【毕业学位论文】（Word原稿）基于Android的数据云备份系统设计与实现-软件工程

中图分类号： 学校代码： 10055 密级： 硕 士 专 业 学 位 论 文 中文题目：基于 数据 云 备份系统设计与实现 文作者 指导教师 申请学位 工程硕士 培养单位 学科专业 软件工程 研究方向 答辩委员会主席 评 阅 人 南开大学研究生院 二一 三 年十月 南开大学学位论文使用授权书 根据南开大学关于研究生学位论文收藏和利用管理办法，我校的博士、硕士学位获得者均须向南开大学提交本人的学位论文纸质本及相应电子版。 本人完全了解南开大学有关研究生学位论文收藏和利用的管理规定。南开大学拥有在著作权法规定范围内的学位论文使用权 ，即： (1)学位获得者必须按规定提交学位论文 (包括纸质印刷本及电子版 )，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生学位论文，并编入南开大学博硕士学位论文全文数据库； (2)为教学和科研目的，学校可以将公开的学位论文作为资料在图书馆等场所提供校内师生阅读，在校园网上提供论文目录检索、文摘以及论文全文浏览、下载等免费信息服务； (3)根据教育部有关规定，南开大学向教育部指定单位提交公开的学位论文； (4)学位论文作者授权学校向中国科技信息研究所及其万方数据电子出版社和中国学术期刊 (光盘 )电子出版社提交规定范围 的学位论文及其电子版并收入相应学位论文数据库，通过其相关网站对外进行信息服务。同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。 非公开学位论文，保密期限内不向外提交和提供服务，解密后提交和服务同公开论文。 论文电子版提交至 校图书馆网站： 。 本人承诺：本人的学位论文是在南开大学学习期间创作完成的作品，并已通过论文答辩；提交的学位论文电子版与纸质本论文的内容一致，如因不同造成不良后果由本人自负。 本人同意遵守上述规定。本授权书签署一式两份，由研究生院 和图书馆留存。 作者暨授权人签字： 20 年 月 日 南开大学研究生学位论文作者信息 论文题目 姓 名 学号 答辩日期 论文类别 博士 学历硕士 硕士专业学位 高校教师 同等学力硕士 院 /系 /所 软件学院 专业 软件工程 联系电话 通信地址 (邮编 )： 备注： 是否批准为非公开论文 否 注：本授权书适用我校授予的所有博士、硕士的学位论文。由作者填写 (一式两份 )签字后交校图书馆， 非公开学位论文须附南开大学研究生申请非公开学位论文审批表。 南开大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 年 月 日 非公开学位论文标注说明 (本页表中填写内容须打印 ) 根据南开大学有关规定，非公开学位论文须经指导教师同意、作者本人申请和相关部门批准方能标注。未经批准的均为公开学位论文，公开学位论文本说明为空白。 论文题目 申请密级 限制 ( 2年 ) 秘密 ( 10 年 ) 机密 ( 20 年 ) 保密期限 20 年 月 日至 20 年 月 日 审批表编号 批准日期 20 年 月 日 南开大学学位评定委员会办公室盖章 (有效 ) 注： 限制 2年 (可少于 2年 );秘密 10年 (可少于 10 年 );机密 20年 (可少于 20年 )摘要 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。 在产品的设计和开发中，我们采用敏捷开发的 理念管理产品团队和开发团队。敏捷开发以人为核心，采用循序渐进及迭代的开发方法，核心原则包括：主张简单以及拥抱变化。在敏捷开发中，软件项目的构建被切分成多个子项目，各个子项目的成果都经过测试，具备集成和可运行的特征。论文在对 台的技术现状以及发展趋势的进行简要介绍的基础上，详细分析了开发各个环节，并予以实施。 系统 实现了 台上基本数据类型的备份还原，可以轻松一键实现备份到服务器、个人电子邮箱和本地存储卡。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。结合移动应用的特点，该产品具有低耦合性、实时性、便于移植的特点，同时可维护性强， 具有很强的市场竞争力 。 关键字 ： 移动数据 备份 还原 目录 to be of As of is of as in of of to s of to it to be We on of To be is a on to In up of of in of in to of up in It up to by be to to a of to up As a of 录 in of as as 录 录 摘要 . I . 一章 绪 论 . 6 第一节 引言 .二节 开发背景与意义 .三节 项目的主要工作 .二章 相关理论技术基础 . 8 第一节 台概述 . 述 . 台构架 . 用的构成与工作机制 .二节 台构架 . 简介 . 配置开发环境 .三章 产品需求分析与设计 . 21 第一节 系统目标 .二节 系统功能需求分析 . 数据备份 . 数据压缩与安全 . 网络逻辑处理 . 界面交互设计 .三节 系统整体设计 . 系统结构设计 . 备份操作分析 . 还原操作分析 .四章 份还原设计与实现 . 27 第一节 份方案与设计 . 信息读取模块的实现 . 短信息备份恢复模块的设计 . 其他数据类型存储处理 .二节 文件压缩与安全的实现 .录 V 件压缩模块 . 数据加密模块 .三节 还原服务器数据 .四节 系统对逻辑服务器操作 . 数据还原用户信息 . 数据备份信息上传 . 获取用户备份列表 . 删除备份条目 . 获取用户加密密码 .五节 前端功能的设计与实现 . 备份数据流程设计 . 云端数据还原设计 . 历史记录的实现 .五章 测试与验收 . 44 第一节 功能测试 . 单机备份还原 . 跨机备份还原 .二节 交互测试 .三节 压力测试 .四节 功能测试 .五章 工作与总结 . 47 第一节 主要工作 . 备份功能的实现 . 个人信息的加密 . 服务器的逻辑操作 . 断点续传功能 .二节 展望 .考文献 . 49 致谢 . 50 基于 数据云备份系统 6 第一章 绪 论 第一节 引言 如今全国 3经突破 户 ，占全部智能手机用户的18%。 3随着 3G 时代的到来，移动互联网的全面发展，手机的功能变得越来 越强大，手机里的数据对于用户来说都非常的重要，特别是通讯录、通话记录 、短信息、邮件等数据个人数据，一旦手机丢失、误删除 或其他意外，会给用户带来 无法挽回的损失 ，数据备份与还原这个应用可以帮助用 户解决这个问题。 第二节 开发背景与意义 近年 ，移动通信和互联网成为当今世界发展最快、市场潜力最大、前景最诱人的两大业务。它们的增长速度都是任何预测家未曾预料到的。迄今，全球移动用户已超过 15 亿，互联网用户也已逾 7亿。联网用户总数则超过 1亿。这一历史上从来没有过的高速增长现象反映了随着时代与技术的进步，人类对移动性和信息的需求急剧上升。越来越多的人希望在移动的过程中高速地接入互联网，获取急需的信息，完成想做的事情。所以，现在出现的移动与互联网相结合的趋势是历史的必然。目 前，移动互联网正逐渐渗透到人们生活、工作的各个领域 数据 ， 社交 私人 信息 、移动音乐、手机游戏、视频应用、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，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。 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 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。作为智能机市场占有率最高的 终端数据 备份还原 当然是最为关键的课题。 基于 数据云备份系统 7 第三节 项目的主要工作 本文主要论述了从用户需求分析产品设计阶段，数据备份还原的开发详细设计与实现阶段，包括最后的产品测试验收。 论文对 统发展情况以及应用开发现状进行了介绍， 阐述了用户信息的备份还原的背景和必要性。从软件功能角度出发，结合使用过程中实际的用户体验。用应用活动图、用例图以及补充等方式说明。定制了详细的 论文在分析 统框架的基础上，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则主要在系统核心进行设计。并通过连接器机制在用户终端与逻辑处理服务器进行消息传递。通过系统的总体设计明确了数据备份还原的软件构架以及在 论文中主要对应用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、整体数据的压缩等相关的知识点，阐述了应用的详细设计与实现过程。 最后对产品进行了基本的功能 测试和验收 工作。 基于 数据云备份系统 8 第二章 相关理论技术基础 第一节 台概述 述 最初平台由 公司 自主研发 ， 后由 2005 续对 营，它 的 底层 基础功能由 它的内置应用软件由各公司自行开发，相对开放的平台性，给 在 2011年初的 移动 设备 数据 统计 中 ，刚刚发布 两年的操作系统 之跃居全球最受欢迎的智 能手机平台。现在， 在平板电脑市场急速扩张，在智能用 (第一台谷歌的手机 产代工 )美国摩托罗拉， 国大陆厂商如：魅族（ 华为、中兴、联想、蓝魔等。 综上所述，考虑到 据未来市场的占有率，我在毕业设计中选择了基于 台构架 在开始研发工作前，首先对 台自外而内分为应用 层、应有程序架构层、运行库层、 核层。 如下图： 基于 数据云备份系统 9 图 2.1 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。说白了，应用程序框架其实就是封装的各个现成的类。（ 改 度定制） （ 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 （ 4）最下面一层是“ 件驱动程序包含其中，开发语言是 C 语言。（ 了解了上面的内容，关于 用开发、系统开发和驱动开发；应用开发和基于 数据云备份系统 10 系统开发主要使用 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 需要具备 用的构成与工作机制 一个 用程序是由四种构造块组织而成的，这四种构造块分别是： 并不是每一个 不是必须的，某些时候，只需要这四种中的几种就可以组合成应用程序。除此以外，是一个 个配置文件用于定义应用程序的组件、组件的功能及必要条件等。这个配置文件是每个 以下为其 构成与工作流程。 图 构成与工作流程 基于 数据云备份系统 11 下面，对四种构造块做一些说明： 应用中，一个 一个 被实现为一个独立的类，并且继承于 个 对事件做出响应。大部份的应用都会包含多个的屏幕。例如，一个通信应用程序将会有一 个屏幕用于显示联系人列表，第二个屏幕用于写信息，同时还会有用于浏览信息及进行系统设置的屏幕。每一个这样的屏幕，就是一个 一个屏幕可以方便的导航到另一个屏幕。在一些应用中，一个屏幕甚至会返回值给前一个屏幕。当一个新的屏幕打开后，前一个屏幕将会暂停，并保存在历史堆栈中。用户可以返回到历史堆栈中的前一个屏幕。当屏幕不再使用时，还可以从历史堆栈中删除。默认情况下， 在低内存资源的情况下， 止或销毁的 本质上意味着所有不处于前台的 可能被关闭。 如果 方法调用后被关闭，那么它的 和 方法不会被调用。在 方法中释放更多的资源，转入后台的 终止 操作并不会将其从 中移除。相反， 提是 方法保 存自定义数据，不过某些 用户稍后再次返回这一 的 方法将被调用，不过此时会带有一个可用的 需要对一个外部事件（如当电话呼入，或者数据网络可用）做出响应时，可以使用一个 基于 数据云备份系统 12 外部事件发生时，会使用 知用户，但它并不能生成一个 注册，也可以在代码中使用 进行注册。当一个统会在需要的时候对应的程序。各种应用还可以通过使用 将它们的 个 一段长生命周期的，没有用户界面的程序。例如，一个正在从播放列表中播放歌曲的媒体播放器。在一个媒体播放器的应用中，应该会有多个 用户可以选择歌曲并播放歌曲。然而，音乐重放这个功能并没有对应的 为用户会认为在导航到其它屏幕时音乐应该还在播放的。在这个例子中，媒体播放器这个 来启动一个 而可以在后台保持音乐的播放。同时，系统也将保持这个 到这个 行结束。另外，还可以通过使用 方法，连接到一个 果这个 没有运行将启动它）。当连接 到一个 后，使用 媒体播放器这个例子来说，还可以进行暂停、重播等操作。 有一个关于服务的很好的经验规则：如果某个任务需要使用一个线性辅助线程，并且可能会影响应用程序的影响性和性能，那么可以考虑在应用程序的生命周期外实现一个服务来处理这一任务。 用程序的中央控制中心 ,所有应用程序持有的功能都可以通过 行访问。 在获得了一个可用的应用程序 ，就可以使用它来访问应用程序范围的功能和服务了。 获取应用程序资源 基于 数据云备份系统 13 你可以使用应用程序 方法来获取应用程序资源。获取资源最直接的方式就是使用资源标识符（ 它是一个在 访问应用程序首选项你可以使用应用程序 方法访问共享的应用程序首选项。可以用来存储简单的应用程序数据，例如配置设置。 （ 3）使用 问其他应用程序的功能。 第二节 台构架 简介 工欲善其事必先利其器，首先介绍基于 2001年 11月， ，000万美元的源代码组建了 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许在同一 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。 们是在 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 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， 实上，由于 不了解开发语言，所以无论 数据云备份系统 14 语言调试器、 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。 配置开发环境 在本小节中将介绍我在开发 ，配置的环境过程。首先 ， 要下载并安装 是运行 接下来下载 装 最后安装 过这些开发环境配置，就可以进行虚拟机的设置。下边开始详细介绍具体实现的过程。 载 载 成开发环境，首先 登录 到，选择 下载 图 据个人电脑的配置选择，本次设计选择的是 安装 件 接下来要安装 为了方便以方便、快捷地创建、运行并调试 首次运行 提示设置 菜单栏选择 项 ， 对话框中 ” 并回车，会 显示如下图： 基于 数据云备份系统 15 图 载 件 选择 钮， 然后按照引导提示的步骤完成安装。 单击中 “I ，再单击 “ ， 这样就 开始安装 图 始安装插件 基于 数据云备份系统 16 安装期间会提示 “，选择 装完成后选择 会出现如下选项： 图 件已安装 并且 口中会出现 项，说明 安装 下载好 ，开始安装， 言 ，所以需要先安装 以上版本。 用安装，下载后，直接解压即可， 将下载后的 压缩包解压到适当的位置，就这么简单； 装 使用 行 样以在 拟器进行程序调试等 可以下载 安装完插件后，需要做一些简单的配置。 这里文件的绝地地址是 D: 寻找合适的 于 数据云备份系统 17 图 正在下载 以直接选择 后再选择 本设计中是 全选的，接下来的安装过程持续了几个小时 。 安装完毕后，关闭 行 择 :击 选择一个 单击 关闭 话框。 建 拟器 在 DK 对话框的左边选中 击右部的 钮（你可能需要把对话框拉宽才能看见这个按钮），填写参数： 基于 数据云备份系统 18 图 创建 击 钮，完成模拟器的创建。 创建模拟器需要一点时间，一般来说，为模拟器设定的内存越大用的时间越久。 基于 数据云备份系统 19 图 动模拟器 设定参数后，单击 动模拟器 ： 图 模拟器初始界面 基于 数据云备份系统 20 上 面 显示的模拟器进行了一些设置，如时区选择、语言选择。至此，环境搭建完毕，可以进行开发了。 基于 数据云备份系统 21 第三章 产品需求分析与设计 第一节 系统目标 要解决用户终端数据备份需求，正确 的保存与还原信息为用户数据方便高效的操作提供支持。 系统目标是， 针对 端开发的特点，研究并设计 一款简洁好用的数据备份还原手机客户端软件，可以轻松一键实现 数据 备份 到 本地存储卡 和个人电子邮箱 。用户不但可以自由选择需要备份的内容，如：通讯录、 通话记录、 短信、视频、图片等。为了用户的数据安全，我们为用户提供了数据加密功能， 用户可以对自己的数据包进行密码加密后 压缩继续进行 双重保证用户的安全和隐私。为了节省存储空间并且方便用户管理个人数据，系统使用了压缩功能，之前得到的用户数据将被压缩成 进行后续处理。 实现内容包括系统的界面设计、用户体验交互、内部的操作流程，最终成功运行在 第二节 系统 功能 需求分析 从用户的角度出发，备份还原功能包括四个部分：数据备份、用户数据 压缩与 安全、 网络逻辑处理 、界面交互 设计 。 数据备份 在 据多样性是最重