在當今數位化的世界中，行動作業系統已成為我們與科技互動的核心。其中，由 Google 主導開發的 Android（中文世界俗稱「安卓」或曾有「安致」之稱）無疑是全球最具影響力的平台。它不僅僅是一個運行於智慧型手機和平板電腦上的操作系統，其身影已遍及電視、汽車、手錶甚至延展實境（XR）設備。Android 的成功源於其基於 Linux 核心的開放原始碼特性，這吸引了全球無數的硬體製造商、軟體開發商與使用者，共同構築了一個龐大且多元的生態系統，並提供海量的應用程式。
本文將深入探討 Android 的每一個面向，從其最初作為數位相機系統的構想，到被 Google 收購後的華麗轉身；從其精巧複雜的系統分層架構，到充滿挑戰與機遇的軟體更新與安全議題；並分析其在全球市場的霸主地位以及與競爭對手 iOS 之間的持續競逐。這篇文章旨在為您提供一份關於 Android，這個卓越的安卓系統，最詳盡、最完整的參考指南。
發展歷史：從無名小卒到世界霸主
Android 的崛起並非一蹴可幾，其背後是一段充滿遠見、轉折與策略博弈的精彩故事。
創立初期與 Google 的收購
2003年10月，在加州帕羅奧圖，四位科技界的遠見者——安迪·魯賓（Andy Rubin）、利奇·米納爾（Rich Miner）、尼克·席爾斯（Nick Sears）與克里斯·懷特（Chris White）共同創立了 Android Inc.。安迪·魯賓，這位被譽為「Android 之父」的人物，最初的目標是為數位相機開發一個更智慧、更能感知使用者位置與偏好的先進作業系統。然而，在向投資者展示後，團隊很快意識到相機市場的規模不足以支撐其宏大的願景。於是，在短短五個月內，Android 毅然轉向，將目標鎖定在潛力無限的智慧型手機作業系統，意圖挑戰當時由 Symbian 和 Windows Mobile 主導的市場。
儘管創始團隊背景雄厚，但初期的 Android 仍然面臨資金困境。在最艱難的時刻，來自朋友史蒂夫·帕爾曼（Steve Perlman）的一筆及時雨般的資金，幫助公司渡過了難關。2005年7月，敏銳地察覺到行動領域巨大潛力的 Google，以超過5000萬美元的價格果斷收購了這家成立僅22個月的公司，將整個團隊納入麾下。Google 的目標不僅僅是進入行動市場，更是為了建立一個足以抗衡微軟在桌面市場的成功複製到行動領域的強大平台。
開放手機聯盟與首款商用手機
在 Google 內部，由魯賓領導的團隊基於 Linux 核心開發出了一個靈活、可升級的行動平台。為了加速其普及，Google 採取了開放策略。2007年11月5日，Google 聯合了包括 HTC、三星、摩托羅拉等84家硬體製造商、軟體開發商及電信營運商，共同成立了「開放手機聯盟」（Open Handset Alliance, OHA）。該聯盟的共同目標是開發「首個真正開放和全面的行動裝置平台」，其中的成員也包含了眾多晶片製造商。
同一天，Google 以 Apache 2.0 授權方式發布了 Android 的原始碼，即「Android 開源專案」（Android Open Source Project, AOSP）。這一舉動極大地降低了手機製造商的門檻，使其能夠自由地客製化和推出搭載 Android 系統的裝置。
最初的 Android 原型機設計深受當時黑莓手機的影響，配備實體鍵盤且無觸控螢幕。然而，2007年蘋果 iPhone 的橫空出世，以其革命性的全觸控介面徹底改變了市場格局，也讓魯賓的團隊意識到必須「回到草稿重新來過」。最終，在2008年9月23日，全球第一款搭載 Android 系統的商用智慧型手機——由 HTC 代工的 T-Mobile G1（又名 HTC Dream）正式發表，它巧妙地結合了觸控螢幕與滑出式全鍵盤設計，為 Android 的傳奇拉開了序幕。隨後，如 HTC Hero 等機種的成功，更是鞏固了其市場地位。
版本迭代與命名藝術
從2009年的 Android 1.5 開始，Google 為每個 Android 主要版本賦予了一個以甜點命名的代號，並按字母順序排列，這成為了科技愛好者津津樂道的一大特色。從 Cupcake（杯子蛋糕）到 Donut（甜甜圈），再到後來的 KitKat（奇巧巧克力）、Oreo（奧利奧）和 Pie（派），每一個名字都代表著系統功能的顯著躍進。
然而，為了更清晰的全球化溝通，Google 於2019年宣佈，從 Android Q 開始，將不再使用甜點命名，而是直接採用版本號，因此 Android Q 的正式名稱為 Android 10。儘管如此，其內部開發代號依然沿用甜點命名的傳統。
重要里程碑與市場擴張
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2010年：Android 的市場佔有率首次超越了稱霸十年的 Symbian 系統，成為全球第一大智慧型手機作業系統。
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2010年：Google 推出 Nexus 系列裝置，與不同硬體商合作，提供原生 Android 體驗並及時獲得更新，成為開發者和原生系統愛好者的標竿。
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2014年：Google I/O 大會上宣佈，Android 活躍裝置數達到10億。同年，Android 在全球智慧型手機出貨市場的份額達到創紀錄的84.7%。
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2016年：Google 推出自有品牌手機 Pixel 系列，取代 Nexus，專注於整合自家最新的軟硬體技術，如 Google 助理。
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2017年：Android 的全球網路流量和裝置總數首次超越 Microsoft Windows，成為全球第一大作業系統。
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2021年：Google 宣佈停止對 Android 2.3.7 及更早版本的 Google 服務支援，標誌著一個時代的結束。
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至今：Android 的活躍裝置數已突破30億，其生態系統從手機、平板，擴展到 Android TV、Wear OS、Android Auto、Android Automotive 及最新的 Android XR，全面滲透到現代生活的各個角落，其豐富的內容是吸引用戶的關鍵。
系統架構與核心技術
Android 的強大與靈活性，根植於其精心設計的分層式系統架構。該架構自下而上主要分為四個層次：Linux 核心、硬體抽象層（HAL）與系統執行環境、應用程式框架以及應用程式。
1. Linux 核心 (Linux Kernel)
Android 系統的基石是一個經過修改的 Linux 核心長期支援（LTS）版本。這個內核負責作業系統最底層的核心功能，包括：
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程序管理：管理應用程式的生命週期和資源分配。
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記憶體管理：高效地分配和回收記憶體。
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驅動程式模型：提供與硬體溝通的介面，如顯示、相機、藍牙、Wi-Fi 等。
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網路堆疊：處理所有網路通訊。
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安全機制：基於 Linux 的使用者 ID（UID）和群組 ID（GID）實現應用程式沙盒隔離。
Google 對 Linux 核心進行了多項關鍵性修改，以適應行動裝置的需求，例如引入「Wakelocks」電源管理機制來防止裝置在需要處理背景任務時進入深度睡眠。值得注意的是，Android 並非傳統的 GNU/Linux，它移除了許多標準組件如 Glibc（以 Bionic 取代）和 X11 圖形系統，也未使用如 Linux Cairo 這類圖形庫（以 Skia 取代）。這些修改曾一度使其與 Linux 主線核心開發產生分歧，當時知名的 Linux 核心開發者 Greg Kroah-Hartman 甚至一度將 Android 的驅動程式從狀態樹上移除。但經過多年努力，許多 Android 的核心功能已逐漸合併回主線。
2. 硬體抽象層 (HAL) 與 Android 執行環境 (ART)
這一層是連接 Android 框架與底層 Linux 核心的橋梁。
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硬體抽象層 (Hardware Abstraction Layer, HAL)：HAL 的設計極為巧妙，它以標準介面的形式，讓上層的 Android 框架可以呼叫底層的硬體驅動程式，而無需關心驅動程式的具體實現。HAL 以動態連結函式庫（.so 檔案）的形式存在，這使得硬體製造商可以在不公開驅動程式原始碼的情況下，為其裝置提供支援，有效解決了 GPL 授權與專有驅動程式之間的衝突。
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Android 執行環境 (Android Runtime, ART)：這是 Android 應用程式執行的核心。
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Dalvik 虛擬機 (VM)：在 Android 5.0 之前，系統採用的是 Dalvik 虛擬機。它使用即時編譯（JIT），在應用程式執行時將 Dalvik 位元碼（.dex 檔案）轉換為機器碼。
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ART：從 Android 5.0 Lollipop 開始，ART 取代了 Dalvik。ART 採用預先編譯（AOT），在應用程式安裝時就將其位元碼一次性編譯成本機機器碼。這大大減少了應用程式的啟動時間和執行時的效能開銷，提升了整體的流暢度和電池續航。
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3. 系統函式庫與應用程式框架 (Android Framework)
這一層提供了開發 Android 應用所需的大部分核心 API。
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系統函式庫 (System Libraries)：這是一系列以 C/C++ 編寫的函式庫，為系統提供各種核心能力。
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Bionic Libc：Google 專為 Android 開發的標準 C 函式庫，相較於傳統的 Glibc，它體積更小，更適合嵌入式裝置。
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Skia：一個強大的 2D 圖形渲染引擎，負責介面的繪製。
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OpenGL/ES & Vulkan：用於支援高效能 2D 和 3D 圖形渲染的標準 API。
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SQLite：一個輕量級的關聯式資料庫，用於儲存應用程式的結構化資料。
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WebKit/Blink：支援 Android 瀏覽器和應用內 WebView 的網頁渲染引擎。
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應用程式框架 (Application Framework)：這是開發人員最常接觸的部分，由 Java 和 Kotlin 語言編寫，提供豐富的 API。這些框架組件讓開發更為便捷。
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Activity Manager：管理所有應用程式的生命週期和導航堆疊。
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Content Providers：允許應用程式之間安全地共享資料，如聯絡人、媒體檔案等。
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Resource Manager：管理應用的非程式碼資源，如字串、圖片、版面配置檔案等。
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Notification Manager：在狀態列顯示應用程式的通知。
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View System：提供構建使用者介面的各種元件，如按鈕、文字方塊、列表等。
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4. 應用程式 (Applications)
這是系統的最頂層，包含了所有使用者直接互動的應用程式。Android 系統會預裝一套核心應用，如電話、聯絡人、瀏覽器、Gmail 等。同時，使用者可以透過 Google Play 商店（前身為 Android Market）或其他來源安裝無數的第三方應用程式。
軟體開發與生態系統
Android 的開放性不僅體現在其原始碼上，更體現在其蓬勃發展的開發者生態和高度客製化的能力上。
開發工具與語言
Google 為開發者提供了一套完整且強大的工具：
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Android Studio：基於 IntelliJ IDEA 的官方整合開發環境（IDE），提供了程式碼編輯、偵錯、效能分析、模擬器等一站式開發功能。
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Android SDK (軟體開發套件)：包含了建構、測試和偵錯 Android 應用所需的所有函式庫和工具。
-
程式語言：最初以 Java 為主，自2017年起，Google 宣佈 Kotlin 為 Android 開發的官方首選語言。Kotlin 語言更現代、簡潔且安全，能與 Java 完全互通。此外，開發人員還可透過 Android NDK (原生開發套件) 使用 C/C++ 編寫高效能的程式碼，應用於遊戲、物理模擬等場景。
應用程式分發：Google Play 與第三方市場
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Google Play：前身為 Android Market，是官方的應用程式商店，擁有數百萬款應用和遊戲。要在裝置上預裝 Google Play 及其他 Google 服務（GMS），製造商必須遵守 Google 的相容性定義文件（CDD）並通過認證。Google Play 安全防護（Play Protect）會持續掃描應用程式以防範惡意軟體。
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第三方應用商店：由於 Android 的開放性，也催生了眾多第三方應用商店，如 Amazon Appstore，以及專注於開源軟體的 F-Droid。相較於蘋果的 App Store，Android 平台提供了更多元的應用程式獲取管道。在某些地區（如中國大陸），由於 Google 服務的缺席，第三方商店成為了應用分發的主要管道。
版本歷史與更新挑戰 (碎片化)
Android 系統每年都會進行重大更新，但將這些更新推送給終端使用者卻是一個巨大的挑戰，這就是所謂的「碎片化」問題。
Android 版本歷史簡表
|
版本號 |
開發代號 |
發行日期 |
API 等級 |
|---|---|---|---|
|
1.0 |
(無) |
2008年9月23日 |
1 |
|
1.5 |
Cupcake (杯子蛋糕) |
2009年4月27日 |
3 |
|
1.6 |
Donut (甜甜圈) |
2009年9月15日 |
4 |
|
2.0–2.1 |
Eclair (閃電泡芙) |
2009年10月26日 |
5–7 |
|
2.2 |
Froyo (凍酸奶) |
2010年5月20日 |
8 |
|
2.3 |
Gingerbread (薑餅) |
2010年12月6日 |
9–10 |
|
3.0 |
Honeycomb (蜂巢) |
2011年2月22日 |
11–13 |
|
4.0 |
Ice Cream Sandwich |
2011年10月18日 |
14–15 |
|
4.1–4.3 |
Jelly Bean (果凍豆) |
2012年7月9日 |
16–18 |
|
4.4 |
KitKat (奇巧) |
2013年10月31日 |
19–20 |
|
5.0–5.1 |
Lollipop (棒棒糖) |
2014年11月12日 |
21–22 |
|
6.0 |
Marshmallow (棉花糖) |
2015年10月5日 |
23 |
|
7.0–7.1 |
Nougat (牛軋糖) |
2016年8月22日 |
24–25 |
|
8.0–8.1 |
Oreo (奧利奧) |
2017年8月21日 |
26–27 |
|
9 |
Pie (派) |
2018年8月6日 |
28 |
|
10 |
(Quince Tart) |
2019年9月3日 |
29 |
|
11 |
(Red Velvet Cake) |
2020年9月8日 |
30 |
|
12 |
(Snow Cone) |
2021年10月4日 |
31–32 |
|
13 |
(Tiramisu) |
2022年8月15日 |
33 |
|
14 |
(Upside Down Cake) |
2023年10月4日 |
34 |
|
15 |
(Vanilla Ice Cream) |
2024年10月15日 |
35 |
碎片化的成因與解決方案：
碎片化主要源於硬體的多樣性、製造商的客製化介面（如 Samsung One UI、Xiaomi MIUI）以及電信商的額外測試，這些環節都導致更新延遲。為解決此問題，Google 推出了多項重大改革：
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Project Treble (Android 8.0)：這是一項根本性的架構重構。它將 Android OS 框架與底層的供應商實作（硬體相關程式碼）分離，建立了一個標準化的「供應商介面」。這使得 Google 可以直接更新 OS 框架，而製造商只需確保其供應商實作與新版本相容，大大簡化了更新流程。
-
Project Mainline (Android 10)：進一步將核心作業系統元件模組化，使其可以像應用程式一樣，透過 Google Play 商店直接更新。這意味著重要的安全修補程式和功能改進可以繞過製造商和電信商，更快地觸及使用者。
安全與隱私
Android 的開放性使其在安全方面面臨著獨特的挑戰，但 Google 也為此構建了多層次、縱深防禦的安全體系。
核心安全功能
-
應用程式沙盒 (Application Sandboxing)：每個 Android 應用程式都在其獨立的沙盒環境中執行。系統會為每個應用分配一個唯一的 Linux 使用者 ID，並設定檔案權限，從而防止應用程式相互存取資料或影響系統。
-
權限系統 (Permissions System)：Android 的權限模型從最初在安裝時「一次性全部同意」的模式，演進到 Android 6.0 Marshmallow 引入的「執行時權限」模型。使用者可以在應用程式實際需要存取敏感資訊（如相機、麥克風、位置）時，才授予或拒絕該權限，並隨時在設定中管理這些權限，這也影響了應用程式的完整功能性。
-
Google Play 安全防護 (Google Play Protect)：這套內建的惡意軟體防護服務，每天會自動掃描數十億個已安裝的應用程式，利用機器學習技術來偵測和移除潛在的有害應用。
-
SE for Android (Security-Enhanced Android)：整合了美國國家安全局（NSA）開發的強制存取控制（MAC）機制，為系統增加了一層額外的安全保障，能夠更有效地遏制漏洞的危害。
-
每月安全更新：Google 每月會發布安全公告，並為 Pixel 裝置提供更新。同時也與製造商合作，推動更多裝置能及時收到安全修補程式。
隱私保護
Android 持續增強對使用者隱私的控制權。包含 Android 12 在內的近年版本中加入了諸多功能，例如：當有應用程式在背景存取位置時，系統會發出通知；提供「僅在使用該應用程式時」的位置權限選項；在狀態列顯示麥克風和相機的使用指示燈；以及隱私資訊中心，讓使用者可以一目瞭然地查看哪些應用程式在過去24小時內存取了敏感權限，並管理個人帳戶的隱私設定。
市場表現與影響力
從2007年亮相時的反應冷淡，到如今成為全球行動裝置的絕對霸主，Android 的市場表現堪稱一部傳奇。
市場份額
根據各大市場研究公司的數據，Android 的全球智慧型手機市場份額長期穩定在80%以上，部分新興市場甚至超過90%。在平板電腦領域，Android 也與蘋果的 iPadOS 呈現分庭抗禮之勢。其成功歸因於開放的商業模式，吸引了從高階旗艦到入門級別的眾多硬體廠商加入，為全球不同消費層級的使用者提供了豐富的硬體選擇。
全球平板電腦作業系統市佔率變化
|
作業系統 |
2012年市佔率 |
2013年市佔率 |
|---|---|---|
|
Android |
45.8% |
61.9% |
|
iOS |
52.8% |
36.0% |
|
Windows |
1.0% |
2.1% |
|
其他 |
0.3% |
0.1% |
資料來源：Gartner
專利糾紛：甲骨文訴谷歌案
Android 的成功也伴隨著激烈的專利戰爭，其中最著名、影響最深遠的莫過於甲骨文（Oracle）就 Java API 使用對 Google 提起的長達十年的訴訟。
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爭議核心：甲骨文在收購 Sun Microsystems 後，於2010年控告 Google 在開發 Android 時，未經授權複製了約11,500行 Java API 的結構、順序和組織（SSO），侵犯其著作權。
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訴訟歷程：此案歷經多次審判與上訴。地方法院最初判定 API 不受著作權保護，但聯邦巡迴上訴法院推翻了此判決，認定 API 具可著作權性，將案件發回重審 Google 是否構成「合理使用」。
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最終裁決：2021年4月，美國聯邦最高法院以6比2的票數作出最終裁決，認定 Google 複製 Java API 的行為構成「合理使用」。法院認為，Google 僅使用了創建一個新的、革命性的平台所「必要」的部分，且其使用方式是「變革性的」，促進了創新，符合公共利益。這一歷史性判決被視為軟體開發領域的重大勝利，為 API 的互通性與創新提供了法律保障。
為徹底擺脫專利爭議，Google 從 Android 7.0 Nougat 開始，已將其 Java 函式庫的實現方式從專有的 JDK 切換到開源的 OpenJDK。
分支平台
基於 AOSP 的靈活性，Android 衍生出多個針對特定裝置和場景的分支平台：
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Wear OS：專為智慧手錶等穿戴式裝置設計。
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Android TV / Google TV：專為智慧電視和機上盒打造的家庭娛樂平台。
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Android Auto：將手機應用和服務投射到汽車中控螢幕的解決方案。
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Android Automotive：一個完整的、直接運行在汽車硬體上的車載資訊娛樂系統。
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Android Go：針對記憶體和儲存空間有限的入門級裝置進行了最佳化的輕量級版本。
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Android XR：Google 與三星合作開發的最新平台，旨在為延展實境（XR）的頭戴式裝置和智慧眼鏡提供統一的作業系統。
常見問題 (FAQ)
Q1: Android 和 iOS 哪個系統比較好？
A1: 這是一個沒有標準答案的問題，取決於您的個人需求和偏好。
選擇 Android 的理由：如果您追求高度的客製化與自由度（如自訂桌面、安裝非官方應用程式）、豐富的硬體選擇（從數千元的入門機到數萬元的摺疊旗艦機）以及與 Google 服務的深度整合，Android 會是更適合您的選擇。
選擇 iOS 的理由：如果您偏好簡單直覺的操作介面、高度整合的生態系統（若您已擁有 Mac、iPad、Apple Watch 等設備）、及時且長期的系統更新以及普遍被認為更為封閉安全的應用環境，那麼 iOS 可能更符合您的需求。
Q2: 如何檢查我的 Android 手機是什麼版本？
A2: 操作步驟通常如下：
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開啟裝置的「設定」應用程式。
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滑到最下方，輕觸「關於手機」或「關於平板電腦」。
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在選單中找到並輕觸「軟體資訊」。
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您就可以看到「Android 版本」、「安全性更新修補程式等級」等詳細資訊。不同品牌的路徑可能略有差異，但大同小異。
Q3: 為什麼我的 Android 手機很久都收不到系統更新？
A3: 這主要是由 Android 的「碎片化」生態造成的。一個新的 Android 版本發布後，需要經過以下流程才能到達您的手中：
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Google 發布 AOSP：Google 將新版本的原始碼發布給晶片商（如高通、聯發科）。
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晶片商適配：晶片商為其晶片提供底層驅動更新。
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手機製造商開發：手機製造商（如三星、OPPO）將新系統與自家的客製化介面（UI）和功能進行整合與測試。
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電信商測試：在某些地區，電信營運商還需要對新系統進行網路相容性測試。
任何一個環節的延遲都會導致您收到更新的時間變晚。此外，製造商通常會優先為其旗艦和較新的裝置提供更新，舊款或入門級裝置的更新支援週期較短，甚至可能不會收到重大版本更新。
Q4: Android 系統是完全免費的嗎？
A4: 這個問題需要區分來看。
Android 開源專案 (AOSP) 是完全免費和開源的。任何廠商都可以自由下載、修改和使用其原始碼，無需向 Google 付費。
Google 行動服務 (GMS) 則不是。GMS 包含了一系列 Google 的核心應用和服務，如 Google Play 商店、Gmail、Google 地圖、YouTube 等。如果手機製造商想在其裝置上預裝這些服務，就必須與 Google 簽訂授權協議，並保證其裝置符合 Google 的相容性標準（CDD）。這也是為什麼市面上有些裝置（如中國大陸銷售的大部分手機）僅搭載了 AOSP，而沒有內建 Google 服務的原因。
Q5: 什麼是「Root」？Root 手機有什麼風險？
A5: 「Root」指的是獲取 Android 系統的最高管理員權限（相當於 Linux 系統的 "superuser" 或 Windows 的 "Administrator"）。獲取 Root 權限後，使用者可以對系統進行任何修改，例如刪除預裝應用、修改系統檔案、安裝需要更高權限的特定應用程式等。
然而，Root 手機也伴隨著顯著的風險：
失去保固：絕大多數製造商會將 Root 行為視為違反保固條款。
安全風險：打破了系統原有的沙盒保護機制，使裝置更容易受到惡意軟體和病毒的攻擊，也可能危及您的個人帳戶安全。
系統不穩定：不當的操作可能導致系統檔案損壞，造成應用程式崩潰，甚至使手機「變磚」（無法開機）。
無法使用特定應用：部分對安全性要求高的應用（如銀行、支付類 App）會偵測裝置是否被 Root，並拒絕在已 Root 的裝置上執行。
總結
回顧 Android 的發展歷程，它從一個不被看好的開源專案，憑藉其堅定不移的「開放」策略，成功地瓦解了傳統行動市場的封閉壁壘，最終登上了全球作業系統的王座。其分層式的架構兼具了穩定性與靈活性，而硬體抽象層（HAL）和後來的 Project Treble 等設計，則展現了其在應對生態碎片化挑戰時的卓越工程智慧。
Android 的成功，是整個產業鏈協同的成功。它賦予了硬體製造商前所未有的自由度，催生了百花齊放的硬體創新；它為軟體開發商和開發人員提供了觸及全球數十億使用者的廣闊舞台；它也讓無數消費者能夠以可負擔的價格享受到現代科技的便利。
當然，前方的道路依然充滿挑戰。如何在保持開放性的同時，更有效地解決碎片化帶來的安全與體驗一致性問題？如何在日益激烈的市場競爭中，平衡 AOSP 的開源精神與 Google 的商業利益？如何應對 AI 時代對操作系統提出的全新要求？這些都是安卓系統需要持續回答的問題。
從手機到萬物互聯，從觸控螢幕到 AI 助理，Android 的故事仍在繼續。它不僅僅是一個手機作業系統，更是一個不斷演進、充滿活力的數位生態，深刻地改變了我們與世界連結的方式。
