvider のようなアプリケーション間のデータ共有の仕組みの中でも利用されています OpenGL/ES ハードウェアアクセラレータを使った高速な 3D 描画を実現する 3D グラフィックライブラリ OpenGL ES 1.0 API に準拠しておりハードウェアがそれに対応している場合ライブラリは高度に最適化された 3D アクセラレーション 3D ソフトウェアラスタライザのいずれかを使用できます 14

15 ライブラリ層 FreeType FreeType とはフォントエンジンを実装したライブラリであります Android の標準フォントには FreeType を使用しており他のフォント形式もサポートしています WebKit HTML または XHTML の描画を担当するライブラリ内部に高速な JavaScript エンジンである SquirrelFish が搭載されている開発者がアプリケーションの画面に Web ページを表示する場合に利用する画面部品 ( ウィジェット ) である WebView にも機能を提供している SGL Android でのグラフィックライブラリには 2D グラフィックライブラリ 3D グラフィックライブラリが存在するがそのうちの 2D グラフィックライブラリ部を総称して SGL と呼んでいます 15

16 ライブラリ層 libc(bionic) 組込みLinuxベースのデバイス用にチューニングされたAndroid 用のCライブラリであります BSDのCライブラリを基に開発されており x86と ARM に対応している標準規格に沿ったlibcと比べロケール ( 各国語対応 ) やマルチバイト文字に対応していないことやC++ の例外に対応していないなど最低限の実装のみサポートしている携帯端末上での動作を最適化するために, 機能を限定してライブラリが肥大化してしまうことを防止するという方針で開発されています 16

ランタイム層 http://developer.android.com/guide/basics/what-is-android.html より図を抜粋.

17 ランタイム層より図を抜粋. ライタイム層は基本的な API を提供するコアライブラリと仮想マシン Dalvik VM で構成されています一般的なアプリケーション開発で AndroidRuntime 層を開発者が意識することは殆どありません 17

18 カーネル層より図を抜粋. LinuxKernel 層は Android の最も下位に位置するものであり Linux カーネルをベースに作成されています一般的なアプリケーション開発で LinuxKernel 層を開発者が意識することは殆どありません 18

19 ライセンス規約 Android はオープンソースのソフトウェアですがオープンソースには数多くのライセンスが存在します全てのライセンスに共通しているのが以下の 2 点です 1. 著作権表示の保持原作者のクレジットを表記することにより利用する第三者が作ったように偽ることを防ぐ 2. 無保証であること原作者は葉生物を含めその動作品質を保証しないまた次の点がライセンスにより異なり 1. ソースコードを開示する範囲 2. 改変複製したものを再配布する際どのようなライセンスを適用させるかその異なる内容により以下の 3 つに分類されます GPL 系 MPL 系 BSD 系 19

20 スキルアップしよう世の中のソフトウェア製品にそれぞれの認定試験制度があるように Android にも Android 技術者認定試験制度という独自の認定試験が存在します Android の知識を取得したら又は知識を取得することを目的として認定試験を受験するのもよいかもしれません 2012 年 2 月現在以下の構成で提供されています Android 技術者認定試験制度 ( ) アプリケーション技術者試験 Android プログラミング Java プログラミングの知識スクリプト言語オブジェクト指向 Android 基礎知識 ( アプリ視点 ) プラットフォーム技術者試験 ( 開発中 ) Linux の知識ライブラリ概要 Bionic HAL 起動シーケンス Android 基礎知識 ( プラットフォーム視点 ) 共通知識開発環境 (Eclipse SDK) NDK JNI デバッグ技術デバッグ手法

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スライド 1 本資料は下記書籍を基に作成されたものです文章の内容の正確さは保証出来ないため正確な知識を求める方は原文参考資料を参照して下さい題目 :iphone の本質 Android の真価著者 : 日経コミュニケーション発行日 :2008 年 12 月 22 日第 1 版出版社 : 日経 BP 社 iphone の本質 Android の真価名城大学情報工学部渡邊研究室森一養 1 Android とは