iOS:系统结构(1)

--原文地址：http://blog.csdn.net/nsurl/article/details/12657193 + http://blog.csdn.net/nsurl/article/details/12705881

--iOS是基于Unix的系统，整个系统可以粗略的分为四层。分别是Core OS层，Core Services层，Media层以及Cocoa Touch层。

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==============Cocoa Touch层==============
cocoa touch 层包含了构建iOS应用程序的核心框架。该层主要负责用户操作，UI，View等直接与End User打交道的部分。简单的讲就是用户使用手机的时候可以真实感受或者看到的部分.这一层也是我们编程时会大量使用，甚至主要使用的部分.
==============cocoa touch层关键特性==============
1、Auto Layout（iOS6）允许你定义用户界面的布局规则。------ Cocoa Auto Layout Guide
2、storyboard（iOS5）取代nib的新的设计用户界面的工具。将不同的view和controller集成到一个界面中管理，它能定义segue，从一个controller过渡到另外一个controller。-------Xcode User Guide(UIStoryboard Class Reference)
3、document support（iOS5）提供了UIDocument类来管理用户文档中的数据。------Document-Based AppProgramming Guide for iOS
4、Multitasking（iOS4）后台运行以便快速恢复，能更加省电。正常情况下 程序在后台是暂停的，但是有些情况允许程序继续运行在后台里。
（1）应用程序可以申请一个有限的时间去执行重要的任务
（2）后台运行特定服务
（3）本地通知
------iOS App ProgrammingGuide
5、printing（iOS4.2）无线打印------Printing Drawing and Printing Guide for iOS
6、UI state preservation（iOS6）UI状态保存------iOS App ProgrammingGuide
7、Apple Push NotificationService（iOS3）推送通知------Local and Push Notification Programming Guide
8、Local Notifications（iOS4）本地通知------Local and PushNotification Programming Guide
9、Gesture Recognizers（iOS3.2）手势识别器（六个子类：轻拍、捏合、平移、轻扫、旋转、长按）-------Event Handing Guide foriOS
10、peer-to-peer services（iOS3）对等服务 GameKit框架提供的通过蓝牙连接的对等服务-------Game Center ProgrammingGuide
11、Standard System ViewControllers 标准的系统视图控制器
（1）显示和编辑联系人信息的 Address Book UI framework
（2）创建和编辑日历事件的 Event Kit UI framework
（3）处理邮件和短信的Message UI framework
（4）打开或预览文件内容的UIDocumentInteractionController
（5）拍摄和裁剪音视频的UIImagePickerController
------View ControllerProgramming Guide for iOS View Controller Catalog for iOS
12、External Display Support（iOS3.2）外接显示器支持---------View ProgrammingGuide for iOS
==============cocoa touch层框架==============
1、Address Book UI framework：OC接口，提供创建新联系人、编辑以及选择已存在联系人。-------Address BookProgramming Guide for iOS Address Book UI Framework Reference foriOS
2、Event Kit UI framework（iOS4）：展示以及编辑日历相关的事件 标准系统控件。------Event Kit UI Framework Reference
3、Game Kit framework（iOS3）：允许你的程序添加点对点的网络，提供点对点连接以及游戏内语音。尽管这些特性多见于多人玩的网络游戏里，你同样可以把它们加入到你的应用程序中。iOS4.1之后，添加了新内容：（1）用户可以创建别名（2）排行榜（3）安排比赛（4）允许你记录player在你游戏里的进度（5）发起挑战（iOS6之后）（6）支持回合制游戏-------Game Center ProgrammingGuide Game Kit Framework Reference
4、iAd framework（iOS4）：允许应用程序发布 横幅 广告。可以将广告放入标准视图中，视图本身基于苹果广告的服务自动管理加载、呈现以及响应点击。-------iAd Programming Guide iAd Framework Reference
5、Map Kit framework（iOS3）：提供可以滑动的地图视图，可以使用地图提供方向或者显示自己感兴趣的点，同样可以添加标注（自定义图片或者内容），iOS4之后，mapview添加了拖拽注解以及自定义浮层（比如加乘车路线），iOS6之后，你可以创建寻路程序，当用户请求公交有关的方向，地图应用程序允许用户自己程序获取路线，除此之外，所有的应用都可以调用地图程序显示POI信息-------Location AwarenessProgramming Guide Map Kit Framework Reference
6、Message UI framework（iOS3）：提供标准短信和邮件界面，而且可以预置字段信息。-------Message UI FrameworkReference
7、Twitter framework：iOS6后 Twitter framework被Social framework替代，提供了UI以及URL访问twitter服务。在iOS5里，你可以使用Twitter framework生成twitter请求以及发送信息。------Social Framework Twitter Framework Reference
8、UIKit framework：iOS最基础的框架，包含了图形、事件等。
（1）应用程序管理

（2）用户界面管理，包括支持storyboard以及nib文件
（3）图形和窗口支持，支持多显示

（4）支持多任务

（5）支持打印
（6）支持自定义控件外观（iOS5）
（7）支持控制器包含其他控制器内容（iOS5）
（8）触摸以及晃动事件处理
（9）提供标准视图和控件
（10）支持文本和网页内容
（11）剪切、复制和粘贴
（12）动画
（13）访问其他应用程序
（14）残疾人士的辅助功能
（15）远程通知
（16）本地通知
（17）PDF创建
（18）支持自定义输入view取代系统键盘
（19）支持键盘上方添加视图
（20）支持多种分享：email，twitter、Facebook以及其他服务
（21）加速计
（22）照相机
（23）相册
（24）设备信息获取
（25）电池状态
（26）接近传感器
（27）远程控制
-----UIKit Framework Reference

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==============Media层==============

媒体层提供了图形、音频和视频技术支持，以达到移动设备上极佳的多媒体体验。

==============图形技术==============

高品质图形是iOS应用程序非常重要的一部分，最简单（和最有效）的方法来创建一个应用程序是使用预渲染图片与UI标准控件结合实现系统绘制。然而，有些时候你可能需要一些稍微复杂的图形，你可以使用下面的技术来管理你的图形内容：

1、Core Graphics（Quartz）处理本地2D矢量图形和基于图像的渲染 -------Core GraphicsFramework
2、Core Animation提供视图动画高级支持-----Quartz Core Framework
3、Core Image提供视频和静态图片的高级支持-----Core Image Framework
4、OpenGL ES和GLKit 提供2D、3D硬件加速渲染接口------OpenGL ES Framework GLKit Framework。
5、Core Text提供了一个复杂的文本布局和渲染引擎。-----Core Text Framework。
6、Image I/O提供大部分图像格式的读写接口。-------Image I/O Framework
7、Assets Library framework提供了在用户相册访问图片和视频的接口------Assets Library Framework
在大多数情况下，应用程序运行在Retina屏设备上几乎不用对代码做任何修改。你画的任何内容会自动支持高分辨率屏幕。基于矢量的绘图代码，系统框架自动帮你完成了像素的填充。如果你在程序中使用了图片，系统自动帮你加载高分辨率图片。------App-Related Resources介绍了如何适应高清屏幕
==============音频技术==============
--音频技术在iOS中被设计用来提供丰富的音频用户体验。这个体验包括：播放高品质音频，录制高品质音频，以及触发某些设备的震动功能。
系统提供了几种方法来播放以及录制音频内容。接下来的框架列表是按照高层到底层的顺序列举的。Media Player Framework是最高层的音频接口，当选择一个音频技术的时候，高层的框架是最容易使用也是最优先的。低层框架提供更大的灵活性和控制，但是需要你做更多的功能。
（1）Media Player framework提供简单的方式访问用户的iTunes列表，支持播放列表并且能监测播放状态。------Media Player Framework
（2）AV Foundation 提供了一系列简单易用的OC接口用于管理音频播放和录制。------AV Foundation Framework
（3）OpenAL 提供了一系列跨平台接口提供位置音频。------OpenAL Framework
（4）Core Audio框架提供了 简单和复杂接口来播放以及录制音频内容。你使用这个接口播放系统的警告，手机震动，管理缓冲，播放多通道本地或流音频内容。------Core Audio
iOS支持以下音频格式：------Media Layer Frameworks
    AAC、Apple Lossless（ALAC）、A-law、IMA/ADPCM（IMA4）、Linear PCM、u-law、DVI/Intel IMA ADPCM、Microsoft GSM 6.10、AES3-2003
==============视频技术==============
--无论你播放应用程序的电影文件还是网络上的视频流，iOS提供了几种播放视频内容的技术。设备的硬件可以捕获视频并且应用到你的程序中。
系统提供了几种途径播放以及录制视频，你可以根据需要选择使用这些技术。当选择一个视频技术，记住，高级框架帮你做了很多工作，简化了操作，应该首选高级框架。下面的框架列表是按从高到低顺序列举的。
（1）UIImagePickerController类提供了使用设备录像的接口。
（2）Media Player Framework提供了一系列简单易用呈现全屏或者小屏视频的接口。-----Media Player Framework
（3）AV Foundation Framework提供了一些列OC接口用于管理捕获或者播放视频。-----AV Foundation Framework
（4）Core Media 描述了高层框架使用的底层数据类型，提供了低层接口操作媒体。-----Core Media Framework
iOS支持播放以下后缀的文件：.mov、.mp4、、m4v、.3gp
压缩标准：
--H.264 视频 最高达1.5Mbps，640x480像素，每秒30帧。低复杂度版本的H.264基本配置使用AAC-LC音频，最高达160Kbps，48kHZ，立体声，视频以.m4v、.mp4、.mov为后缀
--H.264 视频 最高达768Kbps，320x240像素，每秒30帧。基本配置使用AAC-LC音频，最高达160Kbps，48kHZ，立体声，视频以.m4v、.mp4、.mov为后缀
--MPEG-4视频，最高达2.5Mbps，640x480像素，30帧每秒，基本配置使用AAC-LC音频，最高达160Kbps，48kHZ，立体声，视频以.m4v、.mp4、.mov为后缀
--想获得更多关于UIImagePickerController类的使用，参考Camera Programming Topics foriOS.
==============AirPlay==============
--AirPlay 是一中能让你应用程序的音频流在Apple TV或者其他第三方的扬声器或者接收器上播放的技术。AV Foundation框架和Core Audio都内置了AirPlay。使用上述框架，一旦你选择使用AirPlay播放音频，都会被系统自动处理以及转换。
--在iOS5里，用户可以AirPlay将iPad2上的内容映射到Apple TV2上。开发者可以创建UIScreen对象通过AirPlay展示不同的内容到iPad2上。iOS5同样提供了多种方式通过AirPlay传递内容，包括使用AV Foundation Framework中的 AVPLayer以及UIKit的中的UIWebView，此外，Media Player Framework支持显示 “正在播放”信息在多个地方。-------AirPlay OverView。
==============Media 层框架==============
----Assets Library Framework
iOS4.0之后引入的，提供了一个基于查询的接口来检索用户设备上的照片和视频。使用这个框架，你可以在自己的程序内来访问 Photos 应用程序的 相册以及视频资源。同样可以存储照片或者视频到相册。更多这个框架中类和方法的介绍，参考 Assets Libarry FrameworkReference。
----2.AV Foundation Framework
iOS2.2中引入，框架包含了 用于播放音频内容的OC类。你可以使用这些类播放任意时长的 基于文件或者内存的音频。你可以同事播放多个声音，可以控制每个声音的各个方面。iOS3.0之后，这个框架还可以录制音频以及管理音频会话。iOS4.0之后，这个框架的服务扩大到了：
1、媒体资源管理
2、媒体编辑
3、电影捕捉
4、电影回放
5、跟踪管理
6、媒体元素据管理
7、立体声
8、精确同步声音
9、一个OC接口来确定声音的文件信息，例如数据格式，采样率，和声道数量。
iOS5以后，AV Foundation Framework包含了 支持通过AirPlay播放音频、视频流的类AVPlayer。AirPlay默认是启用的，但可以根据需要设置开启或关闭。
AVFoundation Framework 是iOS中单独来录制和播放音频、视频的框架，相对于高级框架，在处理以及管理媒体资源上，提供了更为完美的支持 。更多这个框架中类和方法的介绍，参考 AVFoundation Framework Reference。
----3.Core Audio
本地音频是有Core Audio家族一些列框架支持的，下面的表会列出这个家族。
1.CoreAudio.framework:定义了Core Audio中要用到的各种音频数据类型那个.---- Core Audio Framework Reference.
2.AudioToolbox.framework:提供音频文件和音频流的回放和录制服务，同样提供了管理音频文件，播放系统警告声音以及设备震动接口 . ---- Audio Toolbox Framework Reference.
3.AudioUnit.framework:提供服务使用内置的音频单元，音频处理模块.----Audio Unit Framework Reference.
4.CoreMIDI.framework:提供底层MIDI服务. ---- Core MIDI Framework Reference.
5.MediaToolbox.framework:提供访问音频分接开关的接口.
Core Audio是一个基于C的接口，支持操作立体声音频，你可以使用Core Audio在iOS应用程序中生成、录制、混合以及播放音频。你还可以使用Core Audio来触发手机设备的震动功能。
更多Core Audio的信息，参考Core Audio OverView. 关于如何使用Audio ToolBox Framework播放音频，参考Audio Queue Services Programming Guide。
----4.Core Graphics Framework
CoreGraphics framework包含Quartz 2D绘图API接口。Quartz是OSX中先进的、基于矢量绘图引擎。它提供了支持基于路径图，反锯齿的渲染、渐变、图片、颜色、坐标空间转换和PDF文档创建、显示和解析。虽然API是基于C的，但是却采用了基于对象的方式抽象了画图对象，使它更容易存储和重用你的图像内容。
更多关于如何使用Quartz绘图，参考Quartz 2D Programming Guide和Core Graphics Framework Reference。
----5.Core Image Framework
iOS5引入，提供了一套强大的内置过滤器用于操作视频和静态图片。你可以使用内置的过滤器实现简单的操作（触摸纠正照片）以及高级的操作（面部检测）。使用这些过滤器的优势是，它们在以无损的方式运作，保证你的原始图像是不会改变。此外，Core Image利用可用的CPU和GPU处理能力，确保操作是快速有效的。
CIImage类提供了访问标准过滤器的方法，你可以使用它来提高照片的质量。创建其他类型的过滤器，你可以创建和配置一个CIFilter对象实现你需要的过滤器。
更多关于Core Image Framework里类和过滤器的信息，参考 Core Image Reference Collection。
----Core MIDI Framework
iOS4.2引入，提供了标准的方法与MIDI设备通信，包括硬件键盘和合成器。你用这个框架来发送和接收MIDI的消息以及与能连接到iOS设备的设备交互（通过网路相连或者桥接器）。
更多关于这个框架的信息，参考 Core MIDI Framework Reference
----Core Text Framework
iOS3.2引入，包含一组简单的、高性能的基于C的接口布局文本和处理文字。Core Image framework提供了一个完整的文本布局引擎，您可以管理文本在屏幕上的位置，你管理的文本可以使用不同的字体以及渲染属性。
这个框架主要用于处理复杂文本，比如文本处理程序。如果你的应用程序只需要简单的文本输入和显示，你应该继续使用UIKit中的文本类。
更多关于Core Text接口的信息，参考 Core Text Programming Guide和Core Text Reference Collection。
----Core Video Framework
iOS4引入，提供接口导入和导出图像数据和图像元素据，这个框架利用Core Graphics数据类型和函数支持所有iOS上可用的图像类型。
iOS6之后，你可以使用这个框架来访问IPTC、EXIF元素据属性和图像。更多这个框架的函数和数据类型，参考 Image I/O ReferenceCollection。
----GLKit Framework
iOS5引入，包含一组基础工具类，简化了创建OpenGL ES2.0程序。GLKit支持四个关键领域的应用开发：
1、GLKView和GLKViewController提供一个标准的实现视图和关联启用OpenGL ES的渲染循环。视图管理层framebuffer对象代表应用程序，你的程序只需要往上面画。
2、GLKTextureLoader提供了图像转换和加载程序到您的应用程序，让它自动加载纹理图像到你的上下文，它可以同步或一部加载纹理。异步加载纹理时，您的应用程序提供了完成处理block，当你的被加载到上下文的时候触发。
3、框架提供了实现GLKit向量、矩阵、四元素以及矩阵堆栈操作，提供相同的功能在Open GL ES 1.1中
4、GLKBaseEffect、GLKSkyboxEffect和GLKReflectionMapEffect类提供现有的、可配置的图形着色器，实现常用的图形操作。特别是在OpenGL ES 1.1规范中，GLKBaseEffect类实现了照明和素材模型，简化了从OpenGL ES1.1到OpenGL ES 2.0迁移所需的工作。
更多关于GLKit框架中类的介绍，参考 GLKit Framework Reference.
----Media Player Framework
提供播放音频和视频内容高层支持，你可以使用系统标准接口播放视频。
在iOS3.0，增加对用户iTunes音乐库的访问支持，你可以播放单个音乐和音乐列表，搜索歌曲以及呈现媒体选择界面给用户。
在iOS3.2，增加了视频窗口的大小调整接口（以前视频只能是全屏的）。此外，增加了众多的接口来配置和管理电影的播放。
在iOS5，增加了“正在播放”信息在锁屏界面。这些信息可以通过AirPlay显示在Apple TV上。还有接口能监测视频是否正在使用AirPlay显示。
更多关于Media Player Framework中类的信息，参考Media Player Framework Reference.更多关于如何使用iTunes列表的信息，参考 iPod Library AccessProgramming Guide。
----OpenAL Framework
OpenAL接口是一个跨平台的音频接口，你可以在游戏或其他程序中用它来完成高性能、高质量的音频服务。因为是一个跨平台的OpenAL标准，所以很容易使用它来实现跨平台。
更多OpenAL的信息，以及如何使用它，参考http://www.openal.org
----OpenGL ES Framework
提供工具来绘制2D和3D内容。它是一个基于C的框架，与设备硬件紧密合作，为全屏游戏提供高帧率渲染。通常OpenGL框架结合EAGL接口使用，这些接口是OpenGL ES框架的一部分，在OpenGL ES绘画代码和UIKit框架中的视图、窗口对象之间提供接口。
iOS3.0之后，包含了既支持OpenGL ES 2.0又支持OpenGL ES 1.1的接口规范。2.0规范提供了支持片段或顶点着色的着色器（仅支持部分iOS设备，且iOS系统在3.0以上）。1.1规范支持所有iOS设备以及所有iOS系统版本。
更多关于如何在应用程序中使用OpenGL ES的信息，参考OpenGL ES Programming Guide for iOS。
----Quartz Core Framework
包含Core Animation接口，Core Animation是一个先进的动画合成技术，优化渲染路径来实现复杂的动画和视觉效果。它提供了一个高层次的OC接口（使用硬件性能）来配置动画效果，你可以使用OC接口创建自定义的动画。
更多关于如何在程序中使用Core Animation的信息，参考Core Animation Programming Guide以及Core Animation ReferenceCollection。