基于Android学生基本信息管理的设计与开发

I基于Android学生基本信息管理的设计与开发摘要随着智能手机的快速普及，智能手机操作系统市场风生水起。为了让智能手机用户能够随时随地查询互联网所提供的服务，一种高效的办法就是将应用系统的功能拓展到手机终端上，让手机能够通过移动网以及互联网访问Web网站并处理各种各样的业务。因此，智能手机的应用软件及其需要的服务将有广阔的发展前景。在如今这个智能手机系统群雄纷争的时候，2008年Google推出了一款名为Android的开源智能手机操作系统，它采用Linux内核，开放手机联盟(OHA)成员可以任意使用和修改SDK包，系统的开源性使其具有良好的拓展性。这款软件包括了操作系统、用户界面和应用程序，即智能手机工作所需要的全部软件。Android的最大特点是其开放性体系架构，不仅具有非常好的开发、调试环境，而且还支持各种可扩展的用户体验，包括丰富的图形组件、多媒体支持功能以及强大的浏览器。因此，对于软件从业人员来说，Android平台具有无限的吸引力。本文就在分析讨论Android手机软件开发技术原理的基础上，开发出能为太原理工大学学生提供更好的基于Android的学生信息管理软件。关键字：太原理工大学；Android；学生基本信息IIBasedontheAndroidsdesignanddevelopmentofstudentsbasicinformationmanagementABSTRACTWiththerapidproliferationofsmartphones,smartphoneoperatingsystemmarket,windandwater.InorderforsmartphoneuserstochecktheInternetanytime,anywhereservicesprovidedanefficientwaytoexpandthefunctionofthesystemwillbeappliedtothemobilephoneterminal,themobilephonetoInternetaccessviamobilenetworks,andvarietyofWebsitesandprocessbusiness.Therefore,thesmartphoneapplicationsandtheneedfortheservicewillhavebroadprospectsfordevelopment.Intodayssmartphonesystemwhendisputeswarlords,2008,GoogleintroducedasmartphonecalledtheAndroidopensourceoperatingsystem,whichusesLinuxkernel,OpenHandsetAlliance(OHA)memberscanbefreetouseandmodifytheSDKpackage,thesystemIthasagoodopen-sourcenatureoftheexpansionof.Thesoftwareincludestheoperatingsystem,userinterfaceandapplicationsthatneedtoworksmartphonesallthesoftware.Androidsbiggestfeatureisitsopenarchitecture,notonlyhasaverygooddevelopmentanddebuggingenvironment,butalsosupportsavarietyofscalableuserexperience,includingrichgraphicalcomponents,multimediasupport,andpowerfulbrowser.Therefore,forsoftwareprofessionalsis,Androidplatformhasunlimitedappeal.Inthispaper,theanalysisanddiscussionAndroidmobilephonesoftwaredevelopmenttechnologyonthebasisoftheprinciple,developedtoprovidestudentswithbetterplatformtostudentsbasicinformationmanagementbasedonAndroidmeteorologicalsoftware.KeyWords:TaiyuanUniversityofTechnology;Android;informationmanagement目录摘要.IABSTRACT.II1绪论.11.1课题背景.11.2系统内容及开发意义.12Android平台及相关技术简介.22.1Android现状及发展.22.2Android系统特点.22.3Android的功能特征.32.4Android架构分析.42.4.1应用程序框架.42.4.2类库.52.5运行环境.62.5.1操作系统.62.5.2Android开发变量及其配置.62.6Android开发环境搭建.62.6.1计算机配置.62.6.2安装JDK.62.6.3安装Eclipse.72.6.4安装SDK.72.6.5安装ADT.72.6.6设置Eclipse.82.6.7创建AVD.82.7HTTP协议.82.8JSOUP.92.8.1简介.92.8.2文档输入.102.8.3解析并提取HTML元素.102.8.4修改数据.102.8.5HTML文档清理.103Android应用程序结构剖析.113.1Android的API.113.2Android应用程序结构解析.123.2.1活动.123.2.2意图接收器.133.2.3服务.133.2.4内容提供者.133.3Intent的详细解析.133.3.1Intent的抽象描述.13I3.3.2Android中Intent的使用.143.4Android活动的生命周期.153.4.1活动的生命状态.153.4.2活动的运作流程.174需求分析.184.1背景.184.2假定条件下的约束限制.184.2.1硬件约束.184.2.2用户约束.184.3系统目标.184.4先行组织机构及业务现状.184.5功能需求.194.6性能需求.194.7界面友好.194.8快速响应.194.9数据安全.194.10数据需求.195系统概要设计.215.1系统功能模块.215.2系统实现流程图.215.3网络传输模块概要设计.225.3.1设计思路.225.3.2数据获取.235.3.3网络连接.236系统详细设计与实现.246.1登录模块.246.2成绩查询模块.266.3本学期课表查询模块.286.4修改密码模块.306.5分享模块.327测试用例.337.1设计过程中出现的问题.337.2目标.337.3运行与测试环境.337.4功能测试.337.4.1登录模块测试.337.4.2用户选择模块测试.337.4.3各大功能模块测试.347.5非功能测试.347.5.1实时性测试.347.5.2安装/反安装测试.34II7.5.3兼容性测试.357.5.4用户界面测试.35总结.36参考文献.37致谢.38附录一英文文献原文.39附录二中文译文.4401绪论1.1课题背景随着科学技术的发展，计算机网络技术的普及和对办公效率的要求越来越高，很多高校开始网络化办公改革，将更多的平常工作（入通信联系，发放通知，传递文件等）通过网络这个平台来完成。经过一段时间的发展，网络在搞笑日常锅里中实现的功能越来越多，数字化校园管理系统应运而生。我们学校是采用浏览器/服务器（b/s）模式，这种模式想对最初的人工管理方便了许多，不在需要大量的人力，学生要登陆并操作管理系统也不再需要排队和拥挤，更不会因为在系统上的操作会耽误正常的教学任务（问卷调查等）。b/s模式的校园信息系统只需要一台能访问网络的浏览器即可。只要信息系统服务器端提供个人信息，考试成绩，课程表等等业务模块，在客户端的浏览器视窗中就能进行相应模块的功能管理。这种b/s模式的信息管理系统具有不限时间，地点等优势，然而随着移动互联网的发展这种b/s模式的信息管理系统也存在很多不足，比如你想要进行相关操作，就必须坐在电脑前，而且课程开设的通知等等也是要通过上网才知道，对于一些不常上网的同学可能会错过很多有用的消息，比如说课程调整,成绩发布等等。而这些缺陷都可以通过移动终端来解决。1.2系统内容及开发意义综上所诉，在平时的校园生活中，教务系统给予各系的同学许多方便，学校缴费，选课调课，查询考试，报名考证等等，都可以通过电脑登录教务系统来得到解决。而为了让教务系统变得更加便利，我们有必要开发一个基于Android平台下的学生信息信息管理系统。同学们就可以通过安装有Android系统的只能手机来登陆和操作信息管理系统，并随时随地查看信息系统的信息。同时对于软件工程系的我而言，这是见证我们四年所学的最佳机遇。这一次的软件开发过程，给了一个让我发挥的平台。12Android平台及相关技术简介Android现状及发展Android是Google开发的基于Linux平台的开源手机操作系统。它包括操作系统、用户界面和应用程序移动电话工作所需的全部软件，而且不存在任何以往阻碍移动产业创新的专有权障碍。Google与开放手机联盟合作开发了Android，这个联盟由包括中国移动、摩托罗拉、高通、宏达电和T-Mobile在内的30多家技术和无线应用的领军企业组成。Google通过与运营商、设备制造商、开发商和其他有关各方结成深层次的合作伙伴关系，希望借助建立标准化、开放式的移动电话软件平台，在移动产业内形成一个开放式的生态系统。Android作为谷歌企业战略的重要组成部分，将进一步推进随时随地为每个人提供信息这一企业目标的实现。我们发现，全球为数众多的移动电话用户从未使用过任何基于Android的电话。谷歌的目标是让（移动通讯）不依赖于设备甚至平台。出于这个目的，Android将补充，而不会替代谷歌长期以来奉行的移动发展战略：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。开放手机联盟的成立和Android的推出是对现状的重大改变，在带来初步效益之前，还需要不小的耐心和高昂的投入。在2012年，Android手机的全球销量为4.815部，占据了全球智能手机68.8%的市场份额。在2013年，这个数字上升到了7.812亿、78.9%，这是一个相当惊人的数字。不过，这些数字当中，还蕴含了一些有趣的部分。比如在2013年第四季度，25%的Android手机并未包含谷歌服务，以亚马逊、国内的小米等厂商为主。显然，这种现象说明了即使Android极受欢迎，但碎片化则十分严重。再来看看Android版本的分布情况。目前，最新的Android4.4显然尚不成气候，Android4.3/4.2/4.1则占据了59.1%的份额，Android4.0下降到16.9%，其他22.5%则是老旧的Android2.X。显然，双核/四核处理器已经向低端产品普及，越来越多的手机都能够搭载更新版本的系统版本，但碎片化依然是谷歌需要考虑的课题。2.2Android系统特点Android系统最震撼人心之处在于其开放性和服务的免费性方面。Android是一个对第三方软件完全开放的平台，开发者在为其开发程序时拥有更大的自由度，突破了iPhone等只能添加为数不多的固定软件的枷锁；同时与WindowsMobile(现叫WindowsPhone)、Symbian等厂商不同，Android操作系统免费向开发人员提供，这样可节省30%的成本。Android平台的手机以及平板电脑具有以下5大特点：1、开放性。在优势方面，Android平台首先就是其开放性，开发的平台允许任何移动终端厂商加入到Android联盟中。显著的开放性可以使其拥有更多的开发者，随着用户和应用的日益丰富，一个崭新的平台也将很将走向成熟，苹果的IOS系统封闭；无向任何厂商提供，WindowsPhone系统封闭，厂商需要花高价购买；Nokia的2Symbian之前也一直是封闭，现在已经末落了。2、挣脱运营商的束缚。在过去很长的一段时间，特别是在欧美地区，手机应用往往受到运营商制约，使用什么功能接入什么网络，几乎都受到运营商的控制。自从Android上市，用户可以更加方便地连接网络，运营商的制约减少。随着EDGE、HSDPA这些2G至3G移动网络的逐步过渡和提升，手机随意揍人网络已不是运营商口中的笑谈。3、丰富的硬件选择。这一点还是与Android平台的开放性相关。由于Android的开放性，众多的厂商会推出丰富多彩、各具特色的多种产品。功能上的差异和特色却不会影响到数据同步、甚至软件的兼容性。好比用户从诺基亚的Symbian（塞班）风格手机一下改用装载Android（安卓）系统的手机，同时还可将Symbian中优秀的软件带到新手机上使用，联系人等资料更是可以方便地转移。4、不受任何限制的开发商。Android平台提供给第三方开发商一个十分宽泛、自由的环境，因此不会受到各种条条框框的阻挠，可想而知，这样会有多少新颖别致的软件会诞生。但这也有其两面性，血腥、暴力、情色方面的程序和游戏如何控制正是留给Android开发人员的难题之一。5、无缝结合的Google应用。如今Google在互联网领域已经走过十多年历史，从搜索巨人到全面的互联网渗透，Google服务如地图、邮件、搜索等已经成为连接用户和互联网的重要纽带，而Android平台手机将无缝结合这些Google应用。2.3Android的功能特征(l)应用程序架构: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，就可以直接调用这些组件来使用，可以节省开发应用程序的心力及时间。(2)Dalvik虚拟机器:在Android平台上所使用Java虚拟机，不是Sim公司的标准Java虚拟机，而是使用Google自主开发的代号为Dalvik的虚拟机，它在保证API方面的兼容的同时，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。(3)集成的浏览器:集成的浏览器是Android内建的浏览器，是以WebKit的浏览引擎为基础所开发成的。WedKit是一个开源浏览器网页排版引擎，目前使用WebKit引擎的浏览器主要有:Safari，Midori，Epiphany等。配合Android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。(4)优化的绘图能力:在程序里可以用到的绘图功能分为2D与3D两个方面。在2D方面，Android提供了一套特有的类库(SGL;而在3D方面则是使用OpenGLES1.0(openGLforEmbeddedsystems)规范的类库。它们是一种非常快的图形引擎，并且支持硬件加速。(5)SQLite数据库:SQLite提供结构化的数据存取。SQLite是一款轻型的数据库，它的设计目标是嵌入式的，目前已经在很多嵌入式产品中使用了它，它占用的资源非常低。它能够支持Windows/Linux/Unix等主流的操作系统，同时能够跟很多程序语言相结合，比如php，Java等，还有ODBC接口，同样比起Mysql，PostgreSQL来讲，它的处理速度比它们都快。它无需安装和管理配置，它是一个储存在单一磁盘文件中3的完整数据库，体积小只有250KB但支持数据库大小至2TB。它虽然很小巧，但是支持的SQL语句毫不逊色于其它开源数据库。同时它还支持事务功能和并发处理等等。SQLite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。(6)多媒体的支持能力:主要用于播放媒体文件。这同时包括对音频(如播放MP3或其他音乐文件等)和视频(如播放从网上下载的视频)的支持，并支持“播放URI地址”(Note:URI即是统一资源识别地址)模式在网络上直接播放的流媒体。另外支持各种通用的静态图像格式，例如:JPG、PNG、GIF等格式。(7)GSM技术:GlobalSystemforMobileCommunications，即全球移动通讯系统，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。GSM技术是属于手机硬件方面的展现，也是在开发Android应用程序时可以突出的特点之一。(8)蓝牙、EDGE、3G及Wi-Fi:蓝牙是一种新型、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。EDGE(EnhancedDataRateforGSM，Evolution)，即增强型数据速率GSM演进技术。EDGE是一种从GSM到3G的过渡技术，它主要是在GSM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SPSK调制技术。由于8PSK可将现有GSM网络采用的GMSK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。Wi-Fi(WirelessFidelity)，即无线保真技术，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2.4GHz附近的频段，该频段目前尚属没用许可的无线频段。其目前可使用的标准有两个，分别是IEEE802.lla和IEEE802.11b。这些通讯能力也是属于手机硬件方面的展现，也是在开发Android应用程序时可以突出的特点之一。(9)GPS:GlobalPositioningSystem，即全球定位系统，它是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻和任何地点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人。这个同样也是属于手机硬体方面的体现，也是在开发Android应用程序是可以突出的特点之一。2.4Android架构分析2.4.1应用程序框架在AndroidSDK中，定义了让开发者使用与核心应用程序相同API的权限应用程序框架是为了要简化组件的重新利用而设计的，应用程序可以发布功能为其它应用程序所使用。但是，这要受限于应用程序架构的安全机制，使用者以用同样的机制来新增、置换组件。目前所有的应用程序是由服务及系统来组成，包含有:(l)一套强大和可扩展的视图系统:用来建构一个应用程序的基本组件，包了在开发系统画面时，常用的列表、网格、文本框、按钮等控制项，甚至是内嵌的Web浏览4器。(2)内容提供者:使应用程序可以访问另一个应用程序的数据(如联系人数库)，或者共享它们自己的数据。(3)资源管理器:提供各种非程序代码的资源让应用程序去使用。例如:本字符串、图形文件或排版相关的布局文件。(4)通知管理器:提供应用程序在状态栏中显示应用程序自定义的提示信息。(5)活动管理器:管理所有应用程序的生命周期及提供常用的导航回退功能。例如:启动应用程序要用到的资源准备及关闭应用程序时释放内存及相关资源等工作。(6)视窗管理器:用来管理所有启动程序的视窗。(7)位置管理器:用来管理地图服务的相关功能。(8)电话管理器:用来管理用户拨打与接听电话的相关功能。(9)包管理器:管理所有安装在Android系统内的包。2.4.2类库在Android中包含一些C/C+的类库，这些类库能被Android系统中不同的组件来使用。开发者可以通过应用程序框架使用这些功能。部分核心类库列表如下:(1)surfaceManager:主要的功能是让开发者可以去存取/显示系统及管理的功能，在显示与存取操作间的对应、互动以及实现无接缝的2D/3D多应用程序之间的整合。例如:在2D、2D显示上的合成、叠合动作。(2)3Dlibraries:主要是依openGLES1.0规范所定义的3D绘图引擎。该库使用硬件加速(当硬件可用时)，可以将硬件的3D功能做最佳化的处理显示。(3)SGL:主要是处理有关显示2D方面的绘图引擎。(4)MediaFramework:主要是以packetVideo公司的OpenCORE为基础所发展的多媒体类库，该库支持回放和录制大量流行的音视频格式和静态图片。例如:MPEG4、H.264、MP3、AAC、AMR、JPG、PNG、GIF等格式(5)FreeType:主要是用来显示点阵图和处理向量字形的。(6)SSL:(secureSocketsuyer)，中文名为“安全套接层协议层”，它是网景公司提出的基于WEB应用的安全协议，当前版本为3.0。SSL协议指定了一种在应用程序协议(如HTTP、Telenet、NMTP和FTP等)和TCP/IP协议之间提供数据安全性分层的机制，它为TCP/IP连接提供数据加密、服务器认证、消息完整性以及可选的客户机认证。它已被广泛地用于Web浏览器与服务器之间的身份认证和加密数据传输。SSL协议位于TCP胆协议与各种应用层协议之间，为数据通讯提供安全支持。SSL协议可分为两层:SSL记录协议(SSLRecordProtocol):它建立在可靠的传输协议(如TCP)之上，为高层协议提供数据封装、压缩、加密等基本功能的支持。SSL握手协议(SSLHandshakeprotocol):它建立在SSL记录协议之上，用于在实际的数据传输开始前，通讯双方进行身份认证、协商加密算法、交换加密密钥等。SSL协议提供的服务主要有:认证用户和服务器，确保数据发送到正确的客户机和服务器;加密数据以防止数据中途被窃取;维护数据的完整性，确保数据在传输过程中不被改变。(7)SQLite:SQLite是一套开放性的关联式资料库，能够被所有应用程序使用的轻量级的关系数据库引擎。5(8)webKit:是一个先进的网页浏览器引擎，被用来构建Android浏览器和内嵌的web视图，也可以让开发者利用这个引擎来做不同的应用。(9)libc:就是一个BSD标准C类库。但是，针对Linux嵌入式装置进行过最佳化的调整。2.5运行环境2.5.1操作系统WindowsXP或者VistaMacOSX10.4.8或者更高版本（仅支持x86）Linux(LinuxUbuntuDapperDrake)2.5.2Android开发变量及其配置Eclipse3.3(Europa),3.4(Ganymede)EclipseJDT插件（大多数的EclipseIDE包包含）WST（可选，但Android编辑器的功能需要，他被包含在mostEclipseIDEpackages中）JDK5或者JDK6（中有JRE是不够的）AndroidDevelopmentTools插件（可选）不兼容GNUJava编译器2.6Android开发环境搭建2.6.1计算机配置开发Android应用所用到的开发工具较占内存，尤其是模拟器。官方并未给出最低配置要求，根据个人实际体会，在本人IntelCorei7-2630QM四核处理器及8G内存的情况，能流畅使用。另外还需有600MB以上的剩余磁盘空间（官方文档中的说明）。2.6.2安装JDK由于Android开发是基于Java的基础上的，所以我们必须得安装JDK（JDK下载地址：/technetwork/java/javase/downloads/index.html）。安装过程中应对系统的环境变量做出相应的设置：1.右击计算机-属性-高级