【文章內(nèi)容簡介】 Android 平臺 及 SDK 介紹 Android 是 Google 公司推出的手機(jī)開放平臺，和 iPhone 相似， Android 使用了 WebKit瀏覽器引擎，具有觸摸屏、高級圖形顯示和上網(wǎng)功能，在手機(jī)上可以實(shí)現(xiàn)查看網(wǎng)站搜索、電子郵件、觀看視頻等功能，并且 Android 是一個(gè)對第三方軟件完全開放的平臺，開發(fā)者具有更大更廣的自由度。 SDK 是指軟件開發(fā)包（ Software Developer Kit），是被軟件開發(fā)工程師用來為特定軟件包、軟件框架、硬件平臺、操作系統(tǒng)等建立應(yīng)用軟件的開發(fā)工具集合， Android SDK 即為 Android 開發(fā)中的軟件開發(fā)工具包。 Android 平臺的架構(gòu) Android 平臺自底向上由以下四個(gè)層次組成： Linux 內(nèi)核層、運(yùn)行時(shí)庫和其他庫層、應(yīng)用框架層、應(yīng)用程序?qū)?。如圖 2 所示。 Linux 內(nèi)核層： Android 底層是一個(gè)基于 Linux 內(nèi)核來開發(fā)的獨(dú)立操作系統(tǒng)，主要是添加了一個(gè)名為 Goldfish 的虛擬 CPU 以及 Android 運(yùn)行所需的特定驅(qū)動(dòng)代碼。該層用來提供系統(tǒng)的底層服務(wù) ， 包括安全機(jī)制、內(nèi)存管理、進(jìn)程管理、網(wǎng)絡(luò)堆棧及一系列的驅(qū)動(dòng)模塊。作為一個(gè)虛擬的中間層，該層位于硬件與其它的軟件層之間。需要注意的是，這個(gè)內(nèi)核操作系統(tǒng)并非類 GNU/Linux 的，所以其系統(tǒng)庫、系統(tǒng)初始化 和編程接口都和標(biāo)準(zhǔn)的Linux 系統(tǒng)有所不同的。它沒有采用虛擬內(nèi)存文件系統(tǒng)，而是采用 YAFFS2 文件系統(tǒng)。 YAFFS2（ Yet Another Flash File System）文件系統(tǒng)是一個(gè)開源的專門為 NAND Flash 設(shè)計(jì)的文件系統(tǒng)，具有很好的可移植性，同時(shí)也是一種日志型文件系統(tǒng)。 Android 運(yùn)行時(shí)庫和其他庫層： Android 運(yùn)行時(shí)庫包含一組核心庫 （提供了 Java語言核心庫內(nèi)的大部分功能） 和 Dalvik 虛擬機(jī)，同時(shí) Android 提供了豐富的庫類支持且大部分為開源代碼 ，如采用的數(shù)據(jù)庫為 SQLite。 應(yīng)用框架層：在應(yīng)用框架層 Android 開發(fā)人員可以跟那些核心應(yīng)用一樣擁有訪問框架 APIs 的全部權(quán)限。應(yīng)用的系結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)簡化了各組件之間的重用，任何應(yīng)用都可以分發(fā)自己的組件，任何應(yīng)用也可以使用這些分發(fā)的組件。 應(yīng)用程序?qū)樱?Android 本身會附帶一些核心的應(yīng)用程序，包括 客戶端、短信程序、日歷、地圖、瀏覽器、通訊錄等，目前所有的應(yīng)用程序都是由 Java 語言開發(fā)的。 圖 2 Android 平臺架構(gòu)圖 Android 應(yīng)用程序的構(gòu)成 對于一個(gè) Android 應(yīng)用程序來說，是由四種 構(gòu)造塊組織而成： Activity、 Intent Receiver、 Service、 Content Provider。但是， 并不是每一個(gè) Android 應(yīng)用程序都需要這四種構(gòu)造塊，以下是對四種構(gòu)造塊的一些說明： Activity：是 Android 構(gòu)造塊中最基本的一種。一個(gè) activity 通常就是一個(gè)單獨(dú)的屏幕。每一個(gè) activity 都被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)獨(dú)立的類，并且繼承于 Activity 這個(gè)基類。這個(gè) activity 類將會顯示由幾個(gè) Views 控件組成的用戶接口，并對事件做出響應(yīng)。大部份的應(yīng)用都會包含多個(gè)的屏幕。 Android 使用了 Intent 這個(gè)特殊類實(shí)現(xiàn)在屏幕與屏幕之間移動(dòng)。 Intent Receiver：通過 Intent Receiver 實(shí)現(xiàn)應(yīng)用能夠?qū)σ粋€(gè)外部的事件做出響應(yīng)， Intent Receiver 在 中注冊，但也可以在代碼中使用()進(jìn)行注冊。當(dāng)一個(gè) intent receiver 被觸發(fā)時(shí)，應(yīng)用不必對請求調(diào)用 intent receiver，系統(tǒng)會在需要的時(shí)候啟動(dòng)你的應(yīng)用。 Service：一個(gè) Service 是一段長 生命周期的，沒有用戶界面的程序。例如媒體播放器這個(gè) activity 會使用 ()來啟動(dòng)一個(gè) service，從而可以在后臺保持音樂的播放。同時(shí)，系統(tǒng)也將保持這個(gè) service 一直執(zhí)行，直到這個(gè) service 運(yùn)行結(jié)束。 Content Provider：應(yīng)用程序能夠?qū)⑺鼈兊臄?shù)據(jù)保存到文件中、 SQL 數(shù)據(jù)庫中，甚至是任何有效的設(shè)備中。 Content Provider 實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用數(shù)據(jù)與其它的應(yīng)用的共享。一個(gè)Content Provider 類實(shí)現(xiàn)了一組標(biāo)準(zhǔn)的方法，從而能夠讓其它的應(yīng) 用保存或讀取此Content Provider 處理的各種數(shù)據(jù)類型。 Eclipse 簡介 Eclipse 是一個(gè) 跨平臺的、開放源代碼的 、基于 Java 的可擴(kuò)展 自由集成開發(fā)軟件，其 支持眾多的開發(fā)語言 ， 而不僅僅是 Java。 Eclipse 只是給開發(fā)人員提供了一個(gè)能夠擴(kuò)展系統(tǒng)功能的最小核心，基于擴(kuò)展點(diǎn)的插件體系結(jié)構(gòu)使得 Eclipse 支持多種語言成為可能。只要安裝相應(yīng)語言的插件， Eclipse 就可以支持該種語言的開發(fā)。目前， Eclipse 已經(jīng)可以支持 C/C++、 COBOL、 PHP、 Perl、 Python 等多種 語言。 就其本身而言，它只是一個(gè)框架和一組服務(wù)，用于通過插件組件構(gòu)建開發(fā)環(huán)境。 Eclipse 是一個(gè)開放源代碼的項(xiàng)目，任何人都可以下載 Eclipse 的源代碼，并且在此基礎(chǔ)上開發(fā)自己的功能插件。也就是說未來只要有人需要，就會有建立在 Eclipse 之上的COBOL， Perl， Python 等語言的開發(fā)插件出現(xiàn)。同時(shí)可以通過開發(fā)新的插件擴(kuò)展現(xiàn)有插件的功能，比如在現(xiàn)有的 Java 開發(fā)環(huán)境中加入 Tomcat 服務(wù)器插件。可以無限擴(kuò)展，而且有著統(tǒng)一的外觀，操作和系統(tǒng)資源管理，這也正是 Eclipse 的潛力所在。 通過配置 Android必要的開發(fā)組件和插件，使用 Java 編程語言， Eclipse 將完整支持 Android 程序的開發(fā)。 SQLite數(shù)據(jù)庫 SQLite 是一個(gè)開源的嵌入式關(guān)系數(shù)據(jù)庫， 20xx 年由 Hipp 發(fā)布。自幾十年前出現(xiàn)的商業(yè)應(yīng)用程序以來，數(shù)據(jù)庫就成為了應(yīng)用程序的主要組成部分，同時(shí)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)也變得非常龐大和復(fù)雜，并占用了相當(dāng)多的系統(tǒng)資源。隨著嵌入式應(yīng)用程序的大量出現(xiàn)，一種新型的輕量級數(shù)據(jù)庫 SQLite 也隨之產(chǎn)生。 輕型的數(shù)據(jù)庫 SQLite 是遵守 ACID 的關(guān)聯(lián)式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是嵌入 式的，而且目前已經(jīng)在很多嵌入式產(chǎn)品中使用了它，它占用資源非常的低，在嵌入式設(shè)備中，可能只需要幾百 K 的內(nèi)存就夠了。它能夠支持 Windows/Linux/Unix 等等主流的操作系統(tǒng)，同時(shí)能夠跟很多程序語言相結(jié)合，比如 Tcl、 C、 PHP、 Java 等，還有 ODBC 接口，同樣比起 Mysql、 PostgreSQL 這兩款開源世界著名的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來講，它的處理速度比他們都快。 Android 支持高效、快速的數(shù)據(jù)存儲方式，應(yīng)用程序可以使用適合的方式對數(shù)據(jù)進(jìn)程保存和訪問，其中提供了兩個(gè)類，用于簡化 SQLite 數(shù)據(jù)庫的操作 。第一個(gè)是SQLiteOpenHelper，該類主要用于自動(dòng)完成打開、關(guān)閉指定的數(shù)據(jù)庫，當(dāng)數(shù)據(jù)庫不存在的情況下還可以創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)需要更新數(shù)據(jù)庫。第二個(gè)是 SQLiteDatabase 類，該類只要用于查詢數(shù)據(jù)庫，向數(shù)據(jù)庫中新建數(shù)據(jù)項(xiàng)、刪除數(shù)據(jù)項(xiàng)。 第三章 系統(tǒng)分析 可行性研究 可行性研究是為了弄清楚系統(tǒng)開發(fā)的項(xiàng)目是不是可以實(shí)現(xiàn)、是不是值得研究的過程，進(jìn)行可執(zhí)行性研究是非常必要且十分重要的，因?yàn)檫@是一個(gè)簡化系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程。如今智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備高速智能 化，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信正在以前所未有的速度走進(jìn)人們的生活、工作和學(xué)習(xí)，突破了時(shí)空的界限，從而提高了工作、學(xué)習(xí)的效率。教學(xué)管理系統(tǒng)是基于 Android 平臺進(jìn)行開發(fā)的，可以提高師生之間的溝通效率，并且很大程度上幫助師生解決了教學(xué)和學(xué)習(xí)上的問題。根據(jù)軟件領(lǐng)域的可行性研究，主要考慮以下 四 點(diǎn)： 技術(shù)可行性： 開發(fā)平臺 Android 是一個(gè)開源的平臺，手機(jī)客戶端采用 Eclipse 配合 Android SDK 來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，開發(fā)過程中可以通過網(wǎng)絡(luò)獲取絕大部分的開源代碼，并且 Google 提供了一套成熟又全面的 API，所以手機(jī)客戶 端在技術(shù)上是可行的。 數(shù)據(jù)可行性： 本軟件系統(tǒng)是教學(xué)管理系統(tǒng)的手機(jī)客戶端，相關(guān)的學(xué)生、教師、課程 、作業(yè) 信息數(shù)據(jù)，可以參考現(xiàn)有相關(guān)的基于 B/C 結(jié)構(gòu)的教學(xué)管理系統(tǒng)，來對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行設(shè)計(jì)和構(gòu)建。 經(jīng)濟(jì)可行性： 從成本方面來看，本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 已 擁有計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)硬件 等資源 ，而且 Android 是一個(gè)開放的平臺， Android SDK、 Eclipse 和 JDK 都是可以免費(fèi)下載的，成本不高；從效益方面來看，本 畢業(yè)設(shè)計(jì)的 客戶端的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，是為了給教學(xué)管理帶來便利，暫時(shí)還不會 帶來經(jīng)濟(jì)收益，但 在 經(jīng)過一定程度上的完善，可以 考慮 在社會市場上進(jìn)行推廣。 法律可行性： Android 平臺是開放的平臺，代碼都是開源的，并且本軟件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是 以 作為畢業(yè)設(shè)計(jì)而非以盈利為目的，與商業(yè)無關(guān)，且是自主開發(fā)設(shè)計(jì)，因此不會構(gòu)成侵權(quán)或其他責(zé)任問題，在法律上是可行的。 經(jīng)過以上幾點(diǎn)的可行性分析，可以確定本軟件系統(tǒng)能夠進(jìn)行開發(fā)。 用戶需求分析 現(xiàn)在大部分高校學(xué)生都擁有智能手機(jī)，智能手機(jī)已經(jīng)成了學(xué)生 在 生活和學(xué)習(xí)中必不可少的日常用品。本論文研究的基于 Android 平臺教學(xué)管理系統(tǒng)的學(xué)生客戶端，主要面向的使用對象 就是在校大學(xué)生。每位 學(xué)生都擁有 教學(xué) 管理系統(tǒng)的 個(gè)人 帳號 —— 學(xué)生本人的學(xué)號和 設(shè)置的 密碼，本軟件系統(tǒng)對于學(xué)生的學(xué)習(xí)及生活非常重要，學(xué)生可以根據(jù)需求查詢自己的個(gè)人信息 、進(jìn)行選課 、 查看 課程 信息和 課程 計(jì)劃 等， 并且 在和相關(guān)任課教師溝通關(guān)于課程計(jì)劃、課程作業(yè)等方面都帶來了很大的便利，此外學(xué)生還可以給 任課 教師留言， 說明自己的疑惑或相關(guān)的問題， 進(jìn)行實(shí)時(shí)溝通。 系統(tǒng)需求分析 系統(tǒng)功能需求 本課題的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在 Android 平臺上實(shí)現(xiàn)教學(xué)管理系統(tǒng)的學(xué)生客戶端 ，根據(jù)學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中的相關(guān)需求來設(shè)計(jì)該教學(xué)管理系統(tǒng)的功能 ： （ 1）首先學(xué)生可以通過 該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)：在沒有賬號的情況下可以注冊 并輸入自己的個(gè)人信息 、在有賬號的情況下 正確輸入用戶名和密碼 之 后 可以 進(jìn)行 登錄； （ 2）成功登錄之后可以查看相關(guān)信息：查看個(gè)人信息、對教師發(fā)布的課程進(jìn)行選課、查看已選課程的課程信息和課程計(jì)劃 ； （ 3） 查看 相關(guān)任課老師布置 的 作業(yè) 內(nèi)容，確認(rèn) 提交作業(yè)，并查看作業(yè)的批改情況； （ 4）完成 留 言板功能，實(shí)現(xiàn)學(xué)生和 任課 教師之間的互動(dòng)溝通，打破時(shí)間和空間的局限性。 （ 5） 要求該系統(tǒng)擁有美觀的 UI 界面。 系統(tǒng)目標(biāo) （ 1）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰 流暢 ， 學(xué)生 可以很容易 找到自己想找的功能，方便 學(xué)生 使用 ； （ 2）實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)功能 明確 完善，集合 學(xué)生 的需求來設(shè)計(jì)相關(guān) 功能， 并 進(jìn)一步改進(jìn) ； （ 3） 實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)良好的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性 ； （ 4） 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可以根據(jù) 學(xué)生 的需求 ， 添加或修改相關(guān)的 功能。 流程分析 當(dāng)學(xué)生運(yùn)行系統(tǒng)程序時(shí)，會出現(xiàn)登陸界面，在擁有賬號的情況下，可以直接登陸，在沒有賬號的情況下，可以 先 進(jìn)行賬號注冊，登陸成功 之后，可以進(jìn)行個(gè)人 信息 、課程信息、作業(yè)內(nèi)容等信息 的查詢 ， 以及 選課、確認(rèn)提交作業(yè)、給任課教師留言等 相關(guān) 的 操作。 教學(xué)管理系統(tǒng)學(xué)生客戶端 的功能 模塊 流程圖如圖 3 所示： 圖 3 教學(xué)管理系統(tǒng)學(xué)生客戶端 — 功能模塊圖 分析建模 建立實(shí)體 聯(lián)系圖 為了把學(xué)生的數(shù)據(jù)要求清楚、準(zhǔn)確地描述出來，通過建立一個(gè)概念性的數(shù)據(jù)模型（也稱之為信息模型）來實(shí)現(xiàn)。概念性數(shù)據(jù)模型是一種面向問題的數(shù)據(jù)模型，是按照學(xué)生的需求來建立的，描述了從學(xué)生角度看到的數(shù)據(jù)，反映了學(xué)生在使用系統(tǒng)時(shí)的現(xiàn)實(shí)環(huán)境。 通過使用實(shí)體 聯(lián)系圖（ ER 圖）來建立數(shù)據(jù)模型，包含了實(shí)體（即數(shù)據(jù)對象）、關(guān)系和屬性 3 種基本成分，我們通常就是用實(shí)體、聯(lián)系和屬性這 3 個(gè)概念來理解現(xiàn)實(shí)問題的，因此， ER 圖比較接近人們的習(xí)慣思維方式 ，便于理解。 用來描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型，在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論中屬于概念設(shè)