1) El documento presenta una breve historia de Android y la programación en dispositivos embebidos, describiendo el surgimiento de Android como una alternativa de código abierto impulsada por Google y otras empresas tecnológicas agrupadas en la Open Handset Alliance. 2) Explica que Android usa la máquina virtual Dalvik en lugar de una JVM convencional para optimizar el rendimiento en dispositivos móviles, compilando el código Java a archivos .dex en lugar de bytecode de Java standard. 3) Describe la arquitectura de Android,

1. Android de la A a la Z
Unidad 1 “Conociendo Android”
Breve historia de la programación en dispositivos embebidos
Los desarrolladores de aplicaciones para celulares han sido parte de un grupo mayor de programadores
denominados desarrolladores de dispositivos embebidos; los cuales fueron considerados como menos
glamorosos que los orientados a la construcción de aplicaciones para el escritorio o, posteriormente, a la
web. Por otra parte, esos desarrolladores parecían estar condenados a bailar con la más fea, pues el
desarrollo para dispositivos embebidos al estar orientado hacia hardware y software con el mínimo de
prestaciones, documentadas pobremente por sus productores.
La mayoría de los dispositivos embebidos han ejecutado código propietario, el que conforme pasó el
tiempo y aquellos se volvieron más complejos y con mayor memoria disponible, como los primeros PDAs,
sistemas caseros de seguridad y GPSs, tuvieron que migrar hacia sistemas operativos más complejos,
robustos y estandarizados, hace poco menos de una década, bajo la forma tanto de sistemas propietarios
como abiertos, siendo entonces cuando el desarrollo de celulares generó estrategias de desarrollo de
aplicaciones propias, diferentes a las de los dispositivos embebidos. En el caso del desarrollo de
aplicaciones Android, éstas se pueden desarrollar en cualquier sistema operativo en el que esté disponible
el compilador del Android SDK.
Open Handset Alliance
La Open Handset Alliance (Alianza para los Dispositivos Móviles Abiertos) es un grupo de 65 empresas de
tecnología y móviles que se han unido para acelerar la innovación en telefonía móvil y ofrecer a los
consumidores tecnología de calidad, a buen precio y sobre todo una mejor experiencia móvil. Han
desarrollado Android™, la primera plataforma móvil completa, abierta y libre. Están comprometidos a
desplegar comercialmente teléfonos y servicios utilizando la plataforma Android. Cada una de sus
integrantes aporta a la organización y a los productos resultantes lo que tiene: propiedad intelectual,
tecnología, producción y apoyo comercial, entre otros.
Sus objetivos primordiales son:
1. Crear mejores teléfonos para los consumidores
2. Innovar desde el concepto del código abierto
3. Actuar de forma global
Lo cual beneficiaría a los consumidores con productos mejores y más baratos, así como a los propios
productores porque reparten los gastos y reducen la inversión.
¿Qué tipo de empresas están en la Open Handset Alliance?
Todas las partes del ecosistema móvil están representadas en la Open Handset Alliance. Los miembros
incluyen a operadoras de telefonía móvil, fabricantes de teléfonos móviles, compañías de semiconductores,
empresas de software y empresas de comercialización, destacando T-Mobile, Telecom Italia, Texas
Instruments, Intel, NVIDIA, HTC, LG Electronics, Motorola, eBay, Samsung y Google.
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Elaborado por: J. Ulises González Medina
android.unam@gmail.com
Noviembre 2011
Versión 1.2

2. Android de la A a la Z
Unidad 1 “Conociendo Android”
¿Qué es Android?
Android es un stack de software para dispositivos móviles que incluye un
sistema operativo, con base en el kernel 2.6 de Linux; middleware, y
aplicaciones clave. El sistema es muy ligero y completamente equipado.
El SDK de Android provee herramientas y APIs necesarias para comenzar a
desarrollar aplicaciones en la plataforma Android, utilizando el lenguaje de
programación Java. Una plataforma de software diseñada para proveer una
experiencia de usuario personalizada para los usuarios de dispositivos
móviles. Está adaptado para ofrecer servicios web avanzados, e-mail, redes
sociales y entretenimiento a los consumidores.
Las aplicaciones de Android son desarrolladas en lenguaje Java, el que además de proporcionar los
beneficios mencionados en el capítulo 1, acepta y ejecuta aplicaciones desarrolladas en lenguaje C.
¿Qué es la máquina virtual Dalvik?
La plataforma Android emplea lenguajes de alto nivel, principalmente Java, para realizar proyectos de
programación, aunque esto no es totalmente cierto; por ejemplo, en el caso de Java si bien soporta una
buena parte de la Java Plataform, Standard Edition (Java SE) no lo hace con su Abstract Window Toolkit
(AWT) ni con Swing. El Android SDK dispone de su propio UI framework, al programar aplicaciones Android
en Java se requeriría una Java Virtual Machine (JVM) que se responsabilizara de interpretar bytecode Java
ejecutable, pues el JVM ha sido el medio para que los programas Java logren ser tan eficientes como los
diseñados con lenguajes compilados como C y C++. Esto no sucede con Android, ya que dispone de un
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Versión 1.2

3. Android de la A a la Z
Unidad 1 “Conociendo Android”
medio de optimización propio, diferente al JVM; la máquina virtual (VM) Dalvik, que ejecuta archivos
compilados de clases Java a fin de superar limitaciones de dispositivos móviles relacionadas con memoria,
velocidad del procesador y energía.
En general, se supone que los dispositivos móviles estarían entre ocho y diez años atrás de sus contrapartes
en las PC de escritorio; por ejemplo, el teléfono móvil T-Mobile G1, que hacia finales de 2008 llegó al
mercado contaba con 192 MB de RAM, una tarjeta SD de 1GB, y un procesador a 528 MHz Qualcomm
MSM7201A, el cual entonces podría haberse comparado con la computadora de escritorio Dell más
económica, la cual disponía de procesador dual-core a 2.1 GHz y 2GB de RAM.
La revisión y mejora de la implementación estándar de la JVM condujo al diseño de la Dalvik VM, la cual, en
primer lugar, recibe archivos class Java y los combina en uno o más archivos Dalvik Executable (.dex),
reusando información duplicada de múltiples archivos class y reduciendo, sin compresión, sus
requerimientos de espacio aproximadamente a la mitad de lo ocupado por archivo .jar convencional. Por
ejemplo, el archivo .dex de la app del navegador en Android es de 200K, comparado con la versión
descomprimida .jar de 500K; el archivo .dex de la app del reloj de alarma es de 50K, aproximadamente la
mitad de su versión .jar.
En segundo lugar, se ha afinado la recolección de basura en la Dalvik VM, omitiendo inicialmente contar
con un compilador just-in-time (JIT), lo cual se justificó ya que las bibliotecas esenciales, core, de Android
están implementadas en C y C++, siendo poco significativa una compilación JIT. Finalmente, pero no menos
importante, la Dalvik VM emplea un tipo diferente de generación de código ensamblador, al emplear
registros como unidades primarias de almacenamiento de datos en lugar de la pila, reduciendo así un 30
por ciento el número de instrucciones.
El código ejecutable Android generado por la Dalvik VM no se apoya en bytecode Java, sino en su lugar en
archivos .dex. Lo cual significa que no se puede ejecutar Java bytecode directamente, sino iniciar con
archivos class Java y convertirlos en archivos .dex linkable. La búsqueda de una mejora en la eficiencia de
los programas Android está presente en todo su SDK, lo cual lleva a emplear ampliamente XML para definir
UI layouts, dichos archivos XML se compilan a archivos binarios antes de residir en los dispositivos,
empleándose mecanismos especiales para usar dichos datos XML.
Con la plataforma Android no sólo se ha buscado una mejor eficiencia, sino también más eficacia, al ser
más consistente con las limitaciones y posibilidades de los diferentes móviles, buscando que aplicaciones
desarrolladas para un dispositivo en particular sean transportables a cualquier otro dispositivo que utilice la
plataforma, algo que no sucede con otras plataformas, por ejemplo, la Java Plataform, Micro Edition (Java
Me), la cual dispone de dos configuraciones la Connected Device Configuration (CDC) orientada a
dispositivos de cómputo con restricciones y la Connected Limited Device Configuration (CLDC) para
dispositivos aún más restringidos, los cuales cuentan con APIs, no sólo incompatibles entre sí, sino con las
versiones Java SE y la Java EE. El enfoque que aplica Android es poder ejecutarse con base en sólo un
modelo en cualquier dispositivo móvil que cumpla con un mínimo de especificaciones.
Dalvik está diseñada para permitir ejecutar varias instancias de la máquina virtual simultáneamente,
delegando en el sistema operativo subyacente el soporte de aislamiento de procesos, gestión de memoria
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4. Android de la A a la Z
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e hilos. No está alineada ni con el perfil Java SE ni con el Java ME Class Library, emplea su propia biblioteca
construida como un subconjunto de la implementación Apache Harmony.
Los programas Android se compilan en Archivos .dex (Dalvik Executable), los cuales a su vez se compactan
en un solo archive.apk (Android Package) en el dispositivo. Cada aplicación Android es compilada y
empacada en un solo archive que incluye todo el código de la aplicación (archivos .dex), así como los
recursos (archivos .res), los archivos assets, y el archivo manifest (los cuales se explican más adelante).
Es importante señalar que otro recurso importante del SDK es el USB Driver for Windows, un componente
descargable del Android SDK, el cual si se desarrolla en Windows permite conectar un dispositivo Android a
fin de probar aplicaciones. En la siguiente liga se detallan las instrucciones para instalar dicho componente.
http://developer.android.com/sdk/win-usb.html
Es importante señalar que la máquina virtual no es una JVM como se podría esperar, sino que es la
máquina virtual de Dalvik, una tecnología de código abierto. Cada aplicación Android corre dentro de una
instancia de la máquina virtual de Dalvik, que a su vez, reside en un kernel Linux gestionado proceso, como
se aprecia en la imagen.
Arquitectura del sistema operativo Android
Los componentes principales del sistema operativo Android son:
Núcleo: el núcleo está basado en el kernel 2.6 de Linux; y es responsable de administrar los controladores
de dispositivo (Keypad, WiFi, Flash Memory, Audio, etc.), el acceso a recursos y la energía, entre otras
funciones propias de un sistema operativo.
Bibliotecas nativas: Android incluye un conjunto de bibliotecas como OpenGL, WebKit, FreeType, Secure
Sockets Layer (SSL), C runtime library (libc), SQLite y librerías de medios.
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5. Android de la A a la Z
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El sistema de bibliotecas está basado en la BSD (Berkeley Software Distribution) y representa
aproximadamente la mitad del tamaño de la BSD original, al ser una adaptación de Linux para dispositivos
embebidos; en su mayoría escrito en lenguaje C/C++.
 La biblioteca WebKit es responsable de dar soporte al navegador, siendo la misma empleada por
Google Chrome y Safari.
 Las bibliotecas de medios están basadas en PacketVideo de OpenCORE. Estas bibliotecas son
responsables de llevar a cabo la grabación y reproducción de formatos de audio y vídeo. Una
ejemplo de estás bibliotecas es el llamado Administrador de controles de superficie (Surface
Manager Controls), el cual se encarga del acceso al sistema de visualización y soporte para 2D y
3D.
 La biblioteca FreeType se encarga de gestionar y controlar todo lo relacionado con las fuentes.
 SQLite es una librería que implementa un manejador de base de datos SQL, el cual nos permite
incorporar bases datos en el desarrollo de las aplicaciones.
 OpenGL ES (OpenGL for Embedded Systems) es una variante simplificada de la API gráfica OpenGL
diseñada para dispositivos tales como teléfonos móviles y PDAs. Con ella se escriben aplicaciones
que produzcan gráficos 2D y 3D; está formada por decenas de funciones las cuales pueden usarse
para crear escenas tridimensionales o figuras tan simples como líneas y triángulos.
Runtime de Android: Android busca la independencia del hardware mediante el empleo de un intérprete
de bytecode para ejecutar sus aplicaciones, es por ello que utiliza la máquina virtual Dalvik, la cual funciona
como una puerta de entrada a la plataforma Android. La máquina virtual Dalvik es compatible con el Java
SE Development Kit (JDK), pero optimizada para Android.
Framework de aplicaciones: se compone de clases Java que proporcionan funciones de aplicación, tales
como la gestión de ventanas, mostrar el contenido de la ventana, aplicación de mensajería y control de las
llamadas telefónicas; el código fuente está disponible y es posible modificar estas clases para ampliar sus
capacidades o modificar su comportamiento.
Aplicaciones: las aplicaciones incluyen desde correo electrónico, mensajes SMS, calendario, mapas,
navegador y manejo de contactos, entre otros.
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