MỞ ĐẦU 1. Phát biểu bài toán Ngày nay các thiết bị số cầm tay nhƣ điện thoại di động, điện thoại thông minh, máy tính bảng có rất nhiều trên thị trƣờng. Với giá thành ngày càng rẻ và các lợi ích đem lại, các thiết bị đó ngày càng đƣợc sử dụng nhiều và phổ biến. Một nền tảng đƣợc sử dụng trong các thiết bị đó là hệ điều hành thông minh Android của Google.
Do vậy đi cùng việc phát triển và sử dụng các thiết bị phần cứng một cách hiệu quả thì việc phát triển các ứng dụng phần mềm chạy trên nền Android càng lúc càng tăng cao. Các thiết bị di động ngày càng mạnh mẽ với khả năng xử lí các tác vụ mà chúng ta khó có thể tƣởng tƣợng trƣớc đây vài năm. Những chiếc điện thoại thời trang và tiện dụng với những tính năng về phần cứng nhƣ GPS, gia tốc kế và màn hình cảm ứng là một nền tảng hấp dẫn cho các ứng dụng di động đột phá. Trong khi việc phát triển nền tảng di động hiện nay chủ yếu xây dựng trên các hệ điều hành độc quyền, hạn chế các ứng dụng của bên thứ ba, sự ra đời của Android đã mang lại một giải pháp mở.
Không bị hạn chế, các lập trình viên Android tự do viết các ứng dụng tận dụng tối đa sự phát triển mạnh mẽ của phần cứng cho điện thoại di động. Android nhanh chóng trở thành hệ điều hành thu hút nhiều lập trình viên và chiếm một thị phần lớn trong thị trƣờng di động. Việc sử dụng các thiết bị số ngoài khả năng hỗ trợ con ngƣời trong công việc, giải trí mà còn giúp con ngƣời tiết kiệm thời gian hơn vào nhiều công việc thực tiễn trong đời sống hằng ngày. Hiện nay một hình thức lƣu giữ tiền khá phổ biến trong cuộc sống đó là thẻ rút tiền ATM, nó đƣợc dùng để chi trả lƣơng cho nhiều nhân viên của các công ty, doanh nghiệp, hay dùng để gởi tiền cho sinh viên ở xa nhà.
Vì vậy việc tìm kiếm các địa điểm để sử dụng thẻ là điều khá hữu dụng trong cuộc sống, khi mà trong một số trƣờng hợp chúng ta rất khó có thể xác định cột thẻ trong hàng ngàn địa điểm trong thành phố hay các khu vực khác. Mục tiêu và nhiệm vụ 1. Mục tiêu Tìm hiểu đƣợc các công nghệ lập trình cần thiết trên nền Android để hoàn thành đƣợc ứng dụng có thể tìm kiếm nhanh và chính xác vị trí máy ATM. Hiểu về nguyên lý hoạt động của Android, các thành phần của hệ thống cũng nhƣ của một ứng dụng thực thi trên nền android.
Trần Ánh Bang – CCLT04C Trang 1 Xây dựng hệ thống tìm kiếm máy ATM trên hệ điều hành Android Tìm hiểu và áp dụng đƣợc các công nghệ lập trình trên nền Android nhƣ ngôn ngữ JAVA, tƣơng tác với các tài nguyên của hệ thống (GPS, Internet, TouchScreen), sử dụng các dịch vụ của Google nhƣ Google Map, Google Places API… Tìm hiểu xây dựng một cơ sở dữ liệu bằng MySql. Xây dựng một web service để quản lý và cập nhật thông tin cho ứng dụng. Nhiệm vụ Đọc các tài liệu liên quan về bộ thƣ viện lập trình trên nền Android. Tìm hiểu các dịch vụ liên quan đến ứng dụng.
Đối tƣợng nghiên cứu và phạm vi hệ thống 1. Đối tượng nghiên cứu Ngôn ngữ lập trình JAVA, XML, PHP. Hệ cơ sở dữ liệu MySQL. Công cụ Android SDK Eclipse.
Hệ điều hành và tài nguyên hệ thống Android. Các dịch vụ của Google nhƣ Google Map, Google Places API… 1. Phạm vi hệ thống Đề tài chỉ dừng lại ở khuôn khổ tìm kiếm địa chỉ đặt các trạm ATM theo tỉnh thành phố ở Việt Nam. Ứng dụng đƣợc viết trên nền hệ điều hành Android, Web Service đƣợc đƣợc viết bằng PHP và dùng CSDL MySQL.
Ý nghĩa thực tiễn của ứng dụng Chƣơng trình có thể áp dụng vào cuộc sống hàng ngày để tìm kiếm máy ATM trên toàn quốc khi có nhu cầu mà đến cả những ngƣời có ít kiến thức về công nghệ có thể sử dụng. Trần Ánh Bang – CCLT04C Trang 2 Xây dựng hệ thống tìm kiếm máy ATM trên hệ điều hành Android Chƣơng 2. Giới thiệu hệ điều hành Android 2. Khái niệm hệ điều hành Android Android là hệ điều hành trên các thiết bị số di động nhƣ smartphone và tablet (và hiện nay là cả trên một số đầu phát HD, HD Player) phát triển bởi Google và dựa trên nền tảng Linux.
Trƣớc đây, Android đƣợc phát triển bởi công ty liên hợp Android. Vào năm 2005, Google đã mua lại Android nằm trong chiến lƣợc tiến vào thị trƣờng di động. Google muốn Android trở thành nền tảng “mở” và miễn phí. Do vậy hầu hết mã nguồn của Android đƣợc phát hành theo giấy phép mã nguồn mở Apache nên bất cứ ai muốn sử dụng Android có thể download toàn bộ mã nguồn.
Hơn nữa các nhà sản xuất phần cứng có thể thêm các thành phần mở rộng độc quyền của hãng để tạo ra các sản phẩm khác nhau. Chính mô hình phát triển đơn giản này khiến Android trở nên rất hấp dẫn. Android có một cộng đồng những nhà phát triển rất lớn viết các ứng dụng cho hệ điều hành của mình. Hiện tại có khoảng hơn 250,000 ứng dụng cho Android OS và vào khoảng hơn 375,000 ứng dụng đã đƣợc đệ trình, điều này khiến Android trở thành hệ điều hành di động có môi trƣờng phát triển lớn thứ 2.
Các nhà phát triển viết ứng dụng cho Android dựa trên ngôn ngữ Java. Sự ra mắt của Android vào ngày 5 tháng 11 năm 2007 gắn với sự thành lập của liên minh thiết bị cầm tay mã nguồn mở, bao gồm 78 công ty phần cứng, phần mềm và viễn thông nhằm mục đính tạo nên một chuẩn mở cho điện thoại di động trong tƣơng lai. Google công bố hầu hết các mã nguồn của Android theo bản cấp phép Apache. Hệ điều hành Android bao gồm 12 triệu dòng mã; 3 triệu dòng XML, 2.1 triệu mã Java và 1.
Đặc điểm của hệ điều hành Android Aplication framework: cho phép tái sử dụng và thay thế các thành phần. Davik virtual machine: tối ưu các yêu cầu bộ nhớ cần thiết cho việc phát triển các ứng dụng trên thiết bị di động. Intergrated browser: dựa trên mã nguồn mở webkit động. Optimized graphics: hỗ trợ thư viện đồ họa 2D, 3D dựa trên các đặc điểm kỹ thuật OpenGL ES 1,0 (phần cứng tăng tốc tùy chọn).
SQLite: lưu trữ cấu trúc dữ liệu. Media Support: hỗ trợ các định dạng âm thanh, video, hình ảnh phổ biến Trần Ánh Bang – CCLT04C Trang 3 Xây dựng hệ thống tìm kiếm máy ATM trên hệ điều hành Android (MPEG4, H.264, MP3, AAC, ARM, JPG, PNG, GIF). Bluetooth, EDGE, 3G, WIFI (phụ thuộc phần cứng). Camera, GPS, compass, and accelronment:bao gồm thiết bị giả lập (Emutor) công cụ debugging.
Công cụ cho bộ nhớ và Plugin cho Eclipse IDE. Kiến trúc của hệ điều hành Android Mô hình sau thể hiện một cách tổng quát các thành phần của hệ điều hành Android. Mỗi một phần sẽ đƣợc đặc tả một cách chi tiết dƣới đây. Kiến trúc Android Applications: Android đƣợc tích hợp sẵn một số ứng dụng cần thiết cơ bản nhƣ: contacts, browser, camera, Phone.… Tất cả các ứng dụng chạy trên hệ điều hành Android đều đƣợc viết bằng Java.
Application framework: Bằng cách cung cấp một nền tảng phát triển mở, Android cung cấp cho các nhà phát triển khả năng xây dựng các ứng dụng cực kỳ phong phú và sáng tạo. Nhà phát triển đƣợc tự do tận dụng các thiết bị phần cứng, thông tin địa điểm truy cập, các dịch vụ chạy nền, thiết lập hệ thống báo động, thêm các thông báo để các thanh trạng thái, và nhiều, nhiều hơn nữa. Library: Android bao gồm một bộ thƣ viện C/C++, đƣợc sử dụng bởi các thành phần khác nhau của hệ thống Android. Những khả năng tiếp xúc với các nhà phát triển Trần Ánh Bang – CCLT04C Trang 4 Xây dựng hệ thống tìm kiếm máy ATM trên hệ điều hành Android thông qua các khuôn khổ ứng dụng Android.
Ví dụ một số thƣ viện nhƣ “System C library, Media Libraries, Surface Manager,LibWebCore, SQLite…” Android Runtime: Android bao gồm một tập hợp các thƣ viện cơ bản cung cấp hầu hết các chức năng có sẵn trong các thƣ viện lõi của ngôn ngữ lập trình Java. Tất cả các ứng dụng Android đều chạy trong tiến trình riêng. Máy ảo Dalvik đã đƣợc viết để cho một thiết bị có thể chạy nhiều máy ảo hiệu quả. Các VM Dalvik thực thi các tập tin thực thi Dalvik (dex).
Định dạng đƣợc tối ƣu hóa cho bộ nhớ tối thiểu. VM là dựa trên register-based, và chạy các lớp đã đƣợc biên dịch bởi một trình biên dịch Java để chuyển đổi thành các định dạng dex. Các VM Dalvik dựa vào nhân Linux cho các chức năng cơ bản nhƣ luồng và quản lý bộ nhớ thấp. Linux kernel: Android dựa trên Linux phiên bản 2.6 cho hệ thống dịch vụ cốt lõi nhƣ security, memory management, process management, network stack, and driver model.
Kernel Linux hoạt động nhƣ một lớp trừu tƣợng hóa giữa phần cứng và phần còn lại của phần mềm stack. Các thành phần cơ bản của hệ điều hành Android Ứng dụng Android bao gồm nhiều thành phần liên kết với nhau đƣợc giới hạn trong kiến trúc ứng dụng. Kiến trúc ứng dụng mô tả chi tiết mỗi thành phần và sự tƣơng tác giữa các thành phần này cũng nhƣ siêu dữ liệu về yêu cầu phần cứng. Các thành phần sau đây tạo nên một ứng dụng Android: Activity: là lớp thể hiện ứng dụng.
Mỗi màn hình trong ứng dụng là một mở rộng của lớp Activity. Các Activity sử dụng các View tạo thành giao diện đồ họa tƣơng tác ngƣời dùng để thể hiện thông tin và phản hồi hành động của ngƣời dùng. Service: là thành phần chạy ẩn, cập nhật nguồn dữ liệu và thể hiện các Activity, kích hoạt các Notification. Các Service thƣờng thực hiện các xử lí thông thƣờng nhƣ tiếp tục Activity sau khi các Activity này không hoạt động hoặc hiển thị.
Content Provider: là thành phần lƣu trữ dữ liệu chia sẻ. Content Provider quản lí và chia sẻ cơ sở dữ liệu của ứng dụng. Chúng đƣợc coi nhƣ là phƣơng tiện chia sẻ dữ liệu giữa các ứng dụng. Intent: là cấu trúc truyền thông điệp giữa các ứng dụng.
Chúng ta có thể sử dụng Intent để truyền một thông tin tới toàn hệ thống hay tới Activity hay Trần Ánh Bang – CCLT04C Trang 5 Xây dựng hệ thống tìm kiếm máy ATM trên hệ điều hành Android Service định trƣớc để thực thi một hoạt động. Hệ thống sau đó sẽ xác định đối tƣợng nào sẽ thực hiện các hoạt động phù hợp. Broadcast Receiver: là nơi nhận các Intent.