آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که سیستم عامل اندروید در زیر لایه‌های ظاهری چگونه کار می‌کند؟ چگونه یک اپلیکیشن را اجرا می‌کند، سرویس‌های سیستمی را مدیریت می‌کند یا امنیت دستگاه شما را تضمین می‌کند؟ دوره “مبانی داخلی سیستم عامل اندروید / AOSP پیشرفته” دریچه‌ای است به دنیای پنهان و پیچیده هسته اندروید، جایی که تمام جادو اتفاق می‌افتد. این دوره برای توسعه‌دهندگان، مهندسان سیستم، محققان امنیتی و هر علاقه‌مندی طراحی شده که می‌خواهد فراتر از توسعه اپلیکیشن قدم بگذارد و درک عمیقی از معماری، اجزا و مکانیزم‌های داخلی پروژه متن‌باز اندروید (AOSP) به دست آورد. با گذراندن این دوره، شما تنها یک کاربر یا توسعه‌دهنده اپلیکیشن نخواهید بود، بلکه به یک مهندس سیستم اندروید تبدیل خواهید شد که قادر به تحلیل، اشکال‌زدایی و حتی سفارشی‌سازی هسته این سیستم عامل است.

این دوره جامع، شما را با مفاهیم و اجزای اصلی داخلی سیستم عامل اندروید آشنا می‌کند و به شما کمک می‌کند تا نگاهی عمیق به نحوه کارکرد آن داشته باشید. برخی از مهمترین مباحثی که در این دوره پوشش داده می‌شوند عبارتند از:

• معماری AOSP و ساختار سورس‌کد: درک کامل لایه‌های مختلف سیستم عامل اندروید از هسته لینوکس تا فریم‌ورک اپلیکیشن‌ها و نحوه سازماندهی سورس‌کد آن.
• مکانیزم ارتباط بین فرایندی (Binder IPC): آشنایی عمیق با قلب ارتباطات در اندروید، یعنی مکانیزم Binder که امکان تعامل بین فرایندهای مختلف را فراهم می‌کند.
• فرایند بوت و راه‌اندازی اندروید: بررسی گام به گام مراحل بوت شدن دستگاه اندرویدی، از بوت‌لودر تا راه‌اندازی کامل سرویس‌های سیستمی.
• ماشین مجازی اندروید (ART/Dalvik) و Zygote: درک نحوه اجرای کدهای جاوا/کاتلین، نقش Zygote در ایجاد فرایندهای جدید و مدیریت حافظه.
• سرویس‌های اصلی سیستمی: شناخت و تحلیل سرویس‌های کلیدی مانند ActivityManagerService, PackageManagerService, WindowManagerService و نحوه تعامل اپلیکیشن‌ها با آن‌ها.
• مدل امنیتی اندروید: بررسی جامع مکانیزم‌های امنیتی، از جمله SELinux، Sandboxing اپلیکیشن‌ها، سیستم مجوزها و Verified Boot.
• مدیریت حافظه و عملکرد: تکنیک‌های مدیریت حافظه در اندروید، Low Memory Killer (LMK) و ابزارهای تحلیل عملکرد.
• لایه انتزاع سخت‌افزار (HAL): نحوه تعامل سیستم عامل با سخت‌افزار از طریق HAL و توسعه درایورهای مربوطه.
• ابزارهای اشکال‌زدایی و تحلیل پیشرفته: استفاده از ابزارهایی مانند ADB، Systrace، Perfetto، Logcat و Source Code Debugging برای عیب‌یابی و تحلیل عمیق.
• پروژه‌های عملی و سفارشی‌سازی AOSP: نحوه کامپایل AOSP، ایجاد تغییرات در سورس‌کد و ساخت یک ROM سفارشی.

گذراندن این دوره، شما را به دانش و مهارت‌هایی مجهز می‌کند که در کمتر دوره‌ای یافت می‌شود و می‌تواند مسیر شغلی شما را متحول کند. از جمله مزایای اصلی این دوره می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تبدیل شدن به متخصص سیستم اندروید: شما از یک توسعه‌دهنده اپلیکیشن به یک مهندس سیستم با درک عمیق از لایه‌های زیرین تبدیل می‌شوید که قادر به حل مشکلات پیچیده‌تر است.
• توانایی عیب‌یابی پیشرفته: قادر خواهید بود تا مشکلات پنهان و پیچیده در سطح سیستم عامل را شناسایی و رفع کنید، که برای توسعه‌دهندگان و مهندسان پشتیبانی بسیار ارزشمند است.
• بهبود عملکرد و بهینه‌سازی: با درک نحوه مدیریت منابع توسط اندروید، می‌توانید اپلیکیشن‌ها و سیستم‌ها را بهینه‌سازی کرده و عملکرد آن‌ها را به طرز چشمگیری بهبود بخشید.
• افزایش دانش امنیتی: درک عمیق از مدل امنیتی اندروید، به شما کمک می‌کند تا آسیب‌پذیری‌ها را شناسایی کرده و راهکارهای امن‌تری را پیاده‌سازی کنید. این مهارت برای نقش‌های امنیت سایبری بسیار حیاتی است.
• ایجاد فرصت‌های شغلی جدید: مهارت‌های کسب شده در این دوره، شما را برای نقش‌های تخصصی در شرکت‌های سازنده دستگاه، شرکت‌های امنیتی و تیم‌های توسعه سیستم عامل آماده می‌کند.
• قابلیت سفارشی‌سازی و توسعه ROM: برای علاقه‌مندان به توسعه ROMهای سفارشی یا پروژه‌های IOT، این دوره دانش لازم برای تغییر و تطبیق AOSP با نیازهای خاص را فراهم می‌کند.
• افزایش اعتماد به نفس در مواجهه با چالش‌ها: با درک کامل مکانیزم‌های داخلی، دیگر با خطاهای عجیب و غریب اندروید ناآشنا نخواهید بود و می‌توانید با اعتماد به نفس به سراغ حل آن‌ها بروید.

برای بهره‌مندی حداکثری از مطالب این دوره پیشرفته، داشتن دانش و تجربه‌های زیر توصیه می‌شود:

• آشنایی با مفاهیم برنامه‌نویسی: درک اصول برنامه‌نویسی و آشنایی با زبان‌هایی مانند جاوا یا کاتلین (حتی در حد توسعه اپلیکیشن‌های ساده اندروید) مفید است. آشنایی با C/C++ نیز برای درک بهتر لایه‌های Native بسیار کمک‌کننده خواهد بود.
• دانش پایه لینوکس: آشنایی با دستورات پایه خط فرمان لینوکس (Linux command line) و نحوه کار با محیط‌های توسعه لینوکسی، برای کامپایل AOSP و کار با ابزارها ضروری است.
• مفاهیم سیستم عامل: درک اولیه از مفاهیم اصلی سیستم عامل‌ها مانند مدیریت فرایند، مدیریت حافظه، سیستم فایل و ارتباطات بین فرایندی.
• کنجکاوی و علاقه به مباحث عمیق: این دوره به جزئیات فنی زیادی می‌پردازد و نیازمند ذهنی کاوشگر و علاقه‌مند به درک چگونگی کارکرد سیستم‌های پیچیده است.
• صبر و حوصله: کار با سورس‌کدهای بزرگ و پیچیده AOSP نیازمند صبر و دقت است.

این دوره به صورت ساختاریافته به سرفصل‌های زیر تقسیم می‌شود تا یادگیری مطالب به شکلی منطقی و گام به گام صورت گیرد:

• بخش ۱: مقدمه و آشنایی با AOSP
  • مقدمه‌ای بر معماری اندروید: لایه‌های کرنل، HAL، Native Libraries، ART، Application Framework و اپلیکیشن‌ها.
  • تنظیم محیط توسعه: نصب پیش‌نیازها، همگام‌سازی سورس‌کد AOSP.
  • کامپایل AOSP: نحوه بیلد کردن یک ایمیج کامل اندروید از سورس‌کد.
  • ابزارهای اصلی: آشنایی با repo, make/soong, lunch و سایر ابزارهای مربوط به AOSP.
• بخش ۲: هسته لینوکس و لایه HAL
  • نقش هسته لینوکس در اندروید: درایورها، مدیریت فرایند و حافظه.
  • لایه HAL (Hardware Abstraction Layer): هدف، ساختار و نحوه پیاده‌سازی سرویس‌های سخت‌افزاری.
  • استفاده از HIDL (HAL Interface Definition Language).
• بخش ۳: مکانیزم Binder و ارتباطات درون‌فرایندی
  • مفهوم IPC در اندروید و نیاز به Binder.
  • معماری Binder: Client, Server, ServiceManager, Binder Driver.
  • بررسی نمونه‌های عملی از استفاده از Binder در سرویس‌های سیستمی.
  • ایجاد یک سرویس Binder ساده (مثال عملی).
• بخش ۴: ماشین مجازی و فرایندهای اندروید
  • بررسی Dalvik و ART (Android Runtime): تفاوت‌ها و مزایا.
  • نقش Zygote: فرایند اولیه برای راه‌اندازی اپلیکیشن‌ها.
  • مدیریت فرایندها و نخ‌ها در اندروید.
  • محدودیت‌های Sandbox اپلیکیشن‌ها.
• بخش ۵: سرویس‌های اصلی سیستمی (System Services)
  • ActivityManagerService: مدیریت Activityها، Taskها و Processها.
  • PackageManagerService: نصب و مدیریت اپلیکیشن‌ها.
  • WindowManagerService: مدیریت پنجره‌ها و رابط کاربری.
  • سایر سرویس‌های کلیدی مانند InputManagerService, PowerManagerService و ClipboardService.
  • نحوه تعامل اپلیکیشن‌ها با این سرویس‌ها از طریق Binder.
• بخش ۶: امنیت اندروید
  • مدل امنیتی جامع اندروید: از Boot تا Runtime.
  • SELinux (Security-Enhanced Linux): سیاست‌ها و پیاده‌سازی‌ها در اندروید.
  • سیستم مجوزها (Permissions): مجوزهای نصبی و Run-time.
  • Verified Boot و رمزنگاری دیسک (Disk Encryption).
  • App Signing و Role آن در امنیت.
• بخش ۷: مدیریت حافظه و عملکرد
  • استراتژی‌های مدیریت حافظه در اندروید.
  • Low Memory Killer (LMK) و نحوه عملکرد آن.
  • بهینه‌سازی مصرف حافظه در ART.
  • بررسی ابزارهای تحلیل مصرف حافظه.
• بخش ۸: فرایند بوت و به‌روزرسانی
  • مراحل کامل بوت شدن دستگاه اندرویدی: Bootloader, Kernel, Init, Zygote.
  • سیستم به‌روزرسانی OTA (Over-The-Air) و نحوه کار آن.
  • پارتیشن‌بندی استاندارد دستگاه‌های اندرویدی.
• بخش ۹: ابزارهای اشکال‌زدایی و تحلیل عملکرد پیشرفته
  • استفاده پیشرفته از ADB (Android Debug Bridge): shell, push/pull, logcat, bugreport.
  • بررسی Systrace و Perfetto برای تحلیل عملکرد سیستم.
  • اشکال‌زدایی سورس‌کد اندروید با GDB و IDEها.
  • تحلیل Heap و CPU با ابزارهای تخصصی.
• بخش ۱۰: پروژه‌های عملی و سفارشی‌سازی AOSP
  • اضافه کردن یک سرویس سیستمی جدید به فریم‌ورک اندروید.
  • ایجاد تغییرات در رابط کاربری سیستمی (SystemUI).
  • ساخت یک ROM سفارشی ساده و فلش آن روی دستگاه.
  • بررسی مثال‌هایی از تغییرات در سیاست‌های امنیتی.

این دوره با مثال‌های عملی و سناریوهای واقعی همراه است تا درک عمیق‌تری از مباحث پیچیده فراهم آورد. با اتمام این دوره، شما آمادگی لازم برای فعالیت در نقش‌های پیشرفته مهندسی سیستم اندروید را خواهید داشت.