Google Android. Архитектура и первый результат - "гуглофон" G1

Предисловие

Перед тем, как приступить к детальному рассмотрению Google Android и первого "гуглофона", хотелось бы вкратце познакомить читателя с текущей ситуацией на рынке смартфонов и мобильных операционных систем. Согласно последнему исследованию известного аналитического агентства Gartner, рынок смартфонов продолжает неуклонно расти, хотя и несколько медленнее, чем в прошлом году, что связано с мировым экономическим кризисом. Так, по итогам второго квартала этого года было продано 32,2 миллиона "умных" телефонов, что на 15,7% больше показателя за аналогичный период прошлого года. Как видим, большое внимание к этой отрасли производители проявляют не зря. Что касается мобильных операционных систем, то тут складывается весьма интересная ситуация. Symbian, как и прежде, удерживает безоговорочное лидерство - хотя ее доля на рынке уменьшилась с 65,6% до 57,1%, но в абсолютном количестве проданных телефонов она все же прибавила 0,7%. Приятно удивила операционная система RIM одноименной компании, устанавливаемая на мобильные телефоны BlackBerry. По итогам второго квартала она оттеснила Microsoft Windows Mobile, заняв вторую позицию с долей на рынке 17,4% (во втором квартале 2007 было 8,9%). Годовой рост продаж RIM-устройств составил впечатляющие 126,4%! Не меньший повод для радости есть и у одного из самых молодых игроков этой отрасли, компании Apple - рост продаж "айфонов" на базе Mac OS X составил 230,6%, позволив ей увеличить долю на рынке с 1% до 2,8%. И вот мы подошли к главному вопросу, напрямую связанному с темой сегодняшней статьи. Вопреки общей тенденции к повышению объемов продаж смартфонов, перспективный кусок рынка, мобильные ОС на базе Linux - существенно уменьшился. Если во втором квартале прошлого года было продано 2,8 млн Linux-телефонов, то в этом году - всего 2,3 млн. В итоге, доля мобильного Linux уменьшилась с 10,1% до 7,3%. Несмотря на такие, казалось бы, неутешительные результаты, аналитики с оптимизмом смотрят в будущее "линуксофонов". По оценкам ABI Research, к 2013 году ситуация кардинально изменится и Linux-телефоны займут 23 процента рынка. Основные надежды аналитики связывают с объединением LiMo Foundation, а также активно набирающей обороты организацией Open Handset Alliance и ее разработкой Google Android. Вот о них мы сегодня как раз и поговорим.

История развития Google Android

5 сентября 2007 года было официально объявлено о формировании группы компаний Open Handset Alliance (OHA), целью которой является разработка открытых стандартов для мобильных устройств. На сегодняшний день OHA объединяет 34 компании, среди которых крупнейшие сотовые операторы T-Mobile, Sprint Nextel, KDDI, NTT DoCoMo, China Mobile, разработчики микросхем Broadcom, Intel, Marvell, NVIDIA, Qualcomm, SiRF, Texas Instruments, производители мобильных устройств HTC, LG, Motorola, Samsung Electronics, а также мировой гигант ИТ-индустрии и один из главных идейных вдохновителей альянса, компания Google. Одного беглого взгляда на список членов OHA достаточно для осознания масштаба и серьезности проекта. Одновременно с представлением OHA была анонсирована открытая мобильная платформа Android, основанная на ядре Linux. 12 сентября того же года была представлена и предложена для скачивания первая версия пакета для разработчиков Android "Early Look" SDK. Дав возможность программистам освоиться в новой среде пару недель, OHA запустила конкурс на лучшие приложения для Android - Android Developer Challenge I (ADC I), который проходил с января по август этого года. Призовой фонд ADC I составил $5 млн. Приятно видеть в списке финалистов и призеров наши фамилии, например, Алексей Писарев и Андрей Тапеха (Commandro), Сергей Грицюк и Дмитрий Шипилов (Beetaun), Михаил Ксензов (ShareYourBoard). На протяжении первого квартала мы время от времени получали сообщения о попытках запустить Android на разных устройствах. Например, в январе умельцы сумели успешно установить операционную систему от Google на КПК Sharp Zaurus SL-C760. На февральской выставке GSM World Congress 2008 компания Texas Instruments продемонстрировала рабочий экземпляр смартфона с установленной Google Android. Кроме нее, свои разработки представили и другие производители. После выставки лишь редкие слухи напоминали нам о существовании Android. Но в конце лета о "гуглофонах" вновь заговорили. 18 августа OHA объявила о выпуске новой версии SDK 0.9 beta, которая была максимально приближена к финальному варианту. В этот же день Федеральная комиссия связи США (FCC) одобрила телефон HTC Dream, который, по сути, и есть T-Mobile G1. 28 августа свершилось еще одно знаменательное событие, которое свидетельствовало о приближении официального анонса Android. Компания Google представила Android Market - онлайн-центр, который позволит пользователям "гуглофонов" искать, покупать и загружать приложения и другой контент для своих мобильных устройств, и поддерживает систему рейтинговых оценок товаров. Ключевой особенностью Android Market является простота выкладывания программ разработчиками без жесткого контроля, как это реализовано в App Store компании Apple. Для этого им необходимо пройти всего лишь три шага: зарегистрироваться как продавец, загрузить свой товар с описанием и опубликовать в соответствующем разделе. И вот 23 сентября свершилось то, чего мы уже так долго ждали - компания Google совместно с мобильным оператором T-Mobile и тайваньским производителем HTC анонсировали первое устройство на базе платформы Android. Новинка, известная также как HTC Dream, появится 22 октября под именем T-Mobile G1 (пока только для абонентов T-Mobile USA, по цене $179 с контрактом на два года). Одновременно с анонсом первого "гуглофона" был выпущен первый полноценный пакет разработчика SDK 1.0, Release 1. Приложения, написанные на этом SDK, будут полностью совместимы с мобильными устройствами на базе Android. Таким образом, у программистов есть еще несколько недель, чтобы подготовить и отладить свои разработки к релизу T-Mobile G1. На этом обзор ключевых событий в истории Google Android можно завершить. Но впереди еще много интересного. Вскоре после релиза первого "гуглофона" будет открыт публичный доступ к исходным кодам Android. Кроме того, на четвертый квартал этого года альянс OHA запланировал проведение второго состязания для разработчиков Android Developer Challenge II. Его призовой фонд составит $5 млн, так что у программистов есть хороший стимул для изучения Android.

Архитектура Android

Информация об архитектуре Android вряд ли заинтересует читателей, не связанных с программированием, но все же мы не можем оставить эту тему без внимания. По описанию из официального источника, Android - это программный стек для мобильных устройств, который включает операционную систему, программное обеспечение промежуточного слоя (middleware), а также основные пользовательские приложения (e-mail-клиент, календарь, карты, браузер, контакты и другие). Архитектура Android построена на основе ядра Linux версии 2.6. Оно отвечает за такие системные службы, как управление безопасностью, памятью, процессами, включает сетевой стек и модель драйверов. Кроме того, это ядро также играет роль абстрактного слоя между аппаратным уровнем и остальной частью программного стека. Следующий уровень в иерархической системе - библиотеки, написанные на C/C++. В медиабиблиотеках (Media Libraries) заложена поддержка основных форматов и кодеков, включая MPEG4, H.264, MP3, WMA, WAV, AAC, AMR, JPG, PNG. Графические библиотеки (3D Libraries) поддерживают API OpenGL ES 1.0 и обеспечивают поддержку аппаратных 3D-ускорителей. Как отмечается, в одном приложении можно одновременно использовать двух- и трехмерную графику. Еще одной примечательной библиотекой является LibWebCore (WebKit) - движок для web-браузера Android, используемый также в популярном браузере Safari от Apple. Одной из важнейших частей стека является Android Runtime, состоящая из виртуальной Java-машины Dalvik и набора библиотек ядра. Dalvik позволяет поддерживать одновременную работу нескольких приложений и выполняет файлы в специальном формате .dex, оптимизированном для устройств с малым количеством памяти. Библиотеки ядра написаны на языке Java и включают большой набор классов, которые поддерживают широкий диапазон функциональных возможностей. Следующий уровень - Application Framework (каркас приложений). Этот уровень фактически представляет собой инструментарий, которым пользуются все приложения. Здесь стоит выделить такой компонент, как Content Providers (провайдеры данных), который является уникальной особенностью Android. Провайдеры данных позволяют, например, объединять информацию из интернета с данными телефона - контактной информацией или географической локацией, - чтобы реализовать новые функции. Кроме того, данные могут совместно использоваться разными приложениями. И, наконец, на вершине пирамиды - уровень приложений (Applications). Что интересно, Android не делает разницы между основными приложениями телефона и сторонним программным обеспечением - таким образом, ключевые компоненты, такие как набор номера, рабочий стол или почтовый клиент GMail, можно заменить альтернативными аналогами. Приложения для Android пишутся на языке Java.

Краткий обзор T-Mobile G1

Open Handset Alliance не разработала какой-либо референсной аппаратной платформы для Google Android, поэтому производители имеют полную творческую свободу. Пока что из четырех производителей мобильных телефонов, участвующих в OHA, аппарат на базе Android представила только HTC. Как мы уже сообщали, ранее эта модель была известна под именем HTC Dream, но официальное название первого "гуглофона" - T-Mobile G1. T-Mobile G1 выполнен в форм-факторе бокового слайдера и оснащен QWERTY-клавиатурой. При выдвигании клавиатуры ориентация экрана автоматически становится альбомной, что позволяет быстро приступить к набору текста. Для отображения информации используется большой 3,2-дюймовый сенсорный экран с разрешением 320х480 пикселей (HVGA). Напомним, выпуском ЖК-панелей для T-Mobile G1 занимается компания Sharp, а за поставки сенсорных панелей, выполненных по емкостной технологии, отвечает компания Synaptics. Как отмечают обозреватели, дисплей довольно приятный и быстро реагирует на прикосновения. В нижней части корпуса по центру расположена клавиша доступа к меню, под ней находится трекбол, а также ряд из четырех клавиш: для приема/сброса вызова, быстрого доступа к рабочему столу (home screen) и кнопка возврата. Кстати, красная клавиша сброса вызова используется для включения/выключения телефона (для этого ее нужно удерживать несколько секунд). На левом торце спрятано (именно спрятано, в первый раз найти его непросто!) гнездо для карт памяти формата microSD (чтобы достать или вставить карту памяти, нужно выдвинуть экран), а также расположены клавиши регулировки уровня громкости (+/-). На нижнем торце видим гнездо HTC ExtUSB, которое используется для подключения телефона к USB-порту компьютера и позволяет подсоединять наушники. Кстати, многие обозреватели с сожалением отмечают отсутствие стандартного 3,5 мм аудиоджека. Скорее всего, соответствующие переходники появятся в продаже, но в комплект поставки они не будут включены (по крайней мере, в первых партиях). На правой стороне разместилась клавиша быстрого доступа к 3,2-Мп камере. Как отмечают обозреватели, камера позволяет снимать только статические изображения, но не видеоролики. В тыльной части видим объектив камеры и отверстия динамика. Аппаратная "начинка" T-Mobile G1 довольно мощная, и это не случайно. Ведь приложения выполняются на виртуальной Java-машине, которая хоть и оптимизирована для мобильных устройств, но все же достаточно требовательна к аппаратным ресурсам. В сердце системы - двухъядерный чип Qualcomm MSM7201A, который включает 528-МГц ядро ARM11 Jazell для аппаратного ускорения Java, сопроцессор ARM9, цифровые сигнальные процессоры QDSP4000 и QDSP5000, графический 3D-процессор, обрабатывающий до четырех миллионов треугольников в секунду, модуль навигации gpsOne, аудиокодек с поддержкой основных форматов. Обеспечивается поддержка сетей WCDMA/HSPA и EGPRS, а также Bluetooth и Wi-Fi. Все основные характеристики T-Mobile G1 сведены в таблицу. Теперь - пара слов об интерфейсе. Стартовой площадкой для доступа ко всем приложениям является рабочий стол (Home screen). Что интересно, рабочих столов в телефоне три. Переключаться между ними можно одним движением пальца влево/вправо по экрану или с помощью трекбола. Чтобы открыть список приложений, достаточно нажать серую клавишу с перевернутым треугольником (Application button), которая расположена в самом низу рабочего стола. Рабочий стол можно настроить по своему вкусу, добавляя, перемещая или удаляя иконки, ярлыки приложений, закладки и виджеты. Набор номера в T-Mobile G1 осуществляется довольно просто, как и во многих других телефонах. Нажав зеленую клавишу приема вызова, вы увидите четыре закладки: Dialer (просто набираете номер и звоните), Call log (последние набранные номера или принятые звонки), Contacts (доступ к списку контактов), Favorites (избранные контакты). Контакты телефонной книги синхронизированы с контактами учетной записи Google. Если пользователь авторизовался в Google Talk и кто-то из его друзей также находится "в онлайне", то в соответствующем контакте индикатор статуса загорится зеленым светом. Телефон можно использовать как обычный USB-накопитель. Для этого нужно нажать клавишу доступа к меню, выбрать пункт Settings, далее SD card&phone storage и перейти к пункту Use for USB storage. Музыкальные файлы группируются по четырем категориям: Исполнители, Альбомы, Песни и Списки композиций. Доступ к нужному файлу осуществляется примерно так. Например, вы выбираете категорию Исполнители - перед вами появится список артистов в алфавитном порядке. Выбираете нужного артиста, после чего появится список его альбомов. Открываете альбом и выбираете музыкальную композицию. Для быстрого доступа к любимым мелодиям можно создавать плейлисты. Для доступа к web-страницам T-Mobile G1 предлагает встроенный браузер. Чтобы открыть браузер, можно нажать клавишу Application button и выбрать иконку Browser. Для перехода на нужную страницу достаточно нажать клавишу меню, дотронуться до иконки Go to URL, сдвинуть дисплей, чтобы получить доступ к клавиатуре, набрать адрес интернет-страницы и нажать Go. К сожалению, браузер не поддерживает технологию Flash, более того, в ближайшем будущем ее поддержка не предвидится. Для работы с учетной записью Google-почты и получением уведомлений о новых сообщениях служит приложение Gmail. E-mail-клиент позволяет получать сообщения с помощью протоколов POP3 и IMAP. Одно из встроенных приложений, также достойное внимания, Google Maps. В числе его возможностей - поиск любого места на карте, а также прокладка маршрута. Как и в обычной настольной версии Google Maps, вы имеете возможность переключаться между режимом карты и видами со спутника. Для любителей YouTube предусмотрено соответствующее приложение, позволяющее получить быстрый доступ к видеороликам. В целом, интерфейс не вызывает особых нареканий. На наш взгляд, все достаточно логично и удобно. Радует возможность настроить рабочий стол под свои потребности, а также неплохая подборка предустановленных приложений. Стоит отметить, что многие интересные функции связаны с подключением к интернету, поэтому, если в вашем городе нет хорошего Wi-Fi или 3G-провайдера, ряд возможностей останется невостребованным.

Конкуренты

В заключение хотелось бы обратить внимание на наиболее известные проекты, которые могут составить конкуренцию Open Handset Alliance и ее платформе Android. Среди них стоит выделить Openmoko и LiMo Foundation. Openmoko основан с целью создания мобильных телефонов с открытым исходным кодом. В рамках проекта разрабатывается мобильная операционная система на базе ядра Linux. В августе этого года Openmoko анонсировала новую версию своей ОС - Om 2008.8, которая поддерживает приложения для окружений GIMP Toolkit (GTK+), Qt (Qtopia) и EFL (Enlightenment Foundation Libraries). Большое внимание уделяется программной платформе Qtopia от компании Trolltech. Ее особенностью являются низкие требования к "железу" - она без проблем работает на устройствах с оперативной памятью менее 64 Мб. Openmoko пока не оказывает существенного влияния на рынок мобильных телефонов, но выглядит довольно перспективно. Из наиболее значительных достижений отметим первый телефон на базе операционных систем Openmoko, ориентированный на массовый рынок - Neo FreeRunner. Будучи заключенным в тонкий корпус толщиной всего 18 мм, он оснащен 2,8-дюймовым сенсорным VGA-экраном (640х480 пикселей), чипом с 400-МГц ядром ARM9 и ускорителем трехмерной графики, 128 Мб оперативной памяти, гнездом microSD, модулями A-GPS, GSM, GPRS, Wi-Fi, Bluetooth. Neo FreeRunner может работать под управлением Openmoko Om 2008 или Qtopia. Если Openmoko поддерживают только FIC и Trolltech, то LiMo Foundation, как и Open Handset Alliance, объединяет целый ряд крупнейших компаний. Чтобы представить себе всю масштабность этой организации, приведем список самых влиятельных ее членов. В их числе Motorola, NEC, DoCoMo, Orange, Vodafone, Panasonic, Samsung, LG, Texas Instruments, Verizon, McAfee, AMD, ARM, Freescale, Broadcom, Mozilla, Renesas, Sagem Mobiles, Huawei, Infineon. Тот факт, что, например, Motorola, LG, Samsung, Texas Instruments участвуют одновременно в LiMo и OHA, свидетельствует о схожести обеих инициатив. Действительно, ведь главная цель обеих организаций - создание мобильной операционной системы на базе ядра Linux. Тем не менее, они имеют и принципиальные различия. Если Android представляет собой готовую операционную систему, то платформа LiMo охватывает только ядро и промежуточное программное обеспечение, давая возможность производителям "доводить ее до ума" по своему усмотрению. Таким образом, пользовательские интерфейсы устройств на базе ОС LiMo могут иметь много отличий. Кроме того, если OHA планирует в будущем открыть публичный доступ к исходным кодам Android, то LiMo накладывает ограничения - для доступа к исходникам и получения права на распространение платформы LiMo необходимо стать участником этого альянса (и, соответственно, регулярно платить членские взносы). На данном этапе LiMo существенно опережает OHA. В день перед анонсом Android, 22 сентября LiMo с гордостью представила двадцать третий телефон на базе LiMo Platform - FOMA P706ie от компании Panasonic. Таким образом, пока Android только готовится выйти на рынок, LiMo уже завоевывает потребительские сердца. Насколько успешно? Покажет время… Рекомендуемые материалы: - Мобильный Linux - вчера, сегодня, завтра;
- Китайский след - влияние Поднебесной на мобильный рынок. Список источников, использованных при подготовке статьи:

• code.google.com
• www.limofoundation.org
• www.openmoko.com
• www.htc.com
• www.t-mobileg1.com
• wiki.linuxphone.ru
• androidcommunity.com
• gizmodo.com
• www.phonescoop.com
• www.engadget.com
• news.cnet.com