翟高粵

摘 要：本文主要對Google Android、Apple iOS這兩種最常用的移動設備操作系統(tǒng)進行比較研究。首先介紹這兩種操作系統(tǒng)最重要的特性，然后討論了這些操作系統(tǒng)的共同特點，并分析了它們的一些缺點。

關鍵詞：Google Android；Apple iOS；手機操作系統(tǒng)；軟件平臺

操作系統(tǒng)是通過某一種程序語言編寫的軟件系統(tǒng)，它通常充當計算機用戶和計算機硬件之間的通訊橋梁。本文將使用縮寫OS表示操作系統(tǒng)的全稱。操作系統(tǒng)有以下幾個主要的功能和目標：首先，它必須能夠執(zhí)行用戶程序并為用戶排除故障提供方便；其次，它能使計算機系統(tǒng)易于使用；第三，它能有效地利用計算系統(tǒng)的硬件為用戶進行服務。

操作系統(tǒng)能夠為用戶和開發(fā)人員提供服務，使人類對計算機的操作成為可能，同時不需要熟悉了解難以運行的底層硬件控制。另外，操作系統(tǒng)還提供相對統(tǒng)一的接口來訪問計算機與之交互的各種設備，從輸入/輸出設備，如打印機或數(shù)碼相機，到有線或無線網絡確保計算機間通信的組件。操作系統(tǒng)允許用戶創(chuàng)建、管理和組織不同類型的文件。大多數(shù)現(xiàn)代操作系統(tǒng)提供圖形界面（GUI-圖形用戶界面），以確保用戶相對容易使用操作系統(tǒng)。

一、手機操作系統(tǒng)簡介

手機操作系統(tǒng)通常提供一組API函數(shù)可供開發(fā)者進行手機程序開發(fā)，亦稱為手機系統(tǒng)API函數(shù)調用。目前，在手機行業(yè)中采用了安全性更高的操作系統(tǒng)。另外，手機的操作系統(tǒng)中集成了多線程和多核架構。用于移動設備的現(xiàn)代操作系統(tǒng)支持多種媒體格式：音頻、視頻、圖像，并可能使用攝像機、觸摸屏、GPS、加速度傳感器、加速3D圖形和其他類型的傳感器。

系統(tǒng)API調用在過去兩年中發(fā)生了巨大的變化，這種變化可能要歸功于蘋果和谷歌這兩家公司，它們是真正的創(chuàng)新力量。隨著蘋果公司推出iPhone，市場上出現(xiàn)了一種新的手機系統(tǒng)模式，即iOS。谷歌緊隨其后，推出了Android操作系統(tǒng)，這兩種手機操作系統(tǒng)很快被應用程序開發(fā)人員和用戶所采用。這使得我們對操作系統(tǒng)的看法發(fā)生了重大變化。

二、Android操作系統(tǒng)

Android操作系統(tǒng)及其視頻通話服務顯示了這個操作系統(tǒng)與其他操作系統(tǒng)的不同之處：它基于Linux架構，可以被認為是嵌入式Linux的一個變體?？梢哉f，Android操作系統(tǒng)是出自谷歌的領先移動平臺的優(yōu)秀產品，它不但帶來了豐富的功能，優(yōu)秀的體驗、驚人的運行速度，性能方面也是領先于業(yè)界。

Android是手機和其他手持式設備的平臺和操作系統(tǒng)。Android操作系統(tǒng)是專門為觸摸屏移動設備設計的，但也適用于電視（TV Android）、汽車（Android Auto）和手表（Android Wear）?？梢哉f，運行Android操作系統(tǒng)的硬件產品有很多。這個操作系統(tǒng)可以把移動設備變成袖珍計算器大小的個人電腦。

Android操作系統(tǒng)是一個開源軟件，這意味著任何用戶都可以對操作系統(tǒng)進行改進，因此人們不僅可以從谷歌開發(fā)人員的專有技術中受益，也可以從第三方開發(fā)人員的專有技術中受益。Google開放了整個源代碼（包括網絡和電話支持），因此生產者可以自由地添加擴展，而無需將其提供給開源社區(qū)。Android因庫和API的某些部分不是完全開源而受到批評。

Android移動操作系統(tǒng)5.1版本是一個被稱為“棒棒糖Android”（“Android L”）的操作系統(tǒng)，由谷歌開發(fā)并于2014年底發(fā)布。從1.0開始到5.0版本，Android平臺使用了一個名為Dalvik的虛擬機作為JIT （just-in-time process）來編譯從Java字節(jié)碼中獲得的代碼。Dalvik在每次啟動應用程序時都會對其進行編譯。Linux作為Android體系的底層，但它只是這個體系結構的一部分，并且處于最底層。我們不認為Android操作系統(tǒng)是Linux操作系統(tǒng)，因此大多數(shù)開發(fā)人員沒有這個級別的訪問權限。從開發(fā)者的角度來看，Android操作系統(tǒng)有一個基于Java的Kinux內核（帶有Eclipse插件），它有自己的谷歌虛擬機Dalvik，但用戶無法使用Linux的特性。在Android的應用程序框架域和應用程序域都是用Java語言編寫的。應用程序開發(fā)人員僅限于該體系結構的上層，而設備制造商必須在該體系結構的所有級別上優(yōu)化和執(zhí)行其代碼。

Android Runtime （ART）由移動Android操作系統(tǒng)使用，最早出現(xiàn)在Android 4.4中。在Android 5.0中，Dalvik虛擬機被完全取代。ART取代了Dalvik虛擬機，Dalvik虛擬機在每次應用程序啟動時都將應用程序字節(jié)碼轉換為本機指令。該技術消除了jit相關的處理技術，以提高系統(tǒng)性能并優(yōu)化電池使用。盡管安裝可能需要更長的時間，并且需要為編譯的字節(jié)碼提供更多的存儲空間，但是在運行應用程序時，它減少了資源成本和CPU使用，因此延長了電池壽命。其他優(yōu)點包括：改進垃圾收集器性能、優(yōu)化應用程序調試和性能測量。因此，可以認為，在降低能耗的同時，總體效率得到了提高。另外，為了保持與以前的應用程序版本的兼容性，ART對生成的代碼使用與Dalvik虛擬機相同的字節(jié)碼格式。ART支持32位或64位跨平臺，支持x86、ARM、MIPS和MIPS64、x86-64。

三、iOS操作系統(tǒng)

iOS操作系統(tǒng)（原名iPhone OS）是蘋果公司為其生產的移動設備開發(fā)的移動操作系統(tǒng)。這個操作系統(tǒng)最初是為iPhone開發(fā)的，后來被擴展到其他蘋果設備上，如iPod touch （MP3播放器）、iPad、Apple TV（機頂盒類型的設備）。與競爭廠商生產的其他設備和系統(tǒng)相比，這些設備要貴得多，但性能非常穩(wěn)定。

iOS是一個類unix操作系統(tǒng)。iOS操作系統(tǒng)的主要優(yōu)勢之一是蘋果允許老款平板電腦更新操作系統(tǒng)，但這種支持正在減少。蘋果公司通過OTA 接口提供iOS操作系統(tǒng)的更新。但由于產品政策原因，iOS操作系統(tǒng)不支持Adobe美國公司的Flash多媒體應用程序。

App Store是蘋果公司為iOS操作系統(tǒng)開發(fā)和維護的移動應用程序數(shù)字分銷平臺。通過App Store，用戶可以瀏覽和下載使用蘋果iOS操作系統(tǒng)的SDK開發(fā)的應用程序。

應用程序可以直接下載到帶有iOS操作系統(tǒng)的設備上，或者下載到個人電腦上。App Store中有許多高質量的應用，大多數(shù)都物有所值。截止2023年2月1日，App Store應用數(shù)量超過800萬，下載量超過2000億次。

從系統(tǒng)的功能上看，iOS操作系統(tǒng)是iphone移動設備在世界市場上成功的因素之一。iOS的主要競爭對手是Google的Android操作系統(tǒng)。iOS操作系統(tǒng)不同于Android操作系統(tǒng)，主要是因為兩者的操作系統(tǒng)和最終產品由同一家公司維護和開發(fā)。你無法在Android的機器上安裝并運行iOS操作系統(tǒng)，因為iOS的運行是針對特定的硬件架構設計的。目前市場上Android設備要運行iOS，只能通過ios操作系統(tǒng)的模擬器，但其運行功能有限制。iOS有四個抽象層次：操作系統(tǒng)內核、核心服務層、媒體層和用戶界面。核心操作系統(tǒng)層包含內核系統(tǒng)、文件管理器、安全系統(tǒng)和一系列設備驅動程序等。核心操作系統(tǒng)是最接近UNIX多任務內核的硬件。這里是用C語言編寫的api，而不是面向對象語言編寫的。iOS操作系統(tǒng)的內核被稱為XNU。

核心服務層位于操作系統(tǒng)的基礎層之上，在這層我們有面向對象的api。這一層是面向對象的，提供了基本的功能，也覆蓋了核心操作系統(tǒng)。核心服務提供了基本的服務，如線路處理、集合管理、網絡交互、聯(lián)系人管理和選項管理。這些服務提供了使用設備硬件功能（GPS、指南針、加速度計或陀螺儀）的可能性。

Cocoa Touch是iOS操作系統(tǒng)的用戶界面，開發(fā)者在開發(fā)應用程序時90%的交互都是通過這個界面進行的。這個接口是完全面向對象。Cocoa Touch包含了一個框架，可以讓我們在iOS系統(tǒng)上編寫應用程序，這些框架定義了應用程序的各個方面。它們還提供了基本的應用基礎設施和對多任務、觸摸、通知等的支持。雖然iOS OS的Cocoa Touch界面與Mac OS X的Cocoa Touch界面相似，但兩者之間存在一些本質上的區(qū)別。使用的主要開發(fā)語言是Objective-C或Swift。Swift是一種編譯式編程語言，由蘋果公司于2014年為iOS操作系統(tǒng)創(chuàng)建并推出。

Swift預計將與Cocoa和Cocoa Touch框架以及用Objective-C為蘋果產品編寫的現(xiàn)有代碼進行交互。Swift被設計成比Objective-C更能抵抗錯誤代碼，也更簡潔。開發(fā)者從應用銷售中獲得70%，30%歸蘋果。App Store是世界上最大的移動操作系統(tǒng)應用程序在線商店之一，僅用于蘋果設備。如果是iOS操作系統(tǒng)，則不需要使用虛擬機，因為蘋果控制著整個環(huán)境：芯片應用程序和終端設備。

四、結語

市場上有兩種主要的智能手機操作系統(tǒng)：iOS和 Android。這兩種操作系統(tǒng)都提供高級的多任務處理功能，但操作系統(tǒng)有所不同。iOS和Android操作系統(tǒng)是兩個成熟的操作系統(tǒng)，每一種都借鑒了其他許多功能，因此很難說哪一種更好。安卓操作系統(tǒng)擁有大部分市場份額，全球約70%，而蘋果擁有最大的利潤份額。因此，蘋果的操作系統(tǒng)是Android vs iOS 盈利鏈中的第一個。iOs不同于Android主要是因為操作系統(tǒng)和最終產品都是由硬件上的操作系統(tǒng)生產和控制的。

參考文獻：

[1]劉凡馨等. Android移動應用開發(fā)基礎教程 [M]. 人民郵電出版社，2018.

[2]胡敏等. Android移動應用設計與開發(fā)[M]，人民郵電出版社， 2021.

[3] 諾伊堡. iOS程序設計[M]. 機械工業(yè)出版社，2013.