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日本DoCoMo SH10B的特製化Android
HTC Sense的待機畫面，圖中宏達電Hero機背面還印有Google授權字樣
應用程式
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Android以Linux為核心的Android行动平台，使用Java作為编程语言，使介面到功能，都有层出不穷的变化，其中Activity等同于J2ME的MIDlet，一个Activity类别负责建立视窗，一个活动中的Activity就是在foreground（前景）模式，背景执行的程序叫做Service。两者之间透过由ServiceConnection和AIDL连结，达到複数程序同时执行的效果。如果执行中的Activity全部画面被其他Activity取代时，该Activity便被停止，甚至被系统清除。
View等同于J2ME的Displayable，程式人员可以透过View类别与“XML layout”档将UI放置在视窗上，Android 1.5的版本可以利用View打造出所谓的Widgets，其实Widget只是View的一种，所以可以使用xml来设计layout，HTC的Android Hero智慧型手機即含有大量的widget。至于ViewGroup是各种layout的基础抽象类别，ViewGroup之内还可以有ViewGroup。View的构造函数不需要在Activity中调用，但是Displayable的是必须的，在Activity中，要通过findViewById()来从XML中取得View，Android的View类的显示很大程度上是从XML中读取的。View与事件息息相关，两者之间透过Listener结合在一起，每一个View都可以注册一个event listener，例如：当View要处理使用者触碰的事件时，就要向Android框架注册View.OnClickListener。另外还有Image等同于J2ME的BitMap。
中介软件
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作業系統与應用程式的沟通桥樑，并用分為两层：函式层和虚拟机器。
Bionic是Android改良libc的版本。Android同时包含了Webkit，所谓的Webkit就是Google Chrome浏览器背后的引擎。Surface flinger是就2D或3D的内容显示到萤幕上。Android使用工具链為Google自制的Bionic Libc。
Android采用OpenCORE作為基础多媒体框架。OpenCORE可分7大块：PVPlayer、PVAuthor、Codec、PacketVideo Multimedia Framework(PVMF)、Operating System Compatibility Library(OSCL)、Common、OpenMAX。
Android使用Skia為核心图形引擎，搭配OpenGL/ES。Skia与Linux Cairo功能相当，但相较于Linux Cairo, Skia功能还只是阳春型的。2005年Skia公司被Google收购，2007年初，Skia GL源码被公开，目前Skia也是Google Chrome的图形引擎。
Android的多媒体资料库采用SQLite资料库系统。资料库又分為共用资料库及私用资料库。使用者可透过ContentResolver类别取得共用资料库。
Android的中间层多以Java实作，并且采用特殊的Dalvik虚拟机器。Dalvik虚拟机器是一种“暂存器型态”的Java虚拟机器，变数皆存放于暂存器中，虚拟机器的指令相对减少。
Dalvik虚拟机器可以有多个实例，每个Android應用程式都用一个自属的Dalvik虚拟机器来执行，让系统在执行程式时可达到最佳化。Dalvik虚拟机器并非执行Java字节码，而是执行一种称為.dex格式的档案。
硬體抽像層
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Android的硬體抽像層是能以封闭源码形式提供硬體驅動模組。HAL的目的是為了把Android framework与Linux kernel隔开，让Android不至过度依赖Linux kernel，以达成kernel independent的概念，也让Android framework的开发能在不考量驅動程式实作的前提下进行发展。
HAL stub是一种代理人的概念，stub是以*.so档的形式存在。Stub向HAL“提供”操作函数，并由Android runtime向HAL取得stub的operations，再callback这些操作函数。HAL里包含了许多的stub（代理人）。Runtime只要说明“类型”，即module ID，就可以取得操作函数。
程式語言
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Android是执行于Linux kernel之上，但并不是GNU/Linux。因為在一般GNU/Linux裏支持的功能，Android大都没有支援，包括Cairo、X11、Alsa、FFmpeg、GTK、Pango及Glibc等都被移除掉了。Android又以bionic取代Glibc、以Skia取代Cairo、再以opencore取代FFmpeg等等。Android為了达到商业应用，必须移除被GNU GPL授权证所约束的部份，Android 並沒有 user space driver 這種東西。所有的Driver 還是在 Kernel space，並以 HAL 隔開版權問題。bionic/libc/kernel/ 并非标準的kernel header files。Android的kernel header是利用工具由Linux kernel header所产生的，这样做是為了保留常数、资料结构与巨集。
Android的內核基於Linux，除了內核之外，則是中介層、資料庫元和用C/C++編寫的API以及應用程式框架。Android的應用程序通常以Java資料庫元為基礎編寫，運行程序時，應用程式的代碼會被即時轉變為Dalvik dex-code （Dalvik Executable），然後Android作業系統通過使用即時編譯的Dalvik虛擬機來將其運行。[64]
目前Android的Linux kernel控制包括安全、記憶體管理、进程管理、网络堆叠、驅動程式模型等。下载Android源码之前，先要安装其构建工具Repo来初始化源码。Repo是Android用来辅助Git工作的一个工具。
专利纠纷
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《PC世界》杂志网站2011年9月22日报道，Android已卷入1000多件专利诉讼。2011年8月，Google斥资125亿美元收购摩托罗拉移动及其拥有的约2.45万份专利组合[65]。