（计算机应用技术专业论文）基于wtls协议的移动商务应用系统的研究与实现.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 随着互联网的迅猛发展，3 g 牌照即将发放，无线通信产品将为人们提供速 率高达兆字节，秒的宽带多媒体业务。移动智能设备将变成集语音、图像、数据 传输等诸多应用于一体的通信终端，这将进一步促迸全方位的移动商务的发展。 作为移动商务领域的一个具体应用，移动基金查询交易系统正是为了满足 移动用户对运营内容丰富多彩的需求而开发的。它可以让智能设备用户随时随 地轻松查询基金概况、净值信息，并进行基金交易，使基金投资更简单、快捷， 使得快节奏生活的现代人能更好地运用手机来提高生活质量，因此对于此类应 用的研究和完善正成为种新的潮流。 尽管移动商务有着较多的优点和广阔的市场前景，但它并没有迅速地普及， 原因是安全性保证没有得到很好的解决。目前，移动商务领域的研究已越来越 多地集中到移动商务的安全方面。在本文实现的基金查询交易系统中，由于涉 及到银行帐户等敏感信息，所以对移动通信安全提出了更高的要求。为解决这 个问题，本系统采用w t l s ( w i r e l e s st r a n s p o r tl a y e rs e c u r i y ) 无线传输层安全 协议来满足系统的安全需求。 本文在分析比较当前几种无线平台的基础上，构建了一个带有n e t c o m p a c tf r a m e y o r k 框架的无线前端和n e tf r a m e w o r k 应用服务器后端的移动 基金查询交易系统。本文的研究重点集中在w t l s 模块设计、系统的总体架构 设计、无线客户端设计以及系统的实现这四个方面。w t l s 实现的功能包括对通 信双方进行身份认证、对数据进行加密和对数据的完整性保护。w t l s 协议通过 通信双方交换握手报文，协商在通信中使用的加密、签名算法和加密密钥，并 实现双方的身份认证。本系统采用了客户机服务器( c s ) 模式，总体架构设计采 用了n - t i e r ( 多层) 架构，即移动客户端一应用服务器擞据库服务器的架构；系 统的实现从构建系统的运行环境入手，对系统类对象进行设计，并且给出了几 个具体类对象的实现以及系统的运行结果。 关键字：移动商务，n e t 精简框架，w t l s 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t a l o n gw i t ht h e f a s t d e v e l o p m e n to fi n t c r n e t , t h el i c e n s eo f3 g ( t h et h i r d g e n e r a t i o nm o b i l ec o m m u n i c a t i o n s lw i l lb ei s s u e ds o o n e ro rl a t e r w i r e l e s s c o m m u n i c a t i o np r o d u c t sc a l lp r o v i d eb r o a db a n dm u l t i m e d i ab u s i n e s sw i t ht h es p e e d o fm b sf o rp e o p l e , a n dt h ei n t e l l i g e n tm o b i l ed e v i c ew i l lb e c o m eac o m m u n i c a t i o n t e r m i n a lc o m b i n e dm a n y a p p l i c a t i o n sw i t hv o i c e ，i m a g ea n dd a t at r a n s m i s s i o n i tw i l l p r o m o t et h ed e v e l o p m e n to f t h em o b i l ec o m m e r e n c e a sap r a c t i c a la p p l i c a t i o ni nm o b i l ec o m m e r e n c e , m o b i l em l l dq u e r ya n dd e a l s y s t e mi sd e v e l o p e dt om e e tm o b i l eu s e r s d e m a n do ft h er i c ha n dc o l o r f u lc o n t e n t u s e r s o f t h ei n t e l l i g e n tm o b i l ed e v i c ec a ne a s i l yi n q u i r ef u n dg e n e r a li n f o r m a t i o na n d v a l u e s ，e x c h a n g et h ef u n da ta n yt i m ea n de v e r y w h e r eb yu s i n gt h es y s t e m i tm a k e s t h ei n v e s t m e n to ff u n de a s i e ra n df a s t e rt h a nb e f o r e ，a n dp e o p l el i v i n gi naq u i c k r h y t h mc a nu s et h ei n t e l l i g e n tm o b i l ed e v i c et oi m p r o v et h e i rq u a l i t yo fl i f e , h e n c e i m p r o v e m e n ta n dr e s e a r c ho nt h i sk i n do f a p p l i c a t i o ni sb e c o m i n g an e wt r e n d i nd e s p i t eo fh a v i n gm a n ya d v a n t a g e sa n db r o a dm a r c k e tp r o s p e c t , m o b i l e c o n l m e n c ed o e s n i tb e c o m ep o p u l a rr a p i d l y t h er e a s o ni st h a tt h es e c u r i yi s s u ei sn o t w e l ls o l v e d r e c e n t l y , t h es t l l d yi nm o b i l ec o m m e n c eh a si n c r e a s i n g l yf o c u s e do nt h e s e e u r i yf i e l d i nt h i st h e s i s , t h em o b i l ef u n dq u e r ya n dd e a ls y s t e md e a l sw i t h s e n s i t i v i t yi n f o r m a t i o n , s u c h 勰b a n ka c c o u n t s 。s ot h es e c u r i t yi sv e r yi m p o a a n t f o r t h es a k eo fi t ，t h es y s t e ma p p l i e sw t l s ( w i r e l e s st r a n s p o r tl a y e rs e c u r i y ) p r o t o c o l t om e e tt h er e q u i r m e n to f s e c u r i t y o nt h eb a s i so fc o m p a r i n ga n da n a l y z i n gs e v e r a lw i r e l e s sp l a t f o r m s ，t h et h e s i s b u i l d sam o b i l e 如i l dq u e r ya n dd e a ls y s t e mw i mt h en e tc o m p a c tf r a m e w o r k a r c h i t e c t u r ea st h ef r o n te n da n d n e tf r a m e w o r ka p p l i c a t i o ns e r v e ra st h eb a c ke n d t h et h e s i sm a i n l yf o c u s e so nd e s i g no fw t l sm o d u l e , s y s t e mf r a m e w o r k , w i r e l e s s c l i e n ta n ds y s t e mr e a l i z a t i o n t h ef u n c t i o 璐o fw t l sp r o t o c e li n c l u d eu s e r a u t h e n t i c a t i o n , e n c r y p td a t aa n dp r o t e c td a t ai n t e g r i t y d u r i n gt h ec o m m u n i c a t i o n , c l i e n ta n d 鲫- v e rn e g o t i a t ee n c r y p t i o n , s i g n i n ga l g o r i t h m sa n dk e y sf o re n c r y p t i o n , 武汉理工大学硕士学位论文 a n dr e a l i z eu s e ra u t h e n t i c a t i o nb ye x c h a n g i n gs h a k eh a n d sd a t a g r a m t h es y s t e m a d o p t st h ec l i e n t s e r w r ( c s ) m o d et h ed e s i g no fw h o l ef i - a m e w o r ka d o p t san - t i e r ( m u l t i - l a y e r ) f r a m e ，v i z ，m o b i l ec l i e n t - a p p l i c a t i o ns e t v e t - d a t a b a s es c r v e l f i r s t l y , t h et h e s i sb u i l d st h es y s t e me n v i r o n m e n t ，t h e ni t g i v e st h ed e s i g no fc l a s so b j e c t s ， d e t a i l e dr e a l i z a t i o no fs o m ec o n c r e t ec l a s so b j e c t s , a n d 砒l a s t ，i tg i v e st h eo p e r a t i o n r e s u l t so f t h es y s t e m k e y w o r d s ：m 0 b i l ec o m m e r e n c e , n e tc o m p a c tf r a m e w o r k , w t l s m 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 论文的研究背景 第1 章绪论 1 i 1 移动商务的现状及发展 ( 1 ) 国内的发展现状与趋势 我国移动互联网发展势头迅猛，目前移动商务在我国已经开始有实际应用。 中国移动通信集团公司在北京、天津、广州，杭州、深期i 等六大城市同时推出 “全球通”w a p 商用试验网，w a p 手机用户可在这六大城市中使用漫游业务。 上海移动通信公司还同步雄出了w a p 门户站点w a p s h ，c h n m o b i r e n e t ，并成功地 为梅林正广和华印科技等电子商务企业建立了移动商务系统。电商网、 t o e c o m c o m c n 、搜狐、阿里巴巴等都已经或准备推出移动商务服务，中国的搜 狐和诺基亚公司宣布联手推出无线互联网服务。虽然我国有近3 0 个已经开通的 无线互联( w a p ) 业务的网站，但用户申请w a p 业务的不足1 0 0 0 人，所以从目前 看，我国w a p 业务还处在初级阶段。 中国移动确定的每分钟0 1 5 元的w a p 上网费用标准以及正式启动的“移动 梦网”( m o n t e r n e t ，m o b i l e + i n t e r n e t ) 计划将有助于中国移动商务的进一步发展。 因为前者打消了用户对w a p 牧费的疑虑，后者则借鉴日本移动运营商 n t t d o c o m o 的经验，为国内的内容提供商( i c p ) 开放短消息( s m s ) 及移动应用 w a p ( w i r e l e s sa p p l i c a t i o np r o t o c 0 1 ) 平台，共同开发移动互联网服务，实行收益 共享的合作方式。这样，一方面为收入模式单一的i c p 扩大了收入来源，中国 移动通过它庞大的收费系统，帮助i c p 收取费用( 中国移动同i c p 收取1 5 的佣 金) ；另一方面也会促进移动互联网服务水平的提高。资费政策的明确和服务内 容的丰富，无疑将会进一步推动移动电子商务的发展。 由摩托罗拉出资主办的中国w a p 市场发展研讨会在京举行；中国移动在深 圳开通g p r s ( g e n e r a lp a c k e t r a d i os e r v i c e ) 试验网；中国联通和西门子在北京演 示其g p r s 试验网；一度被炒得很热的w a p 随着g p r s 的开通有望进入一个新 的发展时期。有了运营商的热情参与，再加上新浪、搜狐、网易等国内著名i c p 武汉理工大学硕士学位论文 内容服务商积极支持和各大手机生产厂商合作，标志着中国的w a p 正向实用化 进程迈进。 ( 2 ) 国外的发展现状与趋势 目前全世界已经兴起了一股移动商务的热潮，这股热潮首先出现在日本， 仅t 9 9 8 年一年，日本就销售了大约1 0 0 0 万台可通过无线上网的移动电话，现 在美国众多的企业也开始把移动商务作为其电子商务发展的重点之一。据美国 电子商务市场分析公司丘比特米特里克斯公司估计，今年全球大概有6 0 0 万 人在使用移动商务，其交易额已达2 6 亿美元。到2 0 0 5 年，预计将有1 7 亿人 使用移动商务，其交易额将达1 0 8 亿美元。在日本，b m o d e ( i n f o r m a t i o n - m o d e ： 一种移动电话服务，它提供移动电话与i n t e r a c t 网的持续连接) 服务取得了巨大的 成功，越来越多的人通过手机来购买计算机软件。在欧洲，人们每年用手机发 送短信息就要付出数千万美元的费用。 从全球著名的市调公司美国f r o s t s u l l i v a n 的报告显示，未来的移动商务 市场将主要集中在以下几个不同领域：自动支付系统，包括自动售货机、停车 场计时器、自动售票机等；半自动支付系统，包括商店的收锓柜机、出租车计 费器等；移动互联网接入支付系统，包括商业的w a p 站点等；手机代替信用卡 类支付以及私人之间账务结算。在以上这些支付形式当中，其中通过手机一互联 网这种支付形式的占整个移动电子商务的3 9 0 , 6 ，私人之间的p 2 p 口e e r - t o p e 砷支 付占3 4 。f r o s t & s u l l i v a n 的调查报告还称，由于当前的移动商务已初具规模， 对于网络运营商、银行、信用卡结算单位、相关设备开发商来说，未来移动商 务市场的前景颇为广蝌1 1 。 1 。l ，2 移动商务与传统电子商务的比较 移动商务的应用范围很广，可从电子订票、自动售货机支付，到通过无线 设备实现的各种商品和服务的在线选购和支付，以及金融交易和其它银行业务 等。移动商务是能够为人们生活带来变革的业务，与传统电子商务相比，它具 有明显优势，主要表现在以下三个方面： ( 1 ) 移动商务消除了距离和地域的限制，能够实现在任何地方通过无线技术 直接把电子商务能力提供给用户。真正做到随时随地。 ( 2 ) 移动商务比i n t e m e t 上的电子商务更具安全性。由于移动电话已经具备 2 武汉理工大孝硕士学位论文 了非常强大的内置认证特征，因此比i n t e r n e t 更适合于电子商贸。手机 所用的s i m ( s u b s c r i b e r i d e n t i t y m o d u l e ，又称为“用户识别卡”) 卡对于 移动商务中就像身份证对于社会生活一样，因为s i m 卡上储存着用户 的全部信息，可以唯一地确定一个用户的身份，对于电子商务来说，这 就有了认证安全的基础。 ( 3 ) 移动商务可以为用户提供方便的个性化服务。“移动商务的魅力除了方 便快捷和高效之外还有着最具个性化的特征”1 2 1 1 3 1 。 1 1 3 移动商务安全 在移动电子商务方面，制约因素最重要的是安全问题。用户对安全性方面 的要求越来越高，一些调查表明超过5 0 的企业领导人表示安全问题是他们不 敢拥抱移动商务的首要因素。现在移动商务领域内的研究已越来越多的集中到 了移动商务的安全方面。 移动商务的安全问题概括起来有以下几个方面： ( 1 ) 移动终端的安全问题 移动终端的安全问题包括终端可能被盗用，盗用者在偷来的终端上使用 合法的s i m 卡访问系统资源。攻击者利用借来的终端超出允许的范围访问 系统，终端数据和s i m 卡数据可熊被破坏和修改等， ( 2 ) 无线通信网络的安全问题 无线通信网络的安全问题主要包括以下三个方面： 1 ) 非授权访问数据。攻击者可以窃听无线链路上的用户敏感数据。 2 ) 完整性的威胁。攻击者可以修改、插入、重放或删除用户的敏感数 据。 3 1 拒绝服务攻击。攻击者通过在物理上或协议上千扰用户信息在无线 链路上的正确传输，来实现无线链路上的拒绝服务攻击。 ( 3 ) 服务网络的安全问题 服务网络的安全问题主要包括以下五个方面： 1 ) 非授权访问数据。攻击者在服务网内窃听、非授权访问用户的敏感 数据。 2 1 完整性威胁。攻击者可以修改、重放或删除服务网内的用户敏感数 据，或假冒通信的菜一方修改通信的数据。 武汉理工大学硕士学位论文 3 ) 拒绝服务攻击。攻击者通过在物理上或协议上千扰用户信息在网络 中的正确传输，来实现网络中的拒绝服务攻击。 4 ) 否认。用户可能对己完成的交易或行为进行否认，网络单元可能否 认发出的信令或控制数据，或否认接收到其它网络单元发出的信令 或控制数据。 5 ) 非授权访问服务。攻击者可能模仿合法用户使用网络服务，也可能 假冒服务网以利用合法用户的接入尝试获得网络服务；攻击者还可 假冒归属冈以获得其假冒某一用户所需的信息等【4 l 。 1 2 选题的意义 随着2 0 0 6 年3 g 的发牌，无线通信产品将为人们提供速率高达m b s 的宽带 多媒体业务，支持高质量的话音、分组数据、多媒体业务和多用户速率通信， 这将彻底改变人们的通信和生活方式。3 g 作为宽带移动通信，将手机交为集语 音、图像、数据传输等诸多应用于一体的未来通信终端。这将进一步促进全方 位的移动电子商务得以实现和广泛地开展，如实时视频播放。 下面列出了一些在移动商务方面领先的竞争技术： w a p w m l ：w m l 的全称是w i r e l e s sm a r k u pl a n g u a g e 无线标记语言。 w m l 用来在支持w a p ( w i r e l e s sa p p l i c a t i o np r o t o c o l ，无线应用协议) 的设备上描述特定内容x m l 语言( 可扩展标记语言：e x t e n s i b l em a r k u p l a n g u a g e ) 。w a p w m l 是瘦客户机应用程序( 如基于微浏览器的应用 程序) 的平台，因为缺少客户机方的使用性，所以基于w a p 的移动商务 从来都不流行，j 2 m e 智能客户机在将来很可能会取代w a p ，呲应用 程序唧。 b r e w ：q u a l c o m m 的b i n a r yr u m i m ee n v i r o n m e n tf o rw i r e l e s s ( 无线二 进制运行库环境) 是支持胖客户机开发和供应的技术。b r e w 是一个开 源的无线设备应用开发平台，程序员可以在任何c d m a ( c o d e - d i v i s i o n m u l t i p l ea c c e s s ) 手机上开发简便的应用，这些应用包括；短信息( s m s ) 、 电子邮件( e - m a i l ) 、游戏( g a m e s ) 和互联网广播( i n t e r n e tr a d i o ) ，中国联 通的c d m a 手机就采用这种技术开发手机游戏。b r e w 应用程序是用 c c + + 编写的，并在支持b r e w 的电话中本机运行。不过，只有数量 4 武汉理工大学硕士学位论文 有限的电话支持b r e w 。尽管b r e w 本杌应用程序可以做到非常优化， 但是他们不在托管环境中执行，因而容易出现编程错误，j 2 m e 应用程 序可以通过j 2 m er u n t i m ef o rb r e w 在b r e w 设备上运行聊。 j 2 m e 技术；j 2 m e 是m i c r o s o f t 的n e tc o m p a c tf r a m e w o r k 的最大竞 争者，象m i c r o s o f t 的n e tc o m p a c tf r a m e w o r k 一样，它针对的是智能 管理的移动客户机开发。它主要针对的是企业应用程序。不过，j 2 m e 主要运行在中低端移动设备上川【8 l 。 采用n e tc o m p a c tf r a m e w o 哝静原因j 从手机软件的发展来看，手机上的软件的发展经历了三个阶段：最早只有 基本的语音服务，其后增加了简单的附加应用，接着出现了w a p 方式使移动终 端能访问i m e m e t 的功能。发展到当前这个阶段，新的问题也随之而来。 首先是缺乏一个开放的编程平台。目前，手机类嵌入式系统普遍使用c 语 言稷专用的实时操作系统，开发速度慢，也没有动态加载应用程序的能力，所 以单纯依靠手机厂商自身的软件开发能力难以满足市场的需求；另一方面，广 大的软件开发商又无法参与进来，开发适用于手机的应用程序。 其次，目前手机访问i n t e m c t 一般通过w a p 方式。现在的w a p 解决方案要 求手机通过w a p 网关才能访问i n t e r n e t ，并且只能访问w m l ( w i r e l e s sm a r k e t l a n g u a g e ) 网页，而不是目前主流的h t m l 网页，也不能显示复杂格式的图形。 此外，现有的w a p 解决方案不够智能，所有网络资源必须在网络接通时才可使 用，不仅耗时，费用亦很高。如果进行在线交易会增加服务器负荷，反应速度 馒，使无线i n t e m e t 应厢受到很大的限制。 而利用n e tc o m p a c tf r a m e w o r k 正好可以解决以上问题i s 首先， n e t 语言是跨平台运行的，第三方软件开发商可以很容易地介入进来开发应用程序， 也可以很方便地安装到移动电话上，而且还能支持应用程序的动态下载和升级； 其次，n e tc o m p a c tf r a m e w o r k 提供了h t t p ( h y p e r t e x tt r a n s f e rp r o t o c 0 1 ) 、t c p 等高级n t e r n c t 协议，使移动电话能直接访闯已有m e r n e t 的全部信息； 此外， 还能访问本地存储区，提供最高效率的在线操作；同时支持脱机操作，可在必 要的时候与服务器交换数据而无须一直在线。 武汉理工大学硕士学位论文 1 3 论文的工作和内容安排 本文的研究目标是设计和实现一个基于n e tc o m p a c tf r a m e w o r k 的平台， 通过这个平台可以实现移动基金查询交易功能的这样的一个系统，让移动智能 设备成为整个客户机服务器架构下的前端。研究工作就主要集中在三个方面： ( 1 ) 系统的体系结构的设计； ( 2 ) w t l s 的软件实现； ( 3 ) 移动基金查询交易系统鹊实现。 本文的内容安排如下：第一章是讲述本文的研究背景以及意义：第二章详 细介绍n e tc o m p a c tf r a m e w o r k 及移动安全有关的技术知识：第三章详细介绍 了w t l s 的函数库设计；第四章详细介绍系统的具体设计与实现，以及运行结 果；第五章总结全文并指出下一步的研究工作。 6 武汉理工大学硕士学位论文 第2 童相关技术 2 1 移动操作系统概述 本文主要讨论面向移动智能终端的商务应用系统，目前较为流行的开放式 智能操作系统有w i n d o w sm o b i l e 、s y m b i a n 、p a l m 和嵌入式l i a u x 等四种。除此 之外国内厂商还开发了h o p e n 和d o e a s y 等操作系统。 早期的手机由于用途单一，功能简单针对不同芯片所设计的手机都需要 设计一套相对应的操作系统来支持其硬件功能，由于硬件上的简单性，其操作 系统也比较简单且成本较低，这并没有引起人们的关注。随着技术的进步，手 机功能越来越丰富和复杂，其硬件与软件的复杂度也大大增大了，伴随而来的 是软件成本增加。针对每款手机都开发新的操作系统则显得成本过高，因此现 在已经出现一些开放的手机操作系统，只要芯片厂商生产的芯片符合相关标准 即可应用该操作系统。 w i n d o w sm o b i l e 将用户熟悉的桌面w i n d o w s 体验扩展到了移动设备上。 它是微软为了进军便携式电子设备领域，为智能移动终端设备打造的操作系统。 在上世纪9 0 年代中期微软推出了w i n d o w sc e 操作系统并取得了一定成功， 而便携设备市场的巨大潜力也使得微软做出了全面进军这一领域的决定。从 2 0 0 3 年开始，微软相继维出了p p c 和s m a r t p h o n e 两个子系统，分别针对 p d a 型智能手机和普通智能手机市场。到了2 0 0 5 年5 月微软发布了 w i n d o w sm o b i l e5 0 ，其智能终端包括p o c k e tp c 、s m a r t p h o n e 以及m e d i ac e n t e r s 三大平台体系，面向个人移动电子消费市场。2 0 0 7 年2 月1 2 日，微软在3 g s m 大会上高调发布了w i n d o w sm o b i l e 的最新版本w i n d o w sm o b i l e6 ，该系统对硬 件的要求很岗，不过对于想要实现强大功能的智能手机用户来说，w i n d o w s m o b i l e 定位于中高端的个人信息平台无疑会满足他们的要求。 w i n d o w sm o b i l e 阵营中的p o c k e tp c 是一部具备了一定的数据管理和处理 能力的智能手机，也是本文所研究的移动商务系统实现的平台，使用的敝本为 w i n d o w sm o b l i e5 0 。 s y m b i a n 是由诺基亚、摩托罗拉和爱立信等手机大厂在上世纪9 0 年代末共 7 武汉理工大学硕士学位论文 同推出的手机平台专用操作系统。它的源代码对成员开放，各厂商可以按约定 的规则修改s y m b i a n 系统的源代码，并在联盟内共享。随着它的不断完善和第 三方厂商软件的不断增多，s y m b i a n 系统也逐渐被用户和市场所认可，几乎占据 了智能手机操作系统市场的半壁江山。目前s y m b i a n 系统分为s y m b i a n o s6 0 、 7 0 、8 0 等不同版本，每个版本又有$ 6 0 、$ 7 0 、s 8 0 等多个不同的操作界面， 支持的硬件特征也各不相同。其中$ 6 0 界面是目前使用最多的界面，适合单手 操作，也拥有最多的第三方软件支持。由于该界面多用于普通造型的智能手机， 如诺基亚7 6 1 0 、6 6 8 0 等，因此支持的屏幕分辨率也较低。s y m b i a n 是目前铰完 善且综合性最令人满意的智能手机操作系统，其不同版本和界面覆盖了从高端 到低端的智能手机。不过在不同的界面之间软件通用性不佳则是s y m b i a n 的一 大弱点。随着其它三种主流操作系统的发展，其市场份额将被进一步吞噬。但 在诺基亚等大型手机公司不断技术创新的支持下，该系统仍将保有竞争优势。 嵌入式l i n u x 操作系统是智能手机操作系统的后来者，由于该系统免费开 放源代码，国内外很多公司都致力于l i n u x 操作系统和应用软件的开发。摩托 罗拉公司也相继推出了多款基于l i n u x 系统的手机( 例如a 7 8 0 、e 6 8 0 、a 7 6 8 i 等) ，而对l i n u x 感兴趣的厂商还包括三星、波导、索尼爱立信等公司。嵌入式 l i n u x 操作系统的系统资源占用率较低，而且性能比较稳定。l i n u x 操作系统与 j a v a 的相互融合，是任何一个操作系统所不能比拟的，l i n u x + j a v a 的应用方 式，能够给用户极大的拓展空间。然而，由于l i n u x 操作系统介入智能手机领 域较晚，采用此操作系统的手机基本只有摩托罗拉的少部分机型，所以专为这 些少量用户所制作的第三方软件还非常少，影响了l i n u x 操作系统在智能手机 领域内的势力扩张，另外l i n u x 由于没有统一的标准，各手机开发商都使用自 己的l i n u x 系统与界面解决方案，使得第三方软件开发受到限制。 采用p a l m 操作系统的手机，其实就是“具备移动电话功能的掌上电脑” 而已，其操作系统和以往基于p a l m 操作系统的掌上电脑没什么区别。p a l m 原 本为便携设备设计，因此结构紧凑、筒单易用，不需要很大的存储空阅。但是 由于功能简单，p a l m 操作系统对应用软件的依赖性很强。虽然如此，经过p a l m 多年的经营使得其软件非常丰富，即使是s y m b i a n 和w i n d o w sm o b i l e 也难以 望其项背。p a l m 系统的另外一个缺点是它采用抢占式多任务内核，不允许多文 档接口存在，因此在未来的多媒体应用中的劣势比较明显。p a l m 由于只专注于 p d a 市场，对手机的支持不是很好，所以市场占有率不高，但是全球数于万的 8 武汉理工大学硕士学位论文 p a l m 用户是p a l m 操作系统智能手机庞大的潜在用户群。目前国内使用p a l m o s 的智能手机还不是很多。 h o p e n 操作系统是由中科院从1 9 9 3 年开始开发的实时多任务嵌入式操作 系统，优点是采用微内核结构设计，占用资源少；支持1 6 位_ 3 2 位c p u ；开发 费用低，具有高实时性和开放型等。国内厂商联想、中电、紫光、科健等均推 出了采用该操作系统的产品。d o e a s y 系统由波导公司投资开发，也是种具 有高开放型和低成本的实时多任务操作系统，波导旗下的产品如d o e a s y x s e 8 6 0 e 8 9 8 等均采用该系统。这两种国产操作系统由于实力分散、软件支持 有限以及用户接受程度较低等原因还未能进入主流手机操作系统市场1 1 0 i 。 2 2 系统开发平台及语言的选择 本系统是为以w i n d o w sm o b i l e 为操作系统的掌上电脑开发的。系统采用 m i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o2 0 0 5 开发环境，使用基于n e tf r a m e w o r k 的新一代开发 语言胖作为开发语言，在p c 机上进行开发的。由于是基于微软的新的战略n e t f r a m e w o r k ，系统的可移植性比较好，可以向后兼容下一代的智能设备操作系统， 并且可以简单、方便地移植到其他版本的w i n d o w s 系统。 2 2 1 n e t 随着网络经济的到来，微软希望能够在任何时候、任何地方、利用任何工 具都可以获得网络上的信息，并享受网络通信所带来的快乐。n e t 就是为着实 现这样的目标而设立的简单地讲，m i c r o s o f t n e t 是微软的项战略，将软件 的供应当作项服务来看待。 微软总裁兼首席执行官史蒂夫，鲍尔墨曾经概述过：“n e t 代表了一个集合、 一个环境、个编程的基本结构，作为一个平台来支持下一代的互联网。n e t 也是一个用户环境，是一组基本的用户服务，可以作用于客户端、服务器或任 何地方，与改编成模式具有很好的一致性，并有新的创意。因此，它不仅是一 个用户体验，而且是开发人员体验的集合，这就是对n e t 的概念性描述”。 具体地说，m i c r o s o f t 正在五个方面创建平台，即工具、服务器、x m lw e b 服务、客户端和n e t 体验。这五部分是n e t 的全部内容，其中前四者组合到一 起称之为n e t 平台，而n e t 体验则是建在该平台之上的应用【l l 】。 9 武汉理工大学硕士学位论文 2 2 2 n e t 的开发平台一v i s u a ls t u d i o2 0 0 5 v i s u a ls t u d i o2 0 0 5 是微软专为，n e t 构建的下一代主流多语言开发工具，是 微软公司推出的最新一套完整开发工具，是微软实现其n e t 战略的核心组件之 ，用于生成a s pw e b 应用程序、x m lw e bs e r v i c e s ，桌面应用程序和移动应 用程序。 v i s u a ls t u d i o2 0 0 5 是一种数字网络时代应用程序理想的开发工具，可以更好 地科学管理软件开发过程，提高软件开发效率；同时它一开始就为x m l 的w e b 服务创建了开发环境，它的特性使开发人员可以增加开发速度、快速设计功能 全面的w e b 应用程序等；提供一个统一的集成开发环境( i n t e g r a t e dd e v e l o p m e n t e n v i r o n m e n t ，t o e ) 及工具，能够侠速构建用于w i n d o w s , w e b ，移动w e b 设备， p o c k e tp c 和其他使用n e tc o m p a c tf r a m e w o r k 的嵌入式设备的应用程序。t o e 是进行程序设计的工作场所，在这里，可以对源程序进行编辑和编译，也可以 对目标程序进行调试运行。v i s u a l s t u d i 0 2 0 0 5 中集成了智能设备的仿真器，可以 很方便快捷的开发智能设备( 包括p o c k e tp c ) 的应用程序。 v i s u a l s t u d i 0 2 0 0 5 可以使用自选的语言快速创建可缩放的x m l w 曲服务和 应用程序，其中包括的程序语言，诸如v i s u a lb a s i c n e t , v i s u a lc + + n e t 和v i s u a l c n e t 等，全都使用相同的t o e ，该环境允许它们共享工具并有助于创建混合 语言解决方案。 v i s u a ls t u d i o2 0 0 5 是针对，n e t 框架而设计的，二者紧密结合。v i s u a ls t u d i o 2 0 0 5 通过提供一个统一的集成开发环境及工具，提高了开发效率，集成了多种 语言支持；简化了服务器端的开发；提供了高效地创建和使用网络服务的方法。 v i s u a ls t u d i o2 0 0 5 集成开发环境包括开发智能设备( 如p o c k e tp c ) 应用程序 的工其。通过使用这些工具和n e tf r a m e w o r k 精简版，可以在智能设备、p d a 、 移动电话和其他资源受约束的设备中，创建、生成、调试和部署在n e t f r a m e w o r k 精简版上运行的应用程序吲。 2 , 2 3 n e t 框架 ( 1 ) n e tf r a m e w o r k n e t 框架( n e t f r a m e w o r k ) 是微软n e t 开发的核心和基础。n e t f r a m e w o r k 是一个高产的、基于标准的、多语言应用程序执行环境，处 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 理基本管线杂务，使部署更容易。它提供应用程序执行环境来管理内存 和进行版本控制，改善了应用程序的可靠性、可扩展性以及安全 性。，n e tf r a m e w o r k 包括了2 个主要的部分：公共语言运行库( c o m m o n l a n g u a g er u n t i m ec l r ) 和框架类库，其中框架类库中包含了a s p n e t 、 e n t e r p r i s es e r v i c e s 、a d o ，n e t 和w i n d o w sf o r m s 。 n e tf r a m e w o r k 包含了在操作系统上进行软件开发的所有层，它 使微软或其他平台上的显示技术、组件技术和数据技术实现高度集 成。n e t 开发框架如图所示从图2 一l 中可以直观地7 解，n e t f r a m e w o r k 的主要组成部分一公共语言运行库( c l r ) 和一组公用层次类 库所有在n e t 开发平台上创建的应用程序运行都需要运行这两个核 心块。 图2 - 1 n e t 框架详细结构【1 2 1 1 ) 公共语言运行库( c u o 公共语言运行库位于，n e tf r a m e w o r k 的最低层，是其基础，在这一层上不 武汉理工大学硕士学位论文 周语言编写的应用程序将被统一转换为中间语言，并由c l r 将其最终转换为能 够在计算机硬件上被识别的二进制代码。c l r 用来支持代码的运行，提供内存 和线程管理等核心系统服务，并引入了一些能提高应用程序运行可靠性的技术 ( 比如消除了内存泄漏) ，同时也提供了多语言执行环境，使得组件和x m lw e b 服务的综合使用不再受编程语言的限制。 基于公共语言运行库开发的代码称为托管代码( m a n a g e dc o d e ) ，它的运行步 骤大体如下：首先使用一种公共语言运行库支持的编程语言编写源代码，然后 使用编译器生成独立于机器的微软中间语言( m i e r o s o f li n t e r m e d i a t el a n g u a g e ， m s i l ) ，同时产生运行所需的元数据，在程序运行时再使用即时编译器( j u s ti n t i m ec o m p i l e r , j i t ) 将m s i l 代码及时编译成本地的机器语言在对应的系统中运 行。 在组件的运行及开发过程中，公共语言运行库都扮演若非常重要的角色。 在组件运行过程中，运行时负责管理内存分配、启动或删除线程和进程、实施 安全性策略、同时满足当前组件对其它组件的需求。在开发阶段，公共语言运 行库的作用稍有变化，由于运行时的自动化程度大为提高，因而开发工作变得 非常轻松。 另外，公共语言运行库还提供了更多的功能和特性：统一和简化的编程模 型，避免了经常遇到的d l l 版本和更新问题，简化了应用程序的发布和升级； 通过多种语言之间的交互，用户甚至可以在v b 中使用c + + 编写的类。 2 ) 类库( c l a s sl i b r a r y ) n e tf r a m e w o r k 将完全不同的类库统一起来，为开发者提供统一的、面向 对象的、分层的、可扩展的一组共用层次类库f 。类库提供用来编写在c l r 的 控制下运行的代码所需的软件组件，即几乎所有应用程序都需要的公共代码。 类库以命名空间( n a m e s p a c e ) 来组织类库。在n e tf r a m e w o r k 中，根或项 级名称空间是“s y s t e m ”，在之下按照功能区的分级制度进行排列。命名空间被 存储在可移植运行模块文件中，一般为d l l 和e x e 文件。对于一个完整的类名， 类名中最后一个点号前的部分，通常为命名空间，而