【毕业学位论文】（Word原稿）基于Android系统云备份客户端的设计与实现-软件工程

中图分类号： 学校代码： 10055 密级： 公开 硕 士 专 业 学 位 论 文 基于 统 云备份 客户端的 设计与实现 文摘要 I 中文摘要 从计算机时代的开始，数据的存储一直是最核心的需求。随着大数据时代来临 ,数据价值越来越被重视。作为保护数据最常用的方式，云备份成为企业和个人选择数据保护的首选方法。另一方面，伴着 动互联网的兴起，数据信息更呈现了分散和跨平台的特点，针对 统的开放性，如何更好的把握系统多样性更好的兼容终端适配，以便让用户个性化的数据得到安全、便捷的存储成为了需要解决的问题。 论文中介绍了敏捷开发的理念和用其管理产品团队和开发团队的思想。敏捷开发以人为核心，采用循序渐进及迭代的开发方法，主张简单以及拥抱变化。论文对 台的技术开发现状以及发展趋势做了介绍，然后详细分析了台基本数据类型备份还原系统开发的各个环节，并讲述了该系统的实施技术。 论文描述的系统 中实现了 台上基本数据类型的备份还原，实现了轻松一键式实现备份到服务器、个人电子邮箱和本地存储卡功能。用户不但可以自由选择需要备份的内容，如：通讯录、短信、视频、图片等，更可以选择某一条数据进行备份，满足了用户个性化备份的需求。该系统适应移动应用的特点，具有低耦 合性、实时性、便于移植和可维护性等特点。 关键字 ： 移动数据 ， 备份还原 ， 云安全I to be of As of is of as in of of to s of to it to be of of to it in of To be is a on In up of to be of in of of up in by in of up in of up to by be to to a of to up As a of to of 录 第一章 绪论 . 1 第一节 选题背景 . 1 第二节 研究意义 . 2 第三节 国内外相关研究 . 2 外云存储服务发展现状 . 2 内相关产品对比 . 3 第四节 选题主要工作 . 4 第五节 文章结构规划 . 5 第二章 项目开发规划 . 6 第一节 开发平台与工具简介 . 6 台概述 . 6 简介 . 7 第二节 开发模型规划 . 8 第三节 敏捷开发 . 9 本迭代 . 10 速反馈机制 . 10 第四节 本章小结 . 11 第三章 需求分析 . 12 第一节 系统功能设计目标 . 12 第二节 用例分析 . 12 户备份用例 . 12 户还原用例 . 14 户加密解密用例 . 16 目录 跨机跨平台用例 . 17 第三节 系统功能需求分析 . 17 份流程分析 . 18 原流程分析 . 19 第四节 本章小结 . 20 第四章 系统总体设计 . 21 第一节 系统整体设计 . 21 第二节 操作逻辑设计 . 22 份操作逻辑 . 22 原操作逻辑 . 23 第三节 功能模块定义 . 23 第四节 快速原型 . 24 份快速原型 . 24 原快速原型 . 25 人数据加密原型 . 26 史记录原型 . 26 置功能原型 . 27 第五节 本章小结 . 28 第五章 份还原设计与实现 . 29 第一节 备份模块设计与实现 . 29 信息读取模块的实现 . 29 信息备份恢复模块的设计 . 30 它数据类型存储处理 . 32 第二节 压缩模块设计与实现 . 35 第三节 数据加密模块设 计与实现 . 35 第四节 还原服务器数据 . 36 第五节 系统对逻辑服务器操作 . 36 目录 V 据还原用户信息 . 36 据备份信息上传 . 37 取用户备份列表 . 37 除备份条目 . 38 取用户加密密码 . 38 第六节 网络模块设计与实现 . 38 第七节 界面控制模块设计与实现 . 41 种数据类型选择 . 41 传下载进度条界面 . 42 史记录的实现 . 43 第八节 敏捷开发的应用 . 44 同任务列表 . 44 务描述 . 45 求与 . 45 第九节 本章小结 . 46 第 六 章 测试与验收 . 47 第一节 功能测试 . 47 份功能测试 . 47 原功能测试 . 50 第二节 其他测试 . 51 互测试 . 51 力测试 . 51 容测试 . 52 第三节 本章小结 . 52 第 七 章 总结与展望 . 53 第一节 工作总结 . 53 第二节 展望 . 54 目录 考文献 . 55 致谢 . 57 个人简历、学术论文与研究成果 . 58 第一章 绪论 1 第一章 绪论 如今全国 3G 用户整体规模已经突破 户，占全部智能手机用户的18%。 3G 替代 2G 已成为大势所趋。随着移动互联网的全面发展， 智能手机 功能变得越来越强大， 用户数据几何级数增长。这些数据对用户来说又是非常的重要，例如：通讯录、通话记录、短信息、邮件等个人数据，一旦手机丢失、误删除或者发生 其他意外，会给用户带来 无法挽回的损失。 统云备份不仅可以帮助用户简单的备份数据，同时可以跨平台操作数据，大大增加了系统的实际意义。 第一节 选题背景 云存储作为下一代存储模式，在商 业领域与科学领域起着越来越重要 的 作用。作为云存储的上游重要数据源，移动终端的 数据服务受到市场的广泛关注。究其原因有以下几点： 1、科技的发展推进了 3G 网络的普及，实现了手机的智能化。智能手机在全世界快速发展，用户超过 90%，国内 75%的手机用户正在使用 统。数据传输速度提高，用户终端数据需求量大，直接促使了移动终端数据的大爆炸。为信息市场带来广阔的空间。 2、提供数据的终端从台式机转变为移动终端 1。用户从单一的电脑存储信息逐渐变为互联网存储信息，电脑存储照片变为了网络相册，每天的日记文档变 成了个人博客，由于使用电脑受空间、时间的制约用户采用手机上传照片文字到云端。数据上传已经是普遍的用户习惯，与此同时带来的需求就是，手机本地产生的大量数据需要保存，移动终端的存储又无法与台式机媲美。所以市场需要可以将用户数据简单快捷备份、与同步到其它设备的工具。 3、移动终端是最贴近用户的终端，用户的数据总是最有价值的。最早的邮件系统，将用户变成了无比忠实的观众。搜索引擎，将用户变成了无话不说的商机。用户数据存储的粘度与商业价值难以估量。目前，移动互联网正逐渐渗透到人们生活、工作的各个领域 ，社交私人信息、移动 音乐、手机游戏、视频第一章 绪论 2 应用、手机支付、位置服务等丰富多彩的移动互联网应用迅猛发展 2， 这些 正在深刻改变信息时代的社会生活。 移动互联网经过几年的曲折前行，终于迎来了新的发展高潮。 台作为移动时代的主力操作系统，正在以几何速度迅猛的增长。目前在 内市场有 20 万款 用程序。谷歌也证实，已激活了数亿部 备。与此同时，应用的数据量也随之增长，照片、通讯录、文件等重要信息的跨平台共享成为首要用户需求 3。综上所述，在这样的背景下，论文重点研究了基于 统云备份的终端技术，实现了终端数据备份还原、数据压缩加密、终端对云端的操作等功能。 第二节 研究意义 本文研究以 统云备份的客户端设计与实现为主题，构建了对统的用户数据客户端应用体系 。 本文研究价值主要体现在如下几个方面： 第一、覆盖 端用户数据，面向用户的需求涵盖了终端操作系统内部的通讯数据和用户产生的个人应用数据，使终端数据管理效率提升。 第二、采用多种方式备份还原，满足使用过程中各种用户环境的需要，并且将用户本地数据管理与云服务融为一体增加用户粘性。 第三 、实现对数据的压缩加密，保证了系统的安全性与效率。 第四、在系统设计中兼顾到其它终端系统的数据结构，实现了数据跨平台的操作，大大增加了备份还原系统的实用性。 第三节 国内外相关研究 外云存储服务发展现状 目前， 软和 大公司是云计算 4的先行者其它成功成功公司还包括 。 用弹性计算云（ 简单存储服务（ 企业提供计算和存储服务。收费的服务项目包括存储服 务器、带宽、 源以及月租费。月第一章 绪论 3 租费与电话月租费类似，存储服务器、带宽按容量收费， 据时长 (小时 )运算量收费。 用两年时间，云计算的注册开发人员已达到了 44 万人，还有为数众多的企业级用户。有第三方统计机构提供的数据显示， 云计算相关的业务收入已达 1 亿美元。云计算是 长最快的业务之一。 数最大的云计算的使用者。 索引擎就分布在 200 多个地区、超过 100 万台服务器的支撑之上，这些设施的数量正在迅猛增长 5。 图、 也同样使用了这些基础设施。采用 户数据会保存在互联网上的某个位置，可以通过任何一个与互联网相连的系统十分便利地访问这些数据。目前， 经允许第三方在云计算中通过 行大型并行应用程序。 得称颂的是它不保守。它早已以发表学术论文的形式公开其云计算三大法宝： 在美国、中国等高校开设如何进行云计算编程的课程。 内相关产品对比 国内云端服务有 着鲜明贴近用户，功能简单易用的特点。例如腾讯公司的步助手，用户数量已经超过 1 亿。其功能包括备份用户的通讯录、短信、联系人等通讯信息，换手机可以做到一键转移通讯录。三星手机国内版本的备份系统在中国同样占有大量份额，备份功能如图 示。除了通话记录、短信息、彩信外还增加了壁纸。此类产品只处理 统应用数据，云空间并不能存储用户私人数据信息。 图 星国内原生备份功能 第一章 绪论 4 另一类国内产品是以金山快盘、盛大网盘为代表的云存储产品。其特点在于用户 无需 U 盘、设备连接线等设备可以实现手机内多种 数据类型的云备份。在用户数据上传之后，可以分享给朋友 ，出差旅游在外上网也 可获得上传的 数据资料。 但不足在于系统内部的数据不能以文件的方式进行操作。 由于 统内部应用的数据与文件存储机制不相同，所以国内暂时没有成熟的产品。本文的云备份解决的就是同时完成 统内部应用数据与多媒体数据的云端备份功能，具体在第五章备份模块的设计与实现中阐述。 第四节 选题主要工作 本文主要论述了从用户需求分析阶段，产品设计阶段，数据备份还原的开发详细设计与实现阶段和产品测试。 在选题设计初期，首先进行了整个 项目的开发规划。对 统 6发展情况以及应用开发现状进行了分析，阐述了用户信息备份还原的背景和必要性。从用户角度出发，结合使用过程中实际的用户体验，进行了用户需求分析。分析过程采用了例图分析、流程图分析等方法。同时制定了敏捷开发的项目开发方法。 通过对 统的研究和对项目需求分析，我设计了整体的云备份还原的机制。其中备份还原过程中的不同类型的读写、数据管理、文件压缩等基本功能作为应用层的组成部分来实现。而文件系统的安全性通过之后的加密机制来保证。在系统中我还完成了对逻辑服务器的操作 ，实现云端数据与用户终端的交互。系统的总体设计明确了数据备份还原的软件构架以及在 在实现阶段我主要对系统开发的关键技术进行了详细的研究。涉及到数据的读取模块、备份模块、不同数据类型的处理、加密解密的实现 7、整体数据的压缩等相关知识点，阐述了应用的详细设计与实现过程。 最后我们对产品进行了基本的功能测试和验收。这些工作在论文中分别做了描述。 第一章 绪论 5 第五节 文章结构规划 本系统 重点完成 统云备份的客户端的设计与实现。基于项目的设计与开发本文结构划分为如下七个章节： 第一章 绪论：主要介绍从选题背景 ， 研究意义、国内外相关系统的发展现状等三个方面。 第二章项目开发规划：主要介绍系统的开发规划与需求分析。在开发规划中介绍了 台与 发环境，然后对比了几种开发模式的特点。最后对开发过程中采用的敏捷开发模型做出分析。 第三章需求分析：阐述了系统功能目标，重点介绍了系统需求分析，包括用户用例分析、系统流程分析。 第四章系统总体设计：主要描述了系统功能设计目标、系统整体设计、各模块的结构设计，并对各模块进行详细流程分析与设计。 第五章系统详细设计与实现：主要介绍系 统的详细设计与实现。介绍了备份还原模块、文件压缩模块、数据加密模块、系统对逻辑数据库操作模块、逻辑层控制表现层相关操作的实现方法。 第六章系统的测试与验收：文章中通过 4 种测试方法，分别是功能测试、交互测试、压力测试与兼容测试来验收系统，保证系统的质量。 第七章工作总结与展望。 第二章 项目开发规划 6 第二章 项目开发规划 本章主要对客户端的开发工作进行整体构架，介绍了 台架构、开发工具 概况。分析了常用的集中开发模型，并制定了本项目开发过程中采用快速原型开发模型和敏捷开发方法。 第一节 开发平台 与工具简介 台概述 在开始研发工作前，首先对 台架构 8进行了解。平台自外而内分为应用层、应有程序架构层、运行库层、 核层 9。如下图 示 ： 图 台架构图 （ 1）最上层是“应用层”：包含一些核心应用程序，我们开发的应用程序也属于这一层，开发语言为 用开发主要是在这一层） （ 2）然后是“应用程序框架层”：根据我自己的理解，应用程序框架层主第二章 项目开发规划 7 要是将开发需要调用的 功能封装并模块化，这样便于复用以及便于开发 者对其进行替换。实际上，应用程序框架就是封装的各个现成类 （ 统开发主要是在这一层 做工作 ， 包括 修改 度定制 等 ） 。 （ 3）接下来是“运行库层”：该层包含 C/C+开发的库、 发的核心库和 拟机 。 （ 4）最下面一层是“ 核层”： 于的 核版本是 ，核层也作为硬件和软件之间的抽象层，硬件驱动程序包含其中，开发语言是 C 语言 （ 动开发在这一层） 。 了解了上面的内容，关于 台的开发其实已经有了很明确的 概念，即 发主要包含：应用开发、系统开发和驱动开发。 应用开发和系统开发主要使用 言，并且需要对应用程序框架及运行原理有很清楚的认识， 而驱动开发则需要了解 核，并需要具备 C 语言开发能力。 简介 工欲善其事必先利其器，首先介绍基于 0的 开发平台。一种可扩展的开放源代码 2001 年 11 月， 司捐出价值 4，000 万美元的源代码组建了 盟，并由该联盟负责这种工具的后续开发。集成开发环境 (常 将其应用范围限定在“开发、构建和调试”的周期之中。 为了帮助集成开发环境 (服目前的局限性，业界厂商合作创建了台。 许在同一 集成来自不同供应商的工具，并实现了工具之间的互操作性，从而显著改变了项目工作流程，使开发者可以专注在实际的嵌入式目标上。 架的这种灵活性来源于其扩展点。它们是在 定义的已知接口，并充当插件的耦合点。扩展点的范围包括从用在常规表述过滤器中的简单字符串，到一个 的描述。任何 件定义的扩 展点都能够被其它插件使用，反之，任何 件也可以遵从其它插件定义的扩展点。除了解由扩展点定义的接口外，插件不知道它们通过扩展点提供的服务将如何被使用。 利用 们可以将高级设计 (也许是采用 低级开发工具 (如第二章 项目开发规划 8 应用调试器等 )结合在一起。如果这些互相补充的独立工具采用 展点彼此连接，那么当我们用调试器逐一检查应用时， 话框可以突出显示我们正在关注的器件。事实上，由于 不局限于某一种 开发语言，所以无论 言调试器、 C/C+调试器还是汇编 调试 器都是有效的，并可以在相同的框架内同时瞄准不同的进程或节点 。 第二节 开发模型规划 项目开发需要遵循一定的开发流程，包括开发计划、需求分析、系统设计、代码编写、测试验收等环节。在开发过程中不可能一马平川，出现问题或者需要修改的时候更需要遵循一定之规。开发模型 11就是统筹项目的法则，包括了项目全部过程的工程活动。传统的开发模型有瀑布模型 (快速原型模型 ( 边做边改模型（ 等。只有了解开发模型的 特点，才能针项目需要选择更适合的开发模式。下面我将对几个常见模式进行分析。 1、瀑布模型：将软件开发的工作流严格规范为制定计划、需求分析、系统设计、代码编写、测试验收、产品运行这几个基本环节。并且规定只能是单向进行就像瀑布一样，自上而下依次完成任务。优势在于规范了开发过程 12，能最大限度的保证工作衔接的效果，但是缺点也很明显，流程僵化开发的效率低下。不适合我们快速高效，灵活机动的开发理念。 2、边做边改模型：在软件开发中比较常见的一种方式，多出现在客户反复提出修改意见，需要开发人员多次修改的情况。优点在 于灵活机动，可以积极迎合需求，但是缺乏计划性。作为系统级项目是不应该选择这种开发模式的。 3、快速原型模型 13：顾名思义是通过原型来实现需求与开发的快速衔接。首先根据项目需求建立快速原型，原型可以实现直观的呈现客户需求、业务流程、模拟产品效果。这个特性使得 快速原型 模型既可以满足项目的计划性，又避免因为反复修改需求给程序员带来困扰。同时也 克服瀑布模型的 死板的问题 ，降低项目开发中环节过长带来的风险。原型实现模型的缺点是产品原型详细规范了系统功能，一定程度上限制了程序员的创新。而且对于原型制作也有很高的要求， 如果不能达到项目需要可能被废弃。因此快速原型模型不适合效果不易表达的工程，例如嵌入式开发、算法开发等项目。如图 示全部项目过第二章 项目开发规划 9 程都基于快速原型的。 图 型 模型的 项目 过程 备份系统有着清晰的用户需求，并且手机客户端状态与程序逻辑息息相关。通过快速原型来表达需求将有利于详细设计与实现的完成。综上所述，系统将采用快速原型的开发模型。在需求分析后将会用原型来辅助功能说明，指导编码开发过程。 第三节 敏捷开发 敏捷开发 14是一种以人为核心、快速迭代、快速反馈的开发方法，遵循基本开 发规范的开发方法。敏捷开发的创始人认为敏捷是一种思想 ,它需要成员有很强的协作介绍和执行能力。在敏捷开发中，整个项目的构建被切分成多个子项目，每个子项目又被分成多个迭代版本。每个版本都经过需求、设计、开发、测试完整环节，这个集成环节具备可运行的能力。就是把一个大项目分解成多个可独立运行的小项目完成，再把每个小项目分解成任务独立管理的过程。本系统开发过程采用了两个方法来进行敏捷开发的管理 15，一是版本管理进行快速迭代，二是利用管理工具进行快速反馈。 第二章 项目开发规划 10 本迭代 在项目制定开发计划 时并非一次 开发 成型 ，首先进行备份还原、读取数据和本地保存模块功能确认，进行第一个迭代。然后进行网络部分的研发，包括同步到服务器的策略，进 行第二个迭代。最后进行页面层与逻辑层的功能实现，是第三个迭代。在此过程，开发难点被分解，出现设计问题也可以在 当前开发过程中得到迅速解决。 好处是能将需求、开发、测试等全部团队成员融合在一个迭代版本中。 图 捷的项目开发示意图 如图 捷项目开发示意图所示。项目开始为业务完整的需求，通过分析得到功能任务列表，进入开发环节。重点是每 2需要产生一个产品交付阶段，并且 24 小时都要有 一次项目会务。这样就实现了项目敏捷响应。 速反馈机制 为实现开发过程中的信息快速反馈，我使用了“禅道”项目管理工具，开发人员互相协作的部分可以快速消息同步。从而实现提高效率减少错误的发生。开发小组成员在项目中建立个人任务列表。将每个人的工作任务填写上去，当有与其他组员相关的任务进度与修改时，将相关信息提交到“禅道”。 这里使用的“禅道”系统 是国内一款优秀的开源项目管理软件。它集成了产品管理、项目管理、文档管理、组织协作于一体，完整地覆盖了项目管理中的核心流程。禅道的设计理念完全采用了敏捷项目管 理的方式。在工作过程中第二章 项目开发规划 11 它 制定了核心管理框架，并保证项目内协调的基本管理元素。具体的项目实现细节需要团队自行扩充 ，实现项目组员间的工作衔接最为简练高效 。禅道还首次创造性的将产品、项目、测试这三者的概念明确分开，产品人员、开发团队、测试人员，这三者分立，互相配合，又互相制约，通过需求、任务、 进行交相互动，最终通过项目 管理得到 合格的产品。 第四节 本章小结 本章介