android平臺上的計算器設計方案(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 pseMeEclipseME是一個用來開發J2ME應用程序的Eclipse插件。EclipseME集成了Eclipse現有的java editor功能，可以提高代碼的編寫效率。第三章 基于Android平臺計算器相關技術概述本章介紹了基于Android平臺計算器相關技術。首先介紹了各種智能手機平臺系統，并進行分析。重點介紹了Android平臺系統，對Android體系結構及平臺功能進行了介紹。同時還對本文界面開發實現要用的XML技術進行了簡單的介紹，具體如下。 Android手機平臺Android平臺自發布以來就一直吸引著廣大開發者的目光，Android一詞的本義指“機器人”，同時也是Google于2007年11月5日宣布的基于Linux平臺的開源手機操作系統的名稱，該平臺由操作系統、中間件、用戶界面和應用軟件組成，號稱是首個為移動終端打造的真正開放和完整的移動軟件[14]。Android平臺具有以下優點：（1）平臺的開放性允許任何廠商加入，使其擁有更多的開發者，新穎的應用功能及創意可以不斷地出現。（2）脫離了運營商的束縛，讓手機更加貼近互聯網。（3）應用程序都是基于java開發的，java具有一次編寫、到處運行的跨平臺性。能夠實現在所有的Android設備中運行，真正做到了硬件的無關性，降低了開發者的負擔。（4）提供了標準的API和SDK開發包，手機廠商可以根據需要自行開發或者使用已有的程序，從而打造出富有特色的Android平臺。Android平臺架構[15]從上至下包含五部分：應用程序（Application）、應用框架（Application Framework）、開發庫（Libraries），運行時環境（Android Runtime）以及Linux內核，如圖21所示.(1).應用程序Android同一系列核心應用程序包一起發布，該程序包包括客戶端、SMS短消息程序、日歷、聯系人管理程序等。所有的應用程序都是用Java語言編寫的。(2).應用框架應用框架式進行Android開發的基礎。應用程序框架層包含了視圖系統、內容提供器、窗口管理器、活動管理器、通知管理器、資源管理器、電話管理器和包管管理器9大部分。圖 31 Android架構圖在Android中，任何一個應用程序都可以發布自身的功能塊，而其她應用程序則可以使用已發布的功能塊?；谶@樣的重用機制，用戶就可以方便地替換平臺自身的各種應用程序組件，這在Symbian和Windows Mobile平臺中都是無法實現的。雖然Android本身已在框架中提供了許多軟件組件，不過這并不表示所有的應用程序一定要調用Android本身已在框架中提供了許多軟件組件，不過這并不表示所有的應用程序一定調用Android所提供的組件，開發人員在開發Android平臺上的應用程序時，也可以開發新的軟件組件，并將該軟件組件放入Android的應用程序框架中。（3）開發庫（Libraries）Android包含一套C/C++開發庫，主要包括：libc、Media Framework、WebKit、SGL、OpenGL ES、FreeType、SQlite等。這些庫被應用于Android系統的各種組件中，開發人員可以通過Android應用框架調用它們。（4）運行環境（Android Runtime）Android雖然采用Java程序語言來編寫應用程序，但并不使用J2ME執行Java程序，而是用Android本身自帶的Android運行時環境。Android運行時包括核心庫和Dalvik虛擬機兩部分，如圖22所示，這兩部分具體功能如下：核心庫包含兩部分內容：一部分為絕大多數Java程序語言所需要調用的功能函數，另外一部分為Android的核心庫，、。與標準Java語言不一樣的是，每個Android應用程序都有一個自用的進程，即Android不是用一個Dalvik虛擬機來同時執行多個Android應用程序，而是每個Android應用程序都有一個自身的Dalvik虛擬機來執行。圖 32 Android 運行時Dalvik是一種基于寄存器的Java虛擬機。Dalvik虛擬機是專門為移動設備而設計的，它在開發時就考慮到了用最少的內存資源來執行，以及支持前面提到的同時執行多個虛擬機的特性。Dalvik虛擬機有許多地方參考了Java虛擬機的設計，不過Dalvik虛擬機所執行的中間碼并非是Java虛擬機所執行的Java字節碼，但也不直接執行Java的類文件，而是依靠轉換工具dx將Java字節碼轉換為dex格式。（5）Linux內核（Linux Kernel）（如圖23所示），如內存管理、進程管理、安全性、網絡協議棧和驅動模型。Linux內核也同時作為硬件和軟件棧之間的抽象層，這樣應用程序開發人員就無需關心硬件實現細節。圖 33 linux 內核整體架構上，Android相比其她平臺顯示出了自身的特點，例如集成了WebKit瀏覽器、Dalvik虛擬機等模塊、提供了開源的代碼、可重用和可替換組件的程序應用框架、SQLite結構化的數據存儲的數據庫等特點。Android平臺具有很多獨特的功能特征，具體如下。應用程序架構：在應用程序架構內已經具備了多種不同的基礎組件，在開發應用程序時，可以直接調用這些組件，極大地節省了程序開發人員的時間與精力。Dalvik虛擬機器：在Android平臺上使用的java虛擬機，不是Sun公司的標準java虛擬機，而是Google自主開發的代碼為Dalvik的虛擬機，它不但保證了JavaAPI的兼容性，同時針對移動手機進行了大幅優化，占用資源更少，運行效率更高。集成的瀏覽器：集成的瀏覽器是Android內建的瀏覽器，是以WebKit的瀏覽殷勤為基礎開發的。WebKit是一個開源瀏覽器網頁排版引擎，目前使用了WebKit引擎的瀏覽器主要有：Safari，Midori，Epiphany等。配合Android手機的功能，可以再瀏覽網頁時，達到更好的效果，例如：局部縮放網頁上的咨訊、觸控式的操作等效果。優化的繪圖能力：在程序里可以用到的繪圖功能分為2D和3D兩個方面。在2D方面，Android提供了一套特有的類庫（SQL）；（OpenGL for Embedded Systems）規范的類庫。它們是一種非?？斓膱D形引擎，并且支持硬件加速。SQlite數據庫：SQlite提供結構化的數據存取。SQlite[16]是一款輕型的數據庫，它的書記目標是嵌入式的，目前已經有很多嵌入式產品使用了它，它占用的資源非常低。它能夠支持windows、linux、unix等主流的操作系統，同時能夠和很多程序語言相結合，比如PHP，Java等，還有ODBC接口，與Mysql，PostgreSQL相比，它的處理速度更快，無需安裝和管理配置。它是一個儲存在單一磁盤文件中的完整數據庫，體積很小只有250KB，但所支持數據庫大至ZTB。它雖然很小巧，但是支持的SQL語句毫不遜色于其她開源數據庫。同時它還支持事務功能和并發處理等。SQlite也是一套開發性的關聯式資料庫，其特點在于輕量性方面的設計結構，更適合在手機上使用。多媒體的支持能力：主要用于播放媒體文件。包括對音頻（如播放MP3或其她音樂文件等）和視頻（如播放從網上下載的視頻）的支持，并支持“播放URI地址”模式——在網絡上直接播放的流媒體。另外支持各種通用的靜態圖像格式，例如：JPG、PNG、GIF等格式。GMS技術：Global System for Mobile Communications，即全球移動通訊系統，俗稱“全球通”，是一種起源于歐洲的移動通信技術標準，是第二代移動通信技術，其開發目的是讓全球各地可以共同使用一個移動電話網絡標準，讓用戶使用一部手機就能行遍全球[17]。GSM技術是屬于手機硬件方面的展現，也是在開發Android應用程序時可以突出的特點之一。藍牙、EDGE、：藍牙技術是一種新型、開放、低成本、短距離的無線連接技術，可取代短距離的電纜，實現話音和數據的無線傳輸。EDGE（Enhanced Data Rate for GSM Evolution），即增強型數據速率GSM演進技術。EDGE是一種從GSM到3G的過渡技術，它主要是在GSM系統中采用了一種新的調制方法，即最先進的多時隙操作和8PSK調制技術[18]。由于8PSK可將現有GSM網絡采用的8GMSK可將現有GSM網絡采用的GMSK調制技術的信號空間從2擴展到8，從而使每個符號所包含的信息是原來的4倍。（WireleddFidelity），即無線保真技術，和藍牙技術一樣，都屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術。，該頻段目前尚屬沒用許可的而無線頻段。其目前可使用的標準有兩個。這些通訊能力是屬于手機硬件方面的展現，也是在開發android應用程序時可以突出的特點之一。GPS：Global Positioning System，即全球定位系統，它是一個由覆蓋全球的24顆衛星組成的衛星系統[19]。這個系統可以保證在任意的時刻和任何地點都可以同時觀測到4顆衛星，以保證衛星可以采集到該觀測點的經緯度和高度，以便實現導航、定位、授時等功能。這項技術可以用來引導飛機、船舶、車輛以及個人。這個同樣也是屬于手機硬件方面的展現，也是在開發Android應用程序時可以突出的特點之一。豐富的開發環境：在Android SDK提供相當完善的程序開發環境，其開發環境包括設備模擬器、調試工具、內存和性能檢測等方面的評估功能，另外也可提供用于Eclipse IDE的開發插件界面。 Android SDK介紹Android SDK是Android手機操作系統運行的平臺支撐，它由開發文檔、實例、編程API、開發工具集等組成[20]。Dosc包含了的Android開發文檔，Samples包含了Notepad、APIDemos、Snake等示例程序，Tools包括全部開發、編譯和調試工具。：能啟動Android模擬器。Android模擬器用來在虛擬的Android環境下，運行應用程序。（Android debugging bridge）：是Android的一個調試工具，ddms是一個在adb基礎上的一個圖形化工具。Adb的工作方式比較特殊，采用監聽TCP5554等端口的方式讓IDE和Qemu通訊，默認情況下adb會監聽daemon相關的網絡端口，所以當運行Eclipse時adb進程就會自動運行。Android是一個操作系統平臺，啟動一個模擬器就啟動了一個操作系統?？梢允褂肁ndroid adb連接到這個操作系統，并運行一些系統命令，就像平時大家用終端訪問一個遠程linux、unix服務器，可以使用adb shell。如下進行shell后進行ls命令，在該shell下可運行linux下一些常用的命令。注意：adb shell默認只啟動一個模擬器（emulator），如果需要啟動多個模擬器，則需要添加相應的參數。如剛才使用的adb devices命令返回了兩個模擬器，如果要連續其中一個則加參數s；使用加：adb –是emulator5544 shell。 XML技術XML（Extensible Markup Language）即可擴展標記語言，它與HTML一樣，都是SGML（Standard Generalized Markup Language，標準通用標記語言）。XML是Internet環境中跨平臺的，依賴于內容的技術，是當前處理結構化文檔信息的有力工具。擴展標記語言XML是一種簡單的數據存儲語言，使用一系列簡單的標記描述數據，而這些標記易于建立，雖然XML占用的空間比二進制數據所占用的空間多，但XML極其簡單易于掌握和使用。XML作為一種廣泛且被各大廠商接收的語言，具有自己的優點，其優點主要體現在以下幾方面。（1）開放性XML成功的主要因素之一是它的基于規范和標準的開放性。XML技術根據標準規范，允許在任何平臺上取得和處理數據。更重要的是XML允許通過HTTP和其她傳輸協議交換XML數據。（2）可擴展性可擴展性是指，使用XML可以按照自己的需要制定語言。XML繼承了SGML的許多關鍵特性，首先是良好而可擴展性。XML允許使用者創建和使用自己的標記而不是HTML的有限詞匯表，用戶可以根據應用需要定義自己的標記語言，也可以建立一套特定行業標記語言，作為信息共享和數據交換的基礎。使用XML作為表單的描述格式，可以滿足用戶對表單定制的需求。（3）XML文檔的內容和結構完全分離XML的形式和內容是分離的，這樣可以讓數據的收集者專注于數據處理，相同的數據無需改動即可在不同的XSL（XML Style language）頁面呈現不同的風格。同時，內容和形式的分離使XML文檔在不同應用系統之間的轉換變得非常簡單，用戶只需要將兩個不同XML文檔的DTD（Document Type Definition）或XML Schema進行映射。 JNI技術JNI是Java Native Interface的縮寫，中文為JAVA本地調用。，Java Native Interface（JNI）標準成為java平臺的一部分，它允許java代碼和其她語言編寫的代碼進行交互。JNI的初衷是為了本地已編譯語言，尤其是為C和C++而設計的，但是它并不妨礙使用其她語言，只要符合約定且被支持就可以了。JNI設計的目的是在java應用程序中調用其它語言編寫的功能模塊。其結構如圖24所示。圖 34 JNI 調用關系圖標準的java類庫可能完成不了所需要的功能特性，或許已經有了用其她語言寫成的庫或者程序，而希望在本java程序中使用它，則可通過JNI調用。如果需要用底層語言實現一個小型的時間敏感代碼，比如匯編，然后在java程序中調用這些功能。實現JNI的步驟如圖25所示。（1）編寫帶有native聲明的方法的java類，native所聲明的方法既是java調用但其實現過程是由別的語言完成的。（2）使用javac命令編譯所編寫的java類，生成可以再JVM運行