（微电子学与固体电子学专业论文）基于android平台的手持终端应用功能开发与设计.pdf

t h er e s e a r c ha n dd e s i g no ft h ea p p l i c a t i o n sf o rh a n d h e l d t e r m i n a lb a s e do na n d r o i d ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e df o r t h ed e g r e eo fm a s t e r c a n d i d a t e - l i x i a o s u p e r v i s o r ：p r o f p a ny o n g c a i h u b e iu n i v e r s i t y w u h a n ，c h i n a 湖北大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 论文作者签名：历肫 日期：弘护年6 月f 日 学位论文使用授权说明 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印 刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以允许采用影印、缩印、数字 化或其它复制手段保存学位论文；在不以赢利为目的的前提下，学校可以公开学位 论文的部分或全部内容。( 保密论文在解密后遵守此规定) 作者签名： 彳赴 指导教师签名： 日期：如加6 醐：。歹 摘要 随着第三代通信技术( 3 g ) 的推广，无线带宽和传输速度都得到了大幅提升，为智 能手机终端添加更多内容丰富的应用功能提供了良好的平台。本课题采用谷歌公司新推 出一款基于l i n u x 平台的开源手机操作系统a n d r o i d 系统。通过对a n d r o i d 平台的 系统架构及应用程序结构进行深入的研究，论述了基于a n d r o i d 平台的应用程序开发具 体实现，解决了应用程序设计需要解决的三个前提问题，实现了a n d r o i d 开发环境的搭 建，完成了三类具有代表性的应用程序的研究与设计，包括音乐播放器的设计、虚拟软 键盘输入法的设计、位置服务系统的设计等。 音乐播放器主要采用s e r v i c e 和b r o a d c a s t 机制，实现了音乐播放功能。虚拟键盘输 入法在设计时，考虑了为不同的目标输入类型准备不同的输入法布局，包括字符，数字， e m a i l 地址等，根据应用程序文本域接受的输入类型的不同，输入法应能够切换成相应 的输入法布局。位置服务系统主要包括自我定位服务模块、地点查询模块，并且实现地 图缩放功能。 关键词：a n d r o i d ；音乐播放器；虚拟软键盘输入法；位置服务 a b s t r a c t p o p u l a r i t y o ft h es m a r t p h o n e s a n dt h e p r o m o t i o n o f3 g e a p p l i c a t i o n s h a sb e c o m em o r ed i v e r s i f i e d ，m o r ea n dm o r e a p p l i c a t i o n so nm o b i l ep h o n e sm a yb eu s e da ss o o na sp o s s i b l e t h i sp a p e rm a i n l yb a s e do n a n d r o i ds y s t e mw h i c hi sal i n u xo p e r a t i n gs y s t e md e s i g nb yg o o g l ec o m p a n y t h r o u g ht h e a n d r o i dp l a t f o r ms y s t e r aa r c h i t e c t u r ea n da p p l i c a t i o ns t r u c t u r ei n d e p t hs t u d y , d i s c u s s e st h e a n d r o i dp l a t f o r mb a s e do nt h es p e c i f i ca p p l i c a t i o nd e v e l o p m e n t ，a p p l i c a t i o nd e s i g nn e e d st o s o l v et h ep r o b l e m ，a n dt h et h r e ep r e m i s ec o m p l e t e dt h r e et y p i c a la p p l i c a t i o nr e s e a r c ha n d d e s i g n ，i n c l u d i n gt h ed e s i g no fm u s i cp l a y e r ，v i r t u a lk e y b o a r di n p u tm e t h o dd e s i g na n d l o c a t i o ns e r v i c e ss y s t e md e s i g n m u s i cp l a y e rm a i n l yu s et h es e r v i c ea n dt h eb r o a d c a s tf u n c t i o n v i r t u a lk e y b o a r di n p u ti n d e s i g nc o n s i d e rt h ed i f f e r e n tg o a l sf o rt h ep r e p a r a t i o no fd i f f e r e n tt y p e so fi n p u tm e t h o d ， i n c l u d i n gc h a r a c t e rl a y o u t ，d i g i t a l ，e m a i la d d r e s s ，a c c o r d i n gt ot h ea p p l i c a t i o no fi n p u tt e x t f i e l dt oa c c e p td i f f e r e n tt y p e so fi n p u ts h o u l db ea b l et os w i t c ht ot h ec o r r e s p o n d i n gi n p u t l a y o u t l o c a t i o ns e r v i c e ss y s t e mi n c l u d i n gs e l fs e r v i c em o d u l e ，s i t em a p ，a n di m p l e m e n t i n q u i r ym o d u l ez o o mf u n c t i o n k e yw o r d s ：a n d r o i d ； m u s i cp l a y e r ；s o f tk e y b o a r di n p u t ；l o c a t i o ns e r v i c e s i i 目录 第一章绪论1 1 1 研究背景1 1 2 智能手机操作系统现状分析1 1 2 1s y m b i a n 平台1 1 2 2w i n d o w s m o b i l e 平台2 1 2 3p a l m 平台3 1 2 4m a co sx 平台3 1 2 5r i m 平台4 1 2 60 m s 平台5 1 2 7j 2 m e 平台5 1 3a n d r o i d 操作系统5 1 3 1a n d r o i d 操作系统简介5 1 3 2a n d r o i d 操作系统的特点6 1 4 智能手机操作系统发展趋势分析及本文的主要工作8 1 4 1 智能手机操作系统发展趋势分析8 1 4 2 课题完成的主要工作以及主要创新点8 第二章a n d r o i d 系统架构1 0 2 1 a n d r o i d 的特征1 0 2 1 1 应用框架1 0 2 1 2d a l v i k 虚拟机1 0 2 1 3 集成的浏览器1 0 2 1 4 优化的图形1 0 2 1 5s q l i t e 数据库1 0 2 1 6 媒体功能1 l 2 1 7g s m 技术1 l 2 1 8 蓝牙、e d g e 、3 g 和w i f i 功能1 1 2 1 9g p s 全球定位系统1 1 2 1 1 0 强大的开发环境1 2 2 2a n d r o i d 系统架构1 2 2 2 1 应用程序1 2 2 2 2 应用程序框架1 3 2 2 3a n d r o i d 运行时1 4 2 2 4 系统库1 5 2 2 5l i n u x 内核层1 6 第三章a n d r o i d 应用程序结构分析1 8 3 1 应用程序的工作机制1 8 3 2 a c t i v i t y 1 9 h l 3 2 1 a c t v i t y 堆栈2 0 3 2 2a c t i v i t y 状态2 1 3 2 3a c t i v i t y 的生命周期2 2 3 3i n t e n t 2 3 3 4s e r v i c e ：1 4 3 5c o n t e n tp r o v i d e r 1 4 3 6i n t e n t 类2 4 3 6 1i n t e n t 的主要组成部分2 5 3 6 2 解析i n t e n t 2 6 3 7 应用程序的生命周期2 7 第四章应用程序研究与设计2 9 4 1 建立a n d r o i d 开发环境2 9 4 1 1 下载开发资源2 9 4 1 2 更新e c l i p s e 并下载a d t ( a n d r o i d 开发插件) 2 9 4 1 3 使用e c l i p s e 开发a n d r o i d 应用3 0 4 2 系统开发需要解决的几个前提问题3 l 4 2 1a n d r o i d 权限的获取问题3 l 4 2 2a n d r o i d 用户界面构建问题3 2 4 2 3 资源的获取和使用问题3 3 4 3 音乐播放器的设计3 4 4 3 1 用户界面3 4 4 3 2s e r v i c e 和b r o a d c a s t r e c e i v e r 3 5 4 4 虚拟软键盘输入法3 7 4 4 1 软键盘输入法简介3 7 4 4 2 创建软键盘输入法3 8 4 5 位嚣服务系统4 2 4 5 1 系统数据库的设计4 3 4 5 2 位置服务系统的a n d r o i d m a n i f e s t x m l 4 3 4 5 3 标记当前位置需要的核心类4 3 4 5 4 地图缩放功能4 4 4 5 5 查询地点服务的实现4 6 总结与展望4 7 参考文献4 8 附录 致谢 第一章绪论 第一章绪论 本章主要结合本文所要研究的内容，介绍智能手机操作系统的相关概念、有关智能 手机操作系统研究的国内外现状以及所研究课题的背景意义和主要内容。 1 1 研究背景 随着硬件基础设施和相应软件的飞速发展，完善的网络推动着知识经济的信息化和 全球化，网络已经成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。有线电视网络、电 信网络和计算机网络的“三网合一”是整合当前网络资源，提高网络资源利用率的有效 手段。随着第三代通信技术( 3 g ) 的推广，无线带宽和传输速度都得到了大幅提升，使 得更多内容丰富的应用程序在手机上应用成为可能，如视频通话、视频点播、移动互联 网冲浪、在线看书、内容分享等，手机功能将会越来越智能，越来越开放。智能手机已 经逐步进入普通入的生活，这也使得智能手机的普及成为必然，所谓智能手机，是指使 用开放式的操作系统，同时也可以根据操作系统提供的应用编程接口为用户开发各种应 用的手机【l 捌。可以预见在不久的将来，智能手机将不再仅仅是用户使用的通讯终端，还 将成为移动互联网的终端，它将一步步走进普通人的生活，成为人们获取信息的主要设 备。 1 2 智能手机操作系统现状分析 为了承载智能手机的数据应用及快速部署，必须由一个完备的开发平台提供支持， 智能手机操作系统已经进入全面发展的时代，因此，对智能手机的操作系统的研究与开 发已经成为当前移动计算技术研究中最为活跃的领域之一。目前主流的智能手机平台的 发展现状作分析如下。 1 2 1 s y m b i a n 平台 s y m b i a no s ，又称“塞班系统。它是由诺基亚、索尼爱立信、摩托罗拉、西门子 等几家大型移动通讯设备制造商共同研发一款操作系统。s y m b i a n 平台的前身是e p o c ， 这个名称取自e l e c t r o n i cp i e c eo f c h e e s e 当中每个单词的的第一个字母，原意是“使用电 子产品时可以像吃乳酪一样简单，这也是它在设计时所贯穿始终的理念。 湖北大学硕士学位论文 s y m b i a n 平台在智能移动终端上具有非常丰富的应用程序以及完善的通信能力，这 都要源自它有一个非常健全的核心一一强大的对象导向系统、企业用标准通信传输协议 以及完美的8 1 1 1 1 j a v a 语言。s y m b i a n 认为无线通讯装置应当提供声音沟通的功能以及其 它多种沟通方式，如触笔、键盘等等。在硬件设计方面，s y m b i a n 平台提供许了多种不 同风格的外型，例如使用真实或虚拟的键盘；在软件功能上也包含了许多功能，其中包 括和他人互相分享信息、接收电子信件、传真、浏览网页以及个人日常生活管理等。此 外，s y m b i a n 平台为了便于制造商扩展应用功能，还预留了多种接口，而且e p o c 平台 还可以细分成p e a d q u a r t z c r y s t a l 三种类型，与之对应的应用场合分别是：普通手机、 智能手机和h a n d h e l d p c 。 采用s y m b i a n 平台的机型所使用的硬件配置一般较低，处理器主频也较低，虽然 s y m b i a n 平台可以使得其处理效能得到最大化，但是在多媒体等方面，s y m b i a no s 对主 流的媒体格式的支持性较差。为了适应不同人群和各类需要，s y m b i a no s 采用多种平 台，但是这也成为s y m b i a no s 发展中的障碍【4 】。由于各个平台上的第三方软件都互不 兼容，且软件开发商多专注于某一个特定的平台，这些导致能够在各个平台上可用的第 三方软件很难实现，给用户在使用上带来了不便。除此之外，s y m b i a no s 版本之间兼 容性也有待改进，每当新版本的s y m b i a no s 发布并推出新产品时，系统的兼容性便限 制其推广，相当一部分软件需要软件开发商开发出新的版本才能得以解决。 1 2 2w i n d o w s m o b i l e 平台 w i n d o w s m o b i l e 系列平台是由微软计算机的w i n d o w s 平台发展而来的，它们的操作 界面非常相似，用户可以很快的熟悉这个平台。w i n d o w s m o b i l e 系列平台具有功能更强 大，例如：音频、视频文件播放功能、上网冲浪功能、m s n 聊天功能、电子邮件收发 功能等。同时，支持该平台的智能手机大部分都采用了英特尔的嵌入式处理器，该类处 理器的主频比较高。另外，采用该平台的智能手机在内存、储存卡容量等其它硬件配置 上也采用比其它平台智能手机要高出许多的配置，因此支持该平台的智能手机性能都比 较强劲，操作速度也比较快。但是，此系列手机也存在一定的缺点，例如，因配置高、功 能多而使得耗电量增大、电池续航时间相对较短、硬件成本高等缺点。 w i n d o w s m o b i l e6 5 是目前最新的w i n d o w s m o b i l e 平台。它与去版本的相比较，主 要有以下几个方面的变化：一是操作界面更加美观、浏览体验更加流畅，其中新采用的触 摸的蜂窝式主菜单是改进的重点，这种设计与以往普通的九宫格菜单相比更易于手指的 2 第一章绪论 操控；二是系统的移动互联功能得到了提升，新增的移动互联应用能够将短信、照片、视 频和联系人等资料同步到网络：三是参考苹果的应用商店，引入了相类似的w i n d o w s m a r k e t p l a c ef o rm o b i l e 应用商店，用户可以直接从手机或网页访问w i n d o w s m o b i l e 平台 的应用商店；四是用户使用系统内置的i n t e n e te x p l o r e r 移动浏览器，可以体验到桌面级 的表现效果，同时还可以支持a d o b ef l a s hl i t e 。通过浏览器右侧的一个滑块条，用户可 以放大或缩小网页，还可以利用浏览器地址栏进行搜索。除此之外，新版系统还升级了 触摸操作功能，用户可以利用手指在显示屏上移动图标，与过去版本相比， w i n d o w s m o b i l e6 5 平台显得更加的人性化，也更加贴近当前的潮流。 1 2 3p a l m 平台 p a l m 是一款3 2 位的嵌入式平台，它由3 c o m 公司的p a l mc o m p u t i n g 部门开发， 操作界面采用触控式，几乎可以将所有的控制选项都排列在屏幕上供触控笔可进行所有 操作。p a l m 平台是一套极具开放性的平台，其开发商免费向用户提供p a l m 平台的开 发工具，允许用户利用该工具在p a l m 平台的基础上编写、修改相关软件代码，这一特 点使得p a l m 平台所支持的应用程序丰富多彩4 1 。虽然基于该平台的手机拥有丰富的第 三方软件，但是以前使用了p a l m 掌上电脑的用户能快速地掌握这类的智能手机，因为 p a l m 智能手机所用平台与p a l m 掌上电脑所用的平台有很多的相似性。 与微软所推出的平台要占有大量系统资源和储存容量不同的是，p a l m 平台在设计 上一直遵循l e s si sm o r e ( 少就是多) 这一理念，所以它本身所占的内存极小，而基于 p a l m 平台编写的应用程序所占的空间也十分小，通常只有几十k b ，所以基于p a l m 平台的智能手机可以使用几兆内存来实现众多的应用程序。如果你需要额外扩展一些新 的功能，只需要另外加入第三方软件或扩展硬件设备方就实现。另外，对于中国用户而 一言，它的一个不足之处是，p a l m 操作平台有相当部分依然是以英文界面为主，在中 国销售的产品仍然要使用中文外挂平台，还有的不足就是娱乐性较差，操作比较困难， 没有接触过p a l m 平台的新手难于上手，这些缺陷在一定程度上影响了基于p a l m 平 台的产品大面积进入中国市场。目前，三星h a n d s p r i n g t r e 0 6 5 0 、s p h i 3 3 0 等系列手机 采用的都是p a l m 平台。 1 2 4m a co sx 平台 近几年智能手机平台的一个新秀是苹果手机所采用的平台m a co sx ，目前它己超 过微软跃居手机行业第二。 湖北大学硕士学位论文 du n i x 的内核，该平台的内存管理带有u n i x 风格，抢采用 内存管理，可以实现多个软件同时运行，这一处理模式在实 致其它程序崩溃的可能性。m a co sx 平台还具有极度华丽 效率和稳定安全性等特点。但是，这些新特点需要消耗更多 硬件设备要求较高，目前m a co sx 平台只能支持g 3 以上 的新处理器( 早期的g 3 处理器上执行起来比较慢) 。i p h o n e 是采用该平台的智能手机中 最具代表性的一款，使用的是m a co sx1 0 5 的精简版。 i p h o n e 是苹果公司涉足手机通信行业的第一个作品，由苹果公司于2 0 0 7 年1 月1 0 日发布。i p h o n e 采用领先性新软件的全新用户界面，并且引入了多触点显示屏，让用户 利用手指即可控制i p h o n e 。i p h o n e 还具有强大的应用功能，如音乐视频播放器、互联网 访问、电子邮件、电话通信等，开发者还从这些丰富的应用功能中找到了很好的折衷契 合点，将它们很好的融合在一起，达到了非常完美的用户体验。因此，从发布之日起就 引起全球消费者的关注。 1 2 5r i m 平台 黑莓，简称为b l a c k b e r r y ，这几年的发展比较迅速，是智能手机中脱颖而出的一匹 黑马。它是加拿大r i m 公司推出的一种移动电子邮件系统终端，它支持多种应用功能， 如推动式电子邮件、手提电话、文字短信、互联网传真、网页浏览及其他无线资讯服务 等。它采用基于j a v a 的r i m 平台，对j a v a 软件有很强的兼容能力，可以实现稳定流 畅的运行效果方便。 b l a c k b e r r y 是一种移动邮件系统，从技术上来说，它采用双向寻呼模式，兼容现有 的无线数据链路。b l a c k b e r r y 出现于19 9 8 年，这个名字源于无线电子邮件接收器挤在 一起的小小的标准英文黑色键盘看起来像是草萄表面的一粒粒种子。b l a c k b e r r y 可与桌 面p c 同步的功能堪称完美，用户p c 中的o u t l o o k 邮件可以自动转寄到b l a c k b e r r y 中， 并在邮件结尾标注出该邮件的来源，加上“此邮件由b l a c k b e r r y 发出字样。 b l a c k b e r r y n t e r p r i s e s o l u t i o n 是一种领先的无线解决方梨8 , 1 1 】，可供移动专业人员用来 实现与客户、同事和业务运作所需的信息连接。这是一种经证明有效的优秀平台，它为 世界各地的移动用户提供了与大量业务信息和通信的安全的无线连接。b l a c k b e r r y 安全 无线延伸到移动商业用户的企业电子邮件帐户，即使他们在办公室外，也可轻松处理电 邮，就像从没有离开办公桌。用户可以在旅途中发送、接收、归档和删除邮件、并阅读 4 第一章绪论 电邮附件、支持格式：如m i c r o s o f tw o r d 、m i c r o s o f te x c e l 、 m i c r o s o f tp o w e r p o i n t 、 a d o b e p d f 、h t m l 和a s c i i 。 。 b l a c k b e r r y 解决方案的“始终在线”推入技术可以自动传递电邮，用户不需要执行 任何操作就可接收通信。所以b l a c k b e r r y 是移动电邮的巨无霸，比较适用于商务人士， 但在多媒体播放方面的功能非常屏弱。 1 2 6o m s 平台 为了推动移动互联网产业的发展，并保持中国移动对产业链的控制力，在苹果i p h o n e 以及谷歌a n d r o i d 平台的启发下，中国移动将要携联想推出自己的手机平台o m s ( o p e n m o b i l es y s t e m ) 。o m s 同样是基于l i n u x 内核，采用a n d r o i d 源代码，但在业务层和此 前的谷歌手机完全不一样，o m s 将集成大量中国移动的业务。中国移动没有把采用该 平台的手机叫g p h o n e 或谷歌手机，而是使用了新代号o p h o n e 。 1 2 7j 2 m e 平台 j 2 m e ( j a v a 2p l a t f o r mm i c r oe d i t i o n ) 是j a v a 语言专门针对嵌入式电子产品开发的版 本，应用在移动电话、p d a 、电视机机顶盒以及其它资源受限的设备上，j 2 m e 是目前 移动设备上使用最广泛的开发平台。j 2 m e 平台由多种配置、简表和可选包组成。可以 发现j 2 m e 的应用是建立在j v m ( 或k v m ) 之上，而主机操作系统是位于j 2 m e 平台之外 这样的设计一方面提供了跨操作系统的特性，主机操作系统可以是s y m b i a n 、 w i n d o w s m o b i l e 和l i n u x ，目前还不支持i p h o n e m a co s 。另一方面j 2 m e 虽然提供了统 一的开发平台，但是j v m 的安全机制让j 2 m e 的应用程序不能调用本地系统资源。 1 3a n d r oid 操作系统 1 3 1a n d r o i d 操作系统简介 2 0 0 8 年手机市场最值得期待的就是谷歌新推出的a n d r o i d ，它是一款基于l i n u x 平 台的开源手机操作系统【5 1 ，由操作系统、中间件、用户界面和应用程序等移动电话工作 所需的全部软件组成，其核心为嵌入式l i n u x 2 6 作业系统，向上搭配g o o g l e 为a n d r o i d 开发的类库，再配合应用程序架构，来开发各种不同的应用程序。它是完全开放的，几 乎能在所有硬件上运行，充分地开放和自由，并且拥有完全的原始代码，不存在任何以往 阻碍移动产业创新的专有权障碍，允许开发人员自由获取、修改源代码，是首个为移动 终端打造的具有开放源代码性质、真正开放和完整的移动平台。它的设计者a n d yr u b i n 5 信息”这一企业目标的实现。谷歌的目标是让移动通讯不依赖于设备甚至操作系统平台， a n d r o i d 的发展将进一步补充谷歌长期以来的移动发展战略：通过与全球各地的手机制 造商和移动运营商结成合作伙伴，开发既有用又有吸引力的移动服务，并推广这些产品。 2 0 0 8 年9 月2 2 日，美国运营商t - m o b i l eu s a 在纽约正式发布第一款g o o g l e 手机 t - m o b i l eg 1 ，如图1 2 。该款手机为宏达电制造，是世界上第一部使用a n d r o i d 操作 系统的手机，支持w c d m a h s p a 网络，理论下载速率7 2 m b p s ，并支持w i f i 。在随 后的几个月越来越多的厂商也开始宣布将提供a n d r o i d 手机。现在白色版h t c g 1 a n d r o i d 平台的研发队伍阵容强大，包括g o o g l e 、h t c ( 宏达电) 、p h i l i p 、t - m o b i l e 、 高通、魅族、摩托罗拉、三星、l g 以及中国移动在内的3 4 家企业，都将基于该平台开 发手机的新型业务，应用之间的通用性和互联性将在最大程度上得到保持。“开放手机 联盟”表示，a n d r o i d 平台可以促使移动设备的创新，让用户体验到最优越的移动服务， 同时，开发商也将得到一个新的开放级别，更方便的进行协同合作，从而保障新型移动 设备的研发速度。3 4 家企业的加盟，也将大大降低新型手机设备的研发成本，完全整合 的“全移动功能性产品”成为“开放手机联盟”的最终目标【5 】。 1 3 2a n d r o i d 操作系统的特点 综合评价，a n d r o i d 有四个区别与其它的手机操作系统的主要的特点【1 2 4 】： ( 1 ) 开放性 a n d r o i d 的建立，是为了建立一个真正意义上的开放性移动设备综合平台，具有移 动电话工作所需的全部软件，能够充分利用手持设备能够提供的全部优点丌发出引人注 目的移动应用程序，而且不存在任何以往阻碍移动产业创新的专有权障碍，通过与运营 商、设备厂商、开发商等结成深层次的合作伙伴关系来建立标准化、开放式的移动电话 6 第一章绪论 软件平台，在移动产业内形成一个开放式的生态系统，这样应用程序之间的通用性和互 联性将在最大程度上得到保持。另一方面，a n d r o i d 平台的开放性还体现在不同的厂商 可以根据自己的需求对平台进行定制和扩展，以及使用这个平台无需任何授权许可。比 如，一个应用程序可以调用电话中任何的核心功能播打电话、发送文本信息或者使 用摄像头，允许开发者能够创建更丰富的、更具亲和力的用户体验。a n d r o i d 基于开放 的l i n u x 内核。而且，由于使用了客户端虚拟机，使其在移动环境下内存和硬件资源的 使用更加优化。a n d r o i d 将会是开源的，它可以自由的吸纳新出现的尖端技术。这个平 台将会持续的促进开发者社区一起努力，建立革新性的移动应用程序。 ( 2 ) 所有应用程序之间相互平等 所有的a n d r o i d 应用之间是完全平等的。在开发之初，a n d r o i d 平台就被设计成一 个由一系列应用所组成的平台，不会区分手机的核心应用程序和第三方应用程序，它们 可以平等的享有手机性能，向用户提供广泛的应用和服务。平台上所有的应用都运行在 一个核心的引擎上面，这个核心引擎其实就是一个虚拟机，它提供了一系列用于应用和 硬件资源间进行通讯的a p i 。撇开这个核心引擎，a n d r o i d 的所有其他的东西都是“应 用”。因此，用户甚至可以将系统中默认的电话拨号软件替换成其他第三方的电话拨号 软件。你也可以改变主界面显示窗口的内容，或者将手机中任意的应用替换成你所需要 的其他应用。例如根据a n d r o i d 手机中默认的拨号器程序，应用开发人员可以很容易的 开发自己拨号程序，他们可以随心所欲的替换手机屏幕、按键的风格，然后用自己的拨 号程序将系统的拨号程序替代，而这些功能在别的手机平台几乎都是不可能的。站在开 发者的立场来讲，这将使应用开发的范围被大大的拓宽了。这样的自由度在a n d r o i d 出 现之前是绝无仅有的，之前绝大多数的移动平台内都被固化了一套厂家定制的应用，它 们不能被替换或删除，a n d r o i d 的变化就在于此，你将不会再面对一堆枯燥无味的固化 应用感到无从下手。 ( 3 ) 打破应用程序之间的界限 a n d r o i d 打破了建立和革新应用程序之问的阻碍。比如，开发者可以把来自网络的 信息集成到一个独立的移动手机上诸如用户的联系人、r 历或者地理位置以提 供更加关联的用户体验。使用a n d r o i d ，开发者可以开发下面这样的应用程序，使用户 可以看到他们朋友的位置，并且当他们在临近的地方时，可以发出提醒，给他们一个见 面的机会。此外应用程序不仅可以通过标准a p i 访问核心移动设备功能、互联网，应 用程序还可以声明它们的功能可以供其他应用程序使用， 7 湖北大学硕士学位论文 ( 4 ) 快速简单的应用程序开发 a n d r o i d 提供广泛而实用的函数库和工具，利用它们可以建立丰富的应用程序。例 如，a n d r o i d 使开发者可以得到设备的位置，并且允许设备之间的交流，使点对点的社 交成为可能。另外，a n d r o i d 包括了全面的平台周边应用，使开发者能够高效的开发更 深入性的应用程序。 1 4 智能手机操作系统发展趋势分析及本文的主要工作 1 4 1 智能手机操作系统发展趋势分析 智能手机越来越多地为用户所接受。从近期表现来看，手机操作系统已成为智能手 机厂商间的竞争重点。市场上形成了a n d r o i d 阵营、s y m b i a n 阵营与苹果自有m a c 操作 系统阵营的三足对抗之势。在这三者中，最具有发展潜力的应该是a n d r o i d 阵营，但是 推动市场普及的却是s y m b i a n 阵营，而苹果在高端市场占据不错的比重。可以说这三大 阵营的对抗只会给手机市场带来更多的看点，并且在各自的市场定位方面有着不错的表 现。苹果和谷歌两大巨头正逐步成为智能手机市场的新霸主。此外，中国移动的强势介 入，也将为智能手机市场带来深远影响。 自2 0 0 8 年下半年谷歌手机推出后，手机操作系统的“世界大战 已经打响，中国 移动只是为这场战争增加了一个新的看点及不确定因素。2 0 0 8 年，3 g 版i p h o n e 大放异 彩，基于谷歌a n d r o i d 平台的g p h o n e 手机一面世就制造了轰动，而黑莓智能手机则在 稳健中保持快速发展。相反，之前手机操作系统巨头s y m b i a n 以及微软w i n d o w s m o b i l e ， 在各种新势力的冲击下，节节败退；p a l m 和l i n u x 系统则逐渐式微。智能手机市场将在 2 0 0 9 年继续蓬勃发展，随着智能手机市场的同渐火爆，手机操作系统的争夺战也越演越 烈。上述几大手机操作系统为了稳定自己在手机领域的地位，都争先恐后的推出自己的 新产品。3 g 手机已经闪亮登场，其操作系统的性能更加完善。相信将来会有更多的人 来关注这个领域，更好的推动手机的发展。 1 4 2 课题完成的主要工作 课题完成的主要工作： ( 趋势， 的智能 ( 第一章绪论 a n d r o i d 的特征及具体构成、应用程序的核心组成部分、各个基本组件的运行机制和应 用程序的生命周期等。 。 ( 3 ) 实现a n d r o i d 开发环境的搭建，详细阐述应用程序设计需要解决的前提问题， 论述了基于a n d r o i d 平台的应用程序开发具体实现，并完成了三类具有代表性的应用程 序的研究与设计，包括音乐播放器的设计、虚拟软键盘输入法的设计、位置服务系统的 设计等。 9 湖北大学硕士学位论文 第二章a n d r oid 系统架构 a n d r o i d 是一个包含操作系统、中介架构层及应用程序所产生出来的软件堆栈架构。 由下而上，其核心为嵌入式l i n u x 2 6 作业系统，向上搭配g o o g l e 为a n d r o i d 开发的类 库及a n d r o i d 运行时，再配合应用程序架构，来开发各种不同的应用程序。 2 1a n d r oid 的特征 2 1 1 应用框架 在应用程序架构内已经具备多种不同的基础组件，在开发应用程序时，就可以直接 使用这些组件，节省开发应用程序的时间。 2 1 2 d a l v i k 虚拟机 a n d r o i d 采用的j a v a 虚拟机并不是s u n 公司的j m e 引擎，而是自主开发的代号为 d a l v i k 的虚拟机技术，在保证a p i 方面的兼容的同时d a l v i k 针对移动手机进行了大幅 优化，占用资源更小，运行效率更高。 2 1 3 集成的浏览器 集成的浏览器是a n d r o i d 内的浏览器，基于开源的w e b k i t 引擎。w e b k i t 是一个开 源浏览器网页排版引擎，目前使用w e b k i t 引擎的浏览器主要有：s a f a r i ，m i d o r i ，e p i p h a n y 等。配合a n d r o i d 手机的功能，可以在浏览网页时，达到更好的效果，例如：局部性的缩 放网页上的资讯、触控式的操作等效果。 2 1 4 优化的图形 强大的自定义二维图形库：基于o p e n g le s1 0 标准的3 d 图形功能( 使用硬件加 速) ，在程序里可以用到的绘图功能分为z d 与3 d 两个方面。在z d 方面，a n d m i d 提 供了一套特有的类库( s g 助；而在3 d 方面则是使用o p e n g l e s l 0 ( o p e n g l f o r e m b e d d e d s y s t e m s ) 规范的类库。它们是一种非常快的图形引擎，可以支 持硬件加速。 2 1 5 s q l i t e 数据库 s q l i t e 提供结构化的数据存贮。s q l i t e 是一款轻型的数据库，适用于嵌入式的丌发 应用，目前已经有很多嵌入式产品中使用了s q l i t e 数据库，它具有占用的资源低的特 点，在嵌入式设备中，可能只需要几百k 的内存就够了。它能够支持w i n d o w s l i n u x u n i x l o 第二章a n d r o i d 系统架构 等主流的操作系统，同时还能够跟很多程序语言相结合，比如p h p 、j a v a 等，还有o d b c 接口，同m y s q l 、p o s t g r e s q l 相比；它的处理速度较快。s q l i t e 虽然很小巧，但是支持 的s q l 语句不会逊色于其它开源数据库。同时它还支持事务处理功能等等。s q u t 。也 是一套开放性的关联式资料库，其特点在于轻量性方面的设计结构，更适合在手机上使 用。 2 1 6 媒体功能 支持各种通用的音视频和静态图像格式( m p e g 4 ，h 2 6 4 ，m p 3 ，a a c ，a m r ，j p l 3 lp n g g i f ) ，并支持“播放u r i 地址”( u r h 即是统一资源识别地址) 模式一一在网络上直接 播放的流媒体。 2 1 7g s m 技术 。 g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l ec o m m u n i c a t i o n s ( 全球移动通讯系统) ，俗称”全球通”，是 一种起源于欧洲的移动通信技术标准，是第二代移动通信技术，其开发目的是让全球各 地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。g s m 技 术是属于手机硬件方面的展现，也是在开发a n d r o i d 应用程序时可以突出的特点之一。 2 1 8 蓝牙、e d g e 、3 g 和w i f i 功能 蓝牙( b l u e t o o t h ) 是一种新型、开放、低成本、短距离的无线连接技术，可取代短 距离的电缆，实现话音和数据的无线传输。e d g e ( e n h a n c e dd a t ar a t ef o rg s m e v o l u t i o n ) ，即增强型数据速率g s m 演进技术。e d g e 是一种从g s m 到3 g 的过渡技 术，它主要是在g s m 系统中采用了一种新的调制方法，即最先进的多时隙操作和8 p s k 调制技术。由于8 p s k 可将现有g s m 网络采用的g m s k 调制技术的信号空间从2 扩展 到8 ，从而使每个符号所包含的信息是原来的4 倍。、i f i ( w i r e l e s s f i d e l i t y ) ，无线保真 技术，与蓝牙技术一样，同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。该技术使用 的是2 4 g h z 附近的频段，该频段目前尚属没用许可的无线频段。其目前可使用的