รายงาน

รายงาน เร่ือง ระบบปฎิบตั ิการแอนดรอยตแ์ ละความหมายของมนั จัดทาโดย นาย.สุทธวรี ์ ศรีราชพฒั น์ แผนก คอมพิวเตอร์ธุรกิจ รหสั 030 นาเสนอ อาจารย์ กนิษฐา ปานศรี ประจาปี การศึกษา 1/2562

คานา รายงานเล่นน้ีจาทาข้ึนเพือ่ ประกอบการเรียนระบบปฏิบตั ิการแอนดรอยต์ โดยมี จุดประสงคเ์ พอ่ื ใหผ้ จู้ ดั ทาศึกษาคน้ ควา้ และนาส่ิงที่ศึกษาคน้ ควา้ เป็นชิ้นงานเก็บไวเ้ ป็นประโยชน์ตอ่ การเรียนการสอน ของตนเองและครูต่อไป ท้งั น้ีเน้ือหาไดร้ วบรวมมาจากหนงั สือผจู้ ดั ทาหวงั วา่ รายงานฉบบั น้ีคงจะมี ประโยชนต์ อ่ การศกึ ษาทน่ี าไปใชใ้ หเ้ กิดประโยชน์หวงั วา่ หากผดิ พลาดประการใด คณะผจู้ ดั ทาขอโอกาสไว้ ณ ทน่ี ้ี คณะผจู้ ดั ทา นาย.สุทธวรี ์ ศรีราชพฒั น์

สารบญั

ระบบปฏบิ ัตกิ าร ANDROID ณโลกของการติดตอ่ สื่อสารในปัจจุบนั ไดม้ ีการพฒั นาท่ีกา้ วหนา้ เป็นอยา่ งมาก โดยเฉพาะการสื่อสารแบบไร้สาย ทไี่ ดม้ ีการพฒั นาความเร็วในการรับส่งขอ้ มูลท่ี สูงข้นึ จากเดิมท่ีมีการส่งไดเ้ พียงขอ้ ความส้ัน(SMS :Short Message Service) และ MMS(Multimedia Messaging Service) ปัจจบุ นั สามารถทาการโทรศพั ทแ์ บบเห็นหนา้ คู่สนทนากนั ได้ (Video Call) แตต่ อ้ งผา่ นทางระบบของวายฟาย Wi-Fi (wireless fidelity) หรือ ระบบ 3G (Third Generation of Mobile Telephone) ซ่ึงสาหรับประเทศไทยแลว้ อุปกรณม์ ือถือ และอุปกรณพ์ กพา ส่วนมากใน ตลาดจะรองรับระบบการรับส่งขอ้ มูลความเร็วสูงเป็นที่เรียบร้อยแลว้ และไดร้ ับความ นิยมจากผใู้ ชง้ านเป็นจานวนมาก โดยอุปกรณ์ส่วนใหญ่ท่ีมีอยใู่ นทอ้ งตลาด จะมี ระบบปฏิบตั กิ ารเป็นของตวั เอง ท่ไี ม่เหมือนกบั ระบบปฏิบตั กิ ารทอี่ ยบู่ นคอมพิวเตอร์ ส่วนบคุ คล (PC : Personal Computer) ส่งผลใหแ้ นวทางในการพฒั นาโปรแกรม เพือ่ นาไปใชง้ านบนอุปกรณเ์ หล่าน้นั ยงุ่ ยาก และหลากหลายข้ึน

ระบบปฏิบตั กิ ารบนอุปกรณ์ดงั กล่าว มีอยหู่ ลายตวั กนั เช่น Android, iOS, Windows Phone, BlackBerry, Symbian, webOS, MeeGo และ QNX เป็นตน้ โดย ลกั ษณะของระบบปฏิบตั กิ ารขา้ งตน้ ส่วนมากจะเป็นประเภทไม่เปิ ดเผยซอร์ฟแวร์ ตน้ ฉบบั (Closed Source) ซ่ึงหมายความวา่ ระบบปฏบิ ตั กิ ารดงั กล่าว ไม่สามารถนามา ศกึ ษา ดดั แปลงการทางานของระบบปฏบิ ตั ิการเพือ่ นาไปใชง้ านตามที่ตอ้ งการได้ ทา ใหเ้ กิดความไม่สะดวกในการพฒั นา และการพฒั นาจะถูกกาหนดทศิ ทางโดยบริษทั เจา้ ของลิขสิทธ์ิ

ANDROID คอื อะไร แอนดรอยด์ (Android) คอื ระบบปฏบิ ตั กิ ารแบบเปิ ดเผยซอร์ฟแวร์ตน้ ฉบบั (Open Source) โดยบริษทั กเู กิ้ล (Google Inc.) ทไ่ี ดร้ ับความนิยมเป็ นอยา่ งสูง เนื่องจากอุปกรณท์ ี่ใชร้ ะบบปฏิบตั กิ ารแอนดรอยด์ มีจานวนมาก อุปกรณ์มีหลากหลาย ระดบั หลายราคา รวมท้งั สามารถทางานบนอุปกรณ์ทมี่ ีขนาดหนา้ จอ และความ ละเอียดแตกต่างกนั ได้ ทาให้ผบู้ ริโภคสามารถเลือกไดต้ ามตอ้ งการ และหากมองในทิศทางสาหรับนกั พฒั นาโปรแกรม (Programmer) แลว้ น้นั การ พฒั นาโปรแกรมเพื่อใชง้ านบนระบบปฏบิ ตั กิ ารแอนดรอยด์ ไม่ใช่เรื่องท่ียาก เพราะมี ขอ้ มูลในการพฒั นารวมท้งั Android SDK (Software Development Kit) เตรียมไว้ ให้กบั นกั พฒั นาไดเ้ รียนรู้ และเมื่อนกั พฒั นาตอ้ งการจะเผยแพร่หรือจาหน่ายโปรแกรม ท่ีพฒั นาแลว้ เสร็จ แอนดรอยดก์ ็ยงั มีตลาดในการเผยแพร่โปรแกรม ผา่ น Android Market แตห่ ากจะกล่าวถึงโครงสร้างภาษาทใ่ี ช้ในการพฒั นาน้นั สาหรับ Android SDK จะยดึ โครงสร้างของภาษาจาวา (Java language) ในการเขยี นโปรแกรม เพราะ โปรแกรมที่พฒั นามาไดจ้ ะตอ้ งทางานอยภู่ ายใต้ Dalvik Virtual Machine เช่นเดียวกบั โปรแกรมจาวา ที่ตอ้ งทางานอยภู่ ายใต้ Java Virtual Machine (Virtual Machine เปรียบ ไดก้ บั สภาพแวดลอ้ มที่โปรแกรมทางานอย)ู่

นอกจากน้นั แลว้ แอนดรอยด์ ยงั มีโปรแกรมแกรมทีเ่ ปิ ดเผยซอร์ฟแวร์ตน้ ฉบบั (Open Source) เป็นจานวนมาก ทาให้นกั พฒั นาทส่ี นใจ สามารถนาซอร์ฟแวร์ตน้ ฉบบั มาศึกษาไดอ้ ยา่ งไม่ยาก ประกอบกบั ความนิยมของแอนดรอยดไ์ ดเ้ พิ่มข้นึ อยา่ งมากใน โดยดูไดจ้ ากส่วนแบ่งการตลาด ดงั รูป

ประวตั คิ วามเป็นมา เริ่มตน้ ระบบปฏิบตั ิการแอนดรอยด์ ถูกพฒั นามาจากบริษทั แอนดรอยด์ (Android Inc.) เมื่อปี พ.ศ 2546 โดยมีนาย แอนด้ี รูบิน (Andy Rubin) ผใู้ หก้ าเนิด ระบบปฏิบตั ิการน้ี และถูกบริษทั กูเก้ิล ซ้ือกิจการเม่ือ เดือนสิงหาคม ปี พ.ศ 2548 โดย บริษทั แอนดรอยด์ ไดก้ ลายเป็นมาบริษทั ลูก ของบริษทั กเู กิ้ล และยงั มีนาย แอนด้ี รูบิน ดาเนินงานอยใู่ นทีมพฒั นาระบบปฏิบตั ิการต่อไป ระบบปฏิบตั กิ ารแอนดรอยด์ เป็นระบบปฏิบตั ิการท่พี ฒั นามาจากการนาเอา แกนกลางของระบบปฏิบตั ิการลินุกซ์ (Linux Kernel) ซ่ึงเป็นระบบปฏิบตั กิ ารที่ ออกแบบมาเพื่อทางานเป็ นเคร่ืองให้บริการ (Server) มาพฒั นาต่อ เพ่อื ใหก้ ลายเป็น ระบบปฏิบตั กิ ารบนอุปกรณพ์ กพา (Mobile Operating System) ต่อมาเมื่อเดือน พฤศจิกายน ปี พ.ศ 2550 บริษทั กเู ก้ิล ไดท้ าการก่อต้งั สมาคม OHA (Open HandseAlliance,http://www.openhandsetalliance.com) เพื่อเป็น หน่วยงานกลางในการกาหนดมาตรฐานกลาง ของอุปกรณพ์ กพาและระบบปฏบิ ตั ิการ แอนดรอยด์ โดยมีสมาชิกในช่วงก่อนต้งั จานวน 34 รายเขา้ ร่วม ซ่ึงประกอบไปดว้ ย บริษทั ช้นั นาท่ดี าเนินธุรกิจดา้ การสื่อสาร เช่น โรงงานผลิตอุปกรณพ์ กพา, บริษทั พฒั นาโปรแกรม, ผใู้ ห้บริการส่ือสาร และผูผ้ ลิตอะไหล่อุปกรณ์ดา้ นส่ือสาร หลงั จากน้นั เมื่อเดือนตลุ าคม ปี พ.ศ 2551 บริษทั กูเกิ้ล ไดเ้ ปิ ดตวั มือถือตวั แรก ท่ใี ชร้ ะบบปฏิบตั กิ ารแอนดรอยด์ ทชี่ ่ือ T-Mobile G1 หรืออีกชื่อนึงคือ HTC Dream โดยใชแ้ อนดรอยดร์ ุ่น 1.1 และหลงั จากน้นั ไดม้ ีการปรับพฒั นาระบบปฏิบตั ิการเป็น รุ่นใหม่ มาเป็ นลาดบั

โครงสร้างของแอนดรอยด์ การทาความเขา้ ใจโครงสร้างของระบบปฏิบตั ิการแอนดรอยด์ ถือวา่ เป็นส่ิง สาคญั เพราะถา้ นกั พฒั นาโปรแกรม สามารถมองภาพโดยรวมของระบบไดท้ ้งั หมด จะ ใหส้ ามารถเขา้ ใจถึงกระบวนการทางานไดด้ ียงิ่ ข้นึ และสามารถนาไปช่วยในการ ออกแบบโปรแกรมท่ีตอ้ งการพฒั นา เพ่ือใหเ้ กิดประสิทธิภาพในการทางาน จากโครงสร้างของระบบปฏิบตั กิ ารแอนดรอยด์ จะสังเกตไดว้ า่ มีการแบ่ง ออกมาเป็นส่วนๆ ทมี่ ีความเก่ียวเนื่องกนั โดยส่วนบนสุดจะเป็ นส่วนท่ผี ใู้ ชง้ านทาการ ติดตอ่ โดยตรงซ่ึงก็คือส่วนของ (Applications) จากน้นั ก็จะลาดบั ลงมาเป็ น องคป์ ระกอบอ่ืนๆตามลาดบั และสุดทา้ ยจะเป็ นส่วนที่ติดต่อกบั อุปกรณ์โดยผา่ นทาง Linux Kernel โครงสร้างของแอนดรอยด์ พอที่จะอธิบายเป็ นส่วนๆไดด้ งั น้ี

Applications ส่วน Application หรือส่วนของโปรแกรมท่ีมีมากบั ระบบปฏิบตั ิการ หรือเป็นกลุ่มของโปรแกรมท่ีผใู้ ชง้ านไดท้ าการติดต้งั ไว้ โดยผใู้ ชง้ าน สามารถเรียกใชโ้ ปรแกรมต่างๆไดโ้ ดยตรง ซ่ึงการทางานของแตล่ ะโปรแกรมจะ เป็นไปตามทผี่ พู้ ฒั นาโปรแกรมไดอ้ อกแบบและเขียนโคด้ โปรแกรมเอาไว้ Application Framework เป็นส่วนทีม่ ีการพฒั นาข้ึนเพือ่ ใหน้ กั พฒั นา สามารถพฒั นาโปรแกรมไดส้ ะดวก และมีประสิทธิภาพมากยง่ิ ข้นึ โดยนกั พฒั นาไม่ จาเป็นตอ้ งพฒั นาในส่วนทีม่ ีความยงุ่ ยากมากๆ เพียงแค่ทาการศกึ ษาถึงวธิ ีการเรียกใช้ งาน Application Framework ในส่วนท่ีตอ้ งการใชง้ าน แลว้ นามาใชง้ าน ซ่ึงมีหลาย กลุ่มดว้ ยกนั ตวั อยา่ งเช่น Activities Manager เป็นกลุ่มของชุดคาสั่งทจี่ ดั การเกี่ยวกบั วงจรการทางานของ หนา้ ตา่ งโปรแกรม(Activity) Content Providers เป็นกลุ่มของชุดคาสั่ง ท่ใี ชใ้ นการเขา้ ถึงขอ้ มูลของโปรแกรม อ่ืน และสามารถแบง่ ปันขอ้ มูลใหโ้ ปรแกรมอ่ืนเขา้ ถึงได้ View System เป็นกลุ่มของชุดคาสั่งทีเ่ กี่ยวกบั การจดั การโครงสร้างของหนา้ จอ ทแ่ี สดงผลในส่วนท่ีติดตอ่ กบั ผูใ้ ชง้ าน (User Interface)

Telephony Manager เป็นกลุ่มของชุดคาส่ังที่ใชใ้ นการเขา้ ถึงขอ้ มูลดา้ น โทรศพั ท์ เช่นหมายเลขโทรศพั ท์ เป็นตน้ Resource Manager เป็นกลุ่มของชุดคาสงั่ ในการเขา้ ถึงขอ้ มูลที่เป็ น ขอ้ ความ, รูปภาพ Location Manager เป็นกลุ่มของชุดคาสั่งท่ีเกี่ยวกบั ตาแหน่งทางภูมิศาสตร์ ท่ี ระบบปฏิบตั ิการไดร้ ับค่าจากอุปกรณ์ Notification Manager เป็นกลุ่มของชุดคาสั่งที่จะถูกเรียกใชเ้ ม่ือโปรแกรม ตอ้ งการแสดงผลใหก้ บั ผูใ้ ชง้ าน ผา่ นทางแถบสถานะ(Status Bar) ของหนา้ จอ Libraries เป็นส่วนของชุดคาสัง่ ที่พฒั นาดว้ ย C/C++ โดยแบง่ ชุดคาสั่ง ออกเป็นกลุ่มตามวตั ถุประสงคข์ องการใชง้ าน เช่น Surface Manage จดั การเก่ียวกบั การแสดงผล, Media Framework จดั การเก่ียวกบั การการแสดงภาพและเสียง, Open GL | ES และ SGL จดั การเก่ียวกบั ภาพ 3มิติ และ 2มิติ, SQLlite จดั การเกี่ยวกบั ระบบ ฐานขอ้ มูล เป็นตน้

Android Runtime จะมี Darvik Virtual Machine ที่ถูกออกแบบมา เพอ่ื ให้ ทางานบนอุปกรณท์ ีม่ ี หน่วยความจา(Memmory), หน่วยประมวลผลกลาง(CPU) และ พลงั งาน(Battery)ทจ่ี ากดั ซ่ึงการทางานของ Darvik Virtual Machine จะทาการแปลง ไฟลท์ ่ีตอ้ งการทางาน ไปเป็ นไฟล์ .DEX ก่อนการทางาน เหตผุ ลก็เพ่ือใหม้ ี ประสิทธิภาพเพ่มิ ข้ึนเมื่อใชง้ านกบั หน่วยประมวลผลกลางที่มีความเร็วไม่มาก ส่วน ตอ่ มาคือ Core Libraries ที่เป็นส่วนรวบรวมคาส่ังและชุดคาสัง่ สาคญั โดยถูกเขียนดว้ ย ภาษาจาวา (Java Language) Linux Kernel เป็นส่วนทท่ี าหนา้ ที่หัวใจสาคญั ในจดั การกบั บริการหลกั ของระบบปฏิบตั ิการ เช่น เร่ืองหน่วยความจา พลงั งาน ตดิ ต่อกบั อุปกรณต์ ่างๆ ความ ปลอดภยั เครือข่าย โดยแอนดรอยดไ์ ดน้ าเอาส่วนน้ีมาจากระบบปฏิบตั ิการลินุกซ์ รุ่น 2.6 (Linux 26. Kernel) ซ่ึงไดม้ ีการออกแบบมาเป็นอยา่ งดี