第十三届齐鲁大学生软件设计大赛命题

第十三届齐鲁大学生软件设计大赛命题云终端应用软件开发1设计背景应用软件运行模式的演变---云服务模式 应用软件的运行依赖于操作系统的支持。应用软件通过系统功能调用接口来使用操作系统对外提供的功能，或者说是操作系统对外提供的服务（Service）。这些系统功能调用是通过API（ApplicationProgrammingInterface）方式提供的。如我们编写的一个普通的C语言程序，你用到的库函数，如printf(),这个函数功能的实现是依赖于操作系统的。这些库函数就构成了我们编程所需要的API。我们程序的各项功能就是在这些API的基础上构建起来的。 随着网络的发展，很多软件功能的实现依赖于网络，依赖于通过网络连接的其他机器的支持，如网络数据库功能。这时，应用软件的运行除了本地操作系统的支持外，还需要网络数据库的支持，从而出现了C/S（Client/Server）运行模式。 当浏览器开始流行，网页也作为一种程序开始出现时，一种全新的软件运行模式出现了，那就是B/S(Browser/Server)模式。网页作为程序放置在WWW服务器端，根据用户的需要，由Web服务器推送至用户的浏览器中进行解释执行。这种方式使得程序的发布变得非常容易，只要维护好服务端即可，客户端无需安装任何软件。看看我们的桌面，你会发现越来越多的应用可以在浏览器中运行。谷歌公司认为，用户只需要一个浏览器就足够了。其ChromeOS就是基于这一理念打造的[1]。当网络上的资源越来越丰富、网络速度越来越快时，如何将这些资源以及各种各样的网络服务（Service）整合起来，为我所用。这时，我们编制程序所依赖的基础不仅仅是操作系统提供的API了，我们还有网络所提供的各种资源、各项服务。一个应用程序，不管它运行于C/S模式，还是B/S模式，我们希望它能尽可能地利用网络所提供的各项服务，于是WebService诞生了。网络中可以对外提供服务的功能封装为WebService,应用程序可以像调用本地API那样来调用这些Service。如果一个软件的主要部分采用了"网络服务"，即它把存储或计算环节等”外包"给其他网站了，那么我们就说这个软件属于WebService架构。WebService架构的基本思想，就是尽量把非核心功能交给其他人去做，自己全力开发核心功能[2]。这就是目前正在流行的云计算（或云服务）模式。云计算的概念将WebService形象化了，其实，"云计算"（cloudcomputing）或者"云服务"（cloudservices），实际上就是WebService的同义词，它们不说你把事情交给其他计算机去做，而说你把事情交给"云"去做。 1.2普适计算目前我们已经处在后PC时代，计算机本身将逐步从人们的视线里消失。普适计算（pervasivecomputing或者Ubiquitouscomputing）将逐步来临。在普适计算的模式下，人们能够在任何时间、任何地点、以任何方式进行信息的获取与处理。普适计算的核心思想是小型、便宜、网络化的处理设备广泛分布在日常生活的各个场所，计算设备将不只依赖命令行、图形界面进行人机交互，而更依赖“自然”的交互方式，计算设备的尺寸将缩小到毫米甚至纳米级。在普适计算的环境中，无线传感器网络将广泛普及，在环保、交通等领域发挥作用；人体传感器网络会大大促进健康监控以及人机交互等的发展。各种新型交互技术（如触觉显示、OLED等）将使交互更容易、更方便。科学家认为，普适计算是一种状态，在这种状态下，iPad等移动设备、谷歌文档或远程游戏技术Onlive等云计算应用程序、4G或广域Wi-Fi等高速无线网络将整合在一起，清除“计算机”作为获取数字服务的中央媒介的地位。随着每辆汽车、每台照相机、电脑、每块手表以及每个电视屏幕都拥有几乎无限的计算能力，计算机将彻底退居到“幕后”以至于用户感觉不到它们的存在。2010年6月份，微软开始将windows7的云计算能力作为卖点；谷歌公司也宣布Chrome操作系统比传统的操作系统更像网页浏览器。工业分析机构IDC预测，在2011年，移动设备的销量将超过计算机的销量。种种迹象表明，阻止人们从“个人电脑时代”跳跃到“普适计算时代”的主要壁垒已经倒塌。曾任施乐公司帕洛阿尔托研究中心研究员的约翰·史立·布朗表示，现在一切准备就绪，普适计算已向我们走来。普适计算是一个世界，在这个世界中，计算机遍布在我们周围，但我们意识不到它们的存在。而且，随着数字设备润物细无声地遍布在我们身边，并被赋予如此强大的计算能力，普适计算也使数据收集达到前所未有的规模。如果有了普适计算，所有现代汽车都配备的计算机芯片就会向中央程序提交有关实时路况的信息，为其他驾驶员所享用。另外，普适计算将大大减少普通消费者购买数字设备和处理任务的成本。在远程数据中心为云计算提供动力的处理器和硬盘驱动器可以为消费者使用，减少了他们购买这些设备所需的开销，消费者每个月可能只需支付网费，电视和汽车也将取代昂贵的电子产品。1.3云终端设备目前有关云端设备的理解有两种：一种是访问云服务的终端设备；另一种是提供云服务的设备。我们经常所说的将应用程序部署在云端，实际是将应用程序部署在云服务器上。因此为了区别于云服务器，我们将访问云服务的终端设备称为云终端设备。下面就是有关云端设备（实际是云终端设备）的理解：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统。下面是2011年第三届中国云计算大会上中国工程院院士倪光南关于云端设备的发言，从中我们可以了解到什么是云端设备：“云是后台，管是移动网，端是各种各样的设备。云端设备将取代PC，这是我们目前的趋势。因为云计算催生了一个新的产业，是云端设备的产业，现在是后PC时代，讲了很多年。云端设备不是一个简单PC的延续，是新一代信息设备，比如包括智能手机、平板电脑、智能电视、瘦客户机、PC，它的总量会超过PC，而且不会垄断，将会以多种架构并存。我们把云端设备和PC进行一个比较，有12个方面。在领域方面，PC属于计算机，比如说内容、计算机通信和消费都融合起来，现在各种CPU和OS都有机会，现在我们从云计算取得服务，操作以前是鼠标和键盘，现在是使用手指、语音、键盘等等很多方式。商务模式过去是卖软件和硬件，现在有多种模式，通过内容收费、数据传输收费和广告收费等等。设备的种类，PC比较单一，现在云端设备是符合不同的需要，有小的大的等等很多种，包括家里用的和移动用的都有。软件来源过去有很多软件公司，现在是软件公司+独立开发者。数据存储原来是在本机上，现在是在云上。处理能力原来是高处理能力，现在是较低处理能力，用于信息展示和实现交互。设备用量，过去一个人可能有一两台，办公室一台，在家里拿一个笔记本电脑。但是现在我们每个人会有大小不同的四个屏幕或者五个屏幕。移动支持方面，笔记本也可以携带，但是不太方便，现在我们的设备会很方便。” 云计算的到来宣告了PC时代的终结，现在真正进入了后PC时代，云端设备将取代PC的地位。在青岛举行的“2012中国云计算与云服务高峰论坛”上，中国工程院院士、云计算专家倪光南表示，云端设备将提升嵌入式系统地位。云端设备是以嵌入式技术为核心，运行云端应用程序的后PC设备。移动应用中的主导力量很可能是云计算。移动云应用，使得移动计算能力和数据\o"存储"存储远离\o"手机"手机步入云端，使应用程序和移动计算不仅适用于智能\o"手机"手机用户，而是在移动用户中应用更广泛。云端设备将是多样化的，诸如智能手机、平板电脑、智能电视、瘦客户机、PC等等，如果计入各种物联网设备则更将达到海量规模。尤其值得一提的是，云端设备不是PC的延续，而是新一代信息设备。基于云计算的各种云服务大大丰富了互联网应用，也大大增强了各种云端设备的计算能力。复杂的计算可以放在云服务器上完成，而云端设备可以只负责本地功能的实现。目前各知名网站都向外提供云服务，如Google的各种云服务、百度的云服务、阿里云服务等。利用这些云服务，可以很好地构建云端设备上的复杂应用。各网站提供的云服务，其访问方法不完全相同，但大都基于WebService、JSON、JSP等技术。各网站均有非常详细的说明。2设计要求针对某种云终端设备（除PC机外），包括目前常见的可移动设备，如智能手机、平板电脑等；也可以是能访问互联网的嵌入式设备，如嵌入式实验箱、数据采集终端等，设计一套可以在该设备上运行的应用软件。要求该软件能利用互联网中云数据中心所提供的云服务（如云存储、云数据库、云推送等），实现软件的主要功能。具体应用需要参赛者自行确定。建议确定实际的应用背景，进行充分的调研与需求分析。可以在真正的云端设备上进行开发，也允许使用设备模拟器，如VisualStudio中的WP7或Android开发环境中的模拟器等。作品必须具备的条件：部分或全部程序运行于云终端端设备：这儿的云终端设备是指除PC机外的各种嵌入式设备，包括智能手机、平板电脑及其它嵌入式设备。必须调用云服务：云服务可以是现有互联网内各云服务供应商提供的云服务,也可以自己搭建私有云来提供服务。运行平台不限：可以是智能手机、平板电脑等使用的Android、WP7等操作系统，也可以是普通嵌入式设备所使用的嵌入式Linux、WinCE等嵌入式操作系统。3参赛要求1．每个参赛队的作品必须以光盘形式上交，光盘内需包含以下内容：在根目录下建立四个文件夹，分别命名为“作品”、“源程序”、“文档”和“演示”，必要时自己根据情况建立二级文件夹并清晰命名。1）将作品的发布版（.exe文件或安装文件）及数据库备份文件放入“作品”文件夹中；2)将作品的源程序放入“源程序”文件夹中；3)将完整的技术文档、管理文档和系统说明文档（必备软件安装和使用说明书）都放到“文档”文件夹中。注意在文件中应逐条详细说明体现作品设计特色的功能；4）作品的运行视频及ppt介绍文稿放在演示文件夹中。注意运行视频必须是在软件连续运行状态下抓取的完整视频，不能是个别片段的拼凑，以证明软件可以完整运行。2、每个队的作品一式三份，即刻录三张光盘上交。光盘上做必要不可擦除的标识以防混乱，如“作品名”、“学校”、“组长姓名”、“小组名称”等；请将光盘放在档案袋内，袋上注明以下信息：“学校”“作品名称”“小组名称”“组长姓名”“详细联系方式（电话、Email）”等；4评比方式1.提交的材料完整、齐全、可读性好。如果所提交的文档不完整，仍可以参加评比，但要适当扣分。2.评比首先要看程序是否能正常运行，即运行中出现的错误不能使程序退出、陷入死循环或造成死机。如果出现上述情况，可以重新运行，但总尝试次数不能超过三次。3