Xây dựng ứng dụng đa phương tiện cho Mobile sử dụng hệ điều hành Android

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
────── * ──────
ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
TÊN ĐỀ TÀI
XÂY DỰNG ỨNG DỤNG ĐA PHƯƠNG
TIỆN CHO MOBILE SỬ DỤNG HỆ ĐIỀU
HÀNH ANDROID (MODULE CLIENT)
Sinh viên thực hiện : Phan Thanh Tuấn
Lớp CNPM – K51
Giáo viên hướng dẫn: Ths. Lương Mạnh Bá
HÀ NỘI 6 - 2011
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1. Thông tin về sinh viên
Họ và tên sinh viên: Phan Thanh Tuấn
Điện thoại liên lạc 0976240300 Email:
Lớp: CNPM Hệ đào tạo: Đại học chính quy
Đồ án tốt nghiệp được thực hiện tại: Đại học Bách Khoa Hà Nội
Thời gian làm ĐATN: Từ ngày 28/ 2/ 2011 đến 28/ 5/ 2011
2. Mục đích nội dung của ĐATN
• Tìm hiểu các thông tin, cấu trúc hệ điều hành Android
• Tìm hiểu môi trường phát triển ứng dụng cho Mobile dùng hệ điều hành Android
• Tìm hiểu quy trình phát triển ứng dụng cho Mobile dùng hệ điều hành Android
3. Các nhiệm vụ cụ thể của ĐATN
• Tìm kiếm và tổng hợp thông tin
• Cài đặt môi trường phát triển
• Viết chương trình thử nghiệm và tích hợp với các Module để xây dựng hệ thống
4. Lời cam đoan của sinh viên:
Tôi - Phan Thanh Tuấn - cam kết ĐATN là công trình nghiên cứu của bản thân tôi dưới sự hướng

dẫn của thạc sỹ Lương Mạnh Bá.
Các kết quả nêu trong ĐATN là trung thực, không phải là sao chép toàn văn của bất kỳ công trình
nào khác.
Hà Nội, ngày 26 tháng 5 năm 2011
Tác giả ĐATN
Phan Thanh Tuấn
5. Xác nhận của giáo viên hướng dẫn về mức độ hoàn thành của ĐATN và cho phép bảo vệ:
Hà Nội, ngày 26 tháng 5 năm 2011
Giáo viên hướng dẫn
Thạc sỹ Lương Mạnh Bá
TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trong báo cáo này, em xin trình bày những kiến thức mà em đã tìm hiểu được trong
thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp vừa qua về hệ điều hành Android cũng như môi trường
để phát triển ứng dụng đa phương tiện cho hệ điều hành này.
Nội dung chính của đồ án được chia thành các phần sau:
 Phần mở đầu: Tóm tắt nội dung, đề tài được giao trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp.
Trình bày các thông tin về môi trường thực hiện đồ án và giới thiệu tóm tắt bố cục
của đồ án.
 Phần nội dung chính của đồ án được chia thành 4 chương:
• Chương I: Đặt vấn đề và định hướng giải pháp
Trình bày cụ thể về nhiệm vụ, mô tả bài toán, các vấn đề cần giải quyết.
Định hướng giải pháp giải quyết các vấn đề đặt ra.
Chương II: Công cụ và môi trường phát triển
Giới thiệu tóm tắt về cơ sở lý thuyết và các công cụ được lựa chọn để giải quyết các
vấn đề.
Giới thiệu về quy trình phát triển một ứng dụng cho thiết bị di động.
• Chương III: Phân tích hệ thống
Chương này sẽ trình bày những phân tích cụ thể về hệ thống bao gồm:
- Mục đích thiết kế.
- Kiến trúc hệ thống.

- Thiết kế tổng quan.
- Thiết kế chi tiết (phía client).
- Thiết kế giao tiếp người dùng (phía client).
• Chương IV: Cài đặt và triển khai ứng dụng - xây dựng module client và tích hợp
Chương này sẽ trình bày những hướng dẫn cho việc cài đặt và những kết quả trong
việc triển khai ứng dụng, những đánh giá về hệ thống.
 Phần kết luận:
Tổng kết những kết quả trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp. Những ưu điểm,
nhược điểm và những định hướng phát triển trong tương lai.
Lời cảm ơn đến các thầy cô giáo, tổ chức đã giúp đỡ trong quá trình làm đồ án và
những cảm nhận của sinh viên khi hoàn thành thời gian làm tốt nghiệp.
 Phần mục lục: tổng hợp những tài liệu tham khảo trong quá trình làm đồ án.
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
STT Từ viết tắt Ý nghĩa
1 ĐATN Đồ án tốt nghiệp
2 HĐH Hệ điều hành
3 SDK Software Development Toolkit
4
DVM Dalvik Virtual Machine
5
API Application Programming Interface
6 CMS Content Management System
7 SQL Structured Query Language
8 RDMS Relational Database Management System
9 GOMS Goals – Operator – Method – Selection
10 GPRS General Packet Radio Service
11 VGA Video graphics array
12 PC Personal Computer

13 IDE Integrated Development Environment
14 ĐTDĐ Điện thoại di động
MỞ ĐẦU
1. Giới thiệu
Công nghệ trên thế giới đang phát triển từng ngày với tốc độ vũ bão. Xu
hướng hiện nay của ngành công nghệ thông tin không chỉ gói gọn trong việc làm
việc với các ứng dụng trên máy tính mà đang chuyển dịch dần thành công nghệ
thông tin và truyền thông. Cụ thể hơn, từ những chiếc máy tính để bàn cố định, con
người phát triển nên chiếc laptop cơ động hơn. Nhưng những chiếc laptop đó vẫn
chưa thể thỏa mãn được nhu cầu ngày càng cao của con người. Con người lại kết
hợp máy tính với chiếc điện thoại di động để cho ra những thiết bị di động thế hệ
mới, có sức mạnh của chiếc máy tính lại nhỏ gọn, cơ động như những chiếc điện
thoại di động, không chỉ giúp con người liên lạc, trao đổi thông tin mà còn trợ giúp
trong những công việc hàng ngày.
Đi kèm với sự phát triển của phần cứng như vậy, phần mềm cũng đang phát
triển nhanh chóng để phù hợp với các thiết bị thế hệ mới. Quan trọng nhất đó chính
là các hệ điều hành cho các thiết bị di động. Nổi bật nhất gần đây là hệ điều hành
hành Android của Google. Nó được đánh giá là một hệ điều hành tốt, nhiều tiềm
năng phát triển và sẽ có những bước nhảy vọt trong thời gian tới. Trong kỳ thực tập
và làm đồ án tốt nghiệp em được tìm hiểu về hệ điều hành này.
Cùng với sự phát triển của công nghệ, nhu cầu của con người đối với các
thiết bị di động cũng không còn giới hạn trong việc nghe gọi và nhắn tin như trước,
mà vươn cao hơn tới các nhu cầu giải trí, thu thập thông tin. Xuất phát từ nhu cầu
đó mà nhóm em có mong muốn xây dựng một hệ thống đa phương tiện cho phép
người sử dụng điện thoại di động có thể có được các thông tin mới nhất cũng như
việc người dùng có thể có các giây phút giải trí thú vị ngay chỉ với chiếc điện thoại
nhỏ bé của mình. Đó cũng chính là lý do mà nhóm em đã lựa chọn đề tài “Xây
dựng ứng dụng đa phương tiện cho Mobile sử dụng hệ điều hành Android” để
làm đồ án tốt nghiệp.
2. Nhiệm vụ được giao trong đề tài

Đề tài “Xây dựng ứng dụng đa phương tiện cho Mobile sử dụng hệ điều hành
Android” do nhóm em thực hiện trong thời gian làm đồ án. Về cơ bản đề tài được
chia ra thành ba phần với từng nhiệm vụ cụ thể cho từng thành viên trong nhóm. Cụ
thể như sau:
 Phan Thanh Tuấn: xây dựng các module phía client.
 Nguyễn Thế Trung: xây dựng các module phía Server.
 Nguyễn Mạnh Hùng: xây dựng các module CMS và thiết kế cơ sở dữ liệu.
Với nhiệm vụ xây dựng các module phía client, các công việc của em trong
đồ án cụ thể gồm hai công việc chính:
• Tìm hiểu về hệ điều hành cho di động, cụ thể là hệ điều hành Android (cơ sở
lý thuyết, kiến trúc tổng thể, môi trường lập trình )
• Xây dựng các module phía client cho dòng máy chạy hệ điều hành Android.
3. Bố cục đồ án tốt nghiệp
Đồ án của em trình bày bốn phần chính. Cụ thể như sau:
Phần mở đầu: giới thiệu tổng quan về đồ án, các thông tin về nhóm cũng như
môi trường thực hiện đồ án và công nghệ sử dụng.
Phần 2: Đặt vấn đề và định hướng giải pháp, nêu các phương hướng phát
triển cho đồ án, môi trường và công cụ được lựa chọn. Phần này được trình bày cụ
thể trong chương I, II của đồ án.
Phần 3: là các kết quả đạt được trong đồ án bao gồm kết quả phân tích thiết
kế hệ thống, kết quả thực hiện cài đặt và thử nghiệm ứng dụng, đánh giá ưu nhược
điểm và khả năng sử dụng của dịch vụ. Phần này được trình bày cụ thể trong
chương III và chương IV của đồ án.
Phần 4: Phần kết luận bao gồm kết luận đánh giá các công việc đã làm và
chưa làm được và định hướng nhằm hoàn thiện kết quả đạt được của ĐATN.
CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ ĐỊNH HƯỚNG GIẢI PHÁP
I. Đặt vấn đề
Thị trường di động Việt Nam được đánh giá là một trong những thị trường
thông tin di động có tốc độ phát triển nhanh nhất châu Á, tới 40% - 50% một năm,
Việt Nam đang trở thành một điểm đến hấp dẫn của các tập đoàn viễn thông nước

ngoài.
Mới đây, 2/4/2009 Bộ Thông tin và truyền thông đã tổ chức thi tuyển và cấp
giấy phép 3G cho 4 đơn vị trúng tuyển với tổng số tiền cam kết đầu tư triển khai
trong ba năm đầu lên đến 33.800 tỷ đồng (tương đương khoảng gần 2 tỷ USD) đã
đưa thị trường di động Việt Nam bước vào kỷ nguyên mới. 3G sẽ tạo ra băng thông
rộng, giống như một xa lộ, tạo cơ sở hạ tầng mạng để phát triển các dịch vụ giá trị
gia tăng hiện đại như các dịch vụ thoại truyền hình, dịch vụ thoại hình ảnh, đặc biệt
là các dịch vụ nội dung giải trí như xem phim, nghe nhạc trực tuyến….
Với việc phát triển nhanh chóng của thị trường di động ở nước ta, việc sử
dụng chiếc điện thoại cá nhân để tiếp cận với những thông tin khổng lồ trên internet
là một yêu cầu cấp thiết và được người sử dụng điện thoại di động mong đợi. Đáp
ứng nhu cầu đó một số phần mềm đa phương tiện dành cho Mobile ra đời giúp cho
người sử dụng điện thoại di động có thể sử dụng chiếc điện thoại của mình tiếp cận
với những thông tin khổng lồ trên internet tương tự như trên PC. Tiêu biểu trong các
phần mềm đó là sản phẩm iMedia do công ty Naiscorp xây dựng.
Hình 1: Mô hình bài toán
Sản phẩm iMedia là một sản phẩm tiêu biểu về cổng thông tin điện tử cho
thiết bị di động trong quá trình thực tập tại công ty Naiscorp nhóm em đã có điều
kiện tìm hiểu kĩ hơn về mô hình của sản phẩm từ đó có những giải pháp cho việc
xây dựng ứng dụng trong đồ án tốt nghiệp.
Hệ thống iMedia được được chia thành 3 tầng với những chức năng và
nhiệm vụ cụ thể:
• Tầng ứng dụng (Java Application)
• Tầng giao diện (Mobile Interface)
• Tầng dưới cùng là tầng máy tìm kiếm socbay (Socbay Search
Engine).
Việc mô hình hóa hệ thống được biểu diễn như hình dưới:
Hình 2: Mô hình sản phẩm iMedia
Trong đó:
• Socbay Search Engine: máy tìm kiếm của socbay chịu trách nhiệm thu thập

dữ liệu từ các nguồn khác nhau trên internet. Dữ liệu được đánh chỉ mục và
lưu trữ trong cơ sở dữ liệu của socbay.
• Mobile Interface: hỗ trợ cho việc chuẩn hóa dữ liệu phục vụ cho thiết bị di
đông. Ngoài ra Mobile Interface còn quản lý module giao tiếp cho phép lấy
và trả dữ liệu về cho ứng dụng Java khi nhận được yêu cầu từ ứng dụng.
• Java Application: Ứng dụng phía client với tên gọi Socbay Mobile Search,
tương tác với người sử dụng thông qua các thành phần đồ họa.
Trong khoảng ba tháng làm đồ án ngắn ngủi đồng thời vừa phải tìm hiểu và
xây dựng chương trình việc xây dựng nên một ứng dụng giống như iMedia cho
nhiều hệ điều hành , dòng điện thoại với đầy đủ chức năng là khó thành công do đó
nhóm em đã quyết định xây dựng một chương trình cho dòng máy chạy hệ điều
hành Android mô phỏng lại một số chức năng cơ bản như đọc báo, xem tranh, đọc
truyện
Mô hình hệ thống mà nhóm em xây dựng nhìn chung khá giống với mô hình
của sản phẩm iMedia tuy nhiên cũng có một số khác biệt sau:
• iMedia có một hệ thống Search Engine khá nổi tiếng và tầm cỡ có nhiệm vụ
thu thập thông tin trên Internet. Trong khi đó nhóm em xây dựng một Server
có nhiệm vụ Crawler thông tin về cơ sở dữ liệu, dĩ nhiên là dữ liệu thu thập
về ít hơn và cũng không được phân loại, sàng lọc kĩ như Socbay Search
Engine.
• Sản phẩm iMedia được xây dựng cho các dòng máy có hỗ trợ Java trong khi
đó sản phẩm của nhóm được xây dựng cho dòng máy chạy hệ điều hành
Android.
Hình 3: Mô hình hệ thống
Tuy vậy ứng dụng vẫn có khả năng cung cấp cho người dùng những thông
tin đã được sàng lọc, tổng hợp và chuẩn hóa riêng phù hợp cho thiết bị di động. Sản
phẩm tuy được phát triển trong thời gian ngắn nhưng hy vọng sẽ mang lại tính đột
phá, đa dạng và phù hợp với văn hóa của người Việt. Ứng dụng cung cấp cho người
dùng những chức năng chính sau:
• Chức năng đọc tin tức

• Chức năng xem kết quả xổ số
• Chức năng xem hình ảnh
• Chức năng đọc truyện
• Chức năng nghe nhạc
Ở trên em chỉ nêu mô tả bài toán với các chức năng cơ bản. Việc phân tích và
thiết kế tương ứng cho từng chức năng sẽ được trình bày kỹ hơn ở chương III của
báo cáo.
II. Định hướng giải quyết
Để giải quyết các vấn đề đã được nêu ra trong phần trên nhóm em đưa ra
định hướng để giải quyết các vấn đề của bài toán.
Từ bài toán cụ thể trên chúng em đã tiến hành xây dựng mô hình chung của
hệ thống gồm ba phần chính:
1. Phần CMS và Database
Quản lý cơ sở dữ liệu. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu được sử dụng là SQL Server
2005.
SQL Server 2005 là một hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu (Relational Database
Management System (RDMS)) sử dụng Transact-SQL để trao đổi dữ liệu giữa
Client và SQL Server.
SQL Server 2005 được tối ưu để có thể chạy trên môi trường cơ sở dữ liệu
rất lớn (Very Large Database Environment) lên đến Tera-Byte và có thể phục vụ
cùng lúc cho hàng ngàn User. SQL Server 2005 có thể kết hợp ăn ý với các server
khác nhau.
Trên đây là một số giới thiệu về SQL Server 2005 với nhiều điểm ấn tượng,
ngoài ra trong quá trình học tập chúng em đã có thời gian tìm hiểu về hệ quản trị cơ
sở dữ liệu này do đó việc lựa chọn nó cũng là một ưu thế so với các hệ quản trị cơ
sở dữ liệu khác.
2. Phần Server
Có nhiệm vụ Crawler thông tin từ internet để cập nhật vào database và làm
nhiệm vụ giao tiếp với Client. Phần này được viết bằng ngôn ngữ Java.
Java là một công nghệ xây dựng các ứng dụng phần mềm có vị trí rất lớn

trong những năm cuối thế kỉ 20, đầu thế kỉ 21. Nó được coi là công nghệ mang tính
cách mạng và khả thi nhất trong việc tạo ra các ứng dụng có khả năng chạy thống
nhất trên nhiều nền tảng mà chỉ cần biên dịch một lần.
Lần đầu tiên xuất hiện vào năm 1992 như là một ngôn ngữ dùng trong nội bộ tập
đoàn Sun Microsystems để xây dựng ứng dụng điều khiển các bộ xử lý bên trong
máy điện thoại cầm tay, lò vi sóng, các thiết bị điện tử dân dụng khác. Không chỉ là
một ngôn ngữ, Java còn là một nền tảng phát triển và triển khai ứng dụng trong đó
máy ảo Java, bộ thông dịch có vai trò trung tâm.
Không thể không kể đến một số điểm mạnh của ngôn ngữ Java như khả năng
thông dịch, lập trình hướng đối tượng, đa nhiệm, đa luồng, tính khả chuyển và khả
năng hỗ trợ mạnh cho việc phát triển ứng dụng.
Chúng em đã lựa chọn ngôn ngữ Java và môi trường phát triển là Netbeans
trên hệ điều hành Windows. Netbean IDE là một công cụ dành cho lập trình viên để
viết, biên dịch, gỡ lỗi (debug) và triển khai (deploy) chương trình, giao diện thân
thiện, được coi là phổ biến và hiệu quả nhất. Một sản phẩm miễn phí và không có
giới hạn nào trong việc sử dụng nó thì NetBean IDE có lẽ là lựa chon tối ưu nhất để
viết Java.
3. Phần Client
Có nhiệm vụ xây dựng các form giao tiếp với người dùng và giao tiếp với
Server. Phần này em sử dụng lập trình Android trên môi trường Windows.
Trong phần này đặc biệt chú trọng đến việc xây dựng các form giao tiếp và
xây dựng module kết nối. Trong thời gian gần đây Android có những bước tiến rất
nhanh và mạnh mẽ cho dòng điện thoại smartphone. Việc nghiên cứu và tìm hiểu về
lập trình Android cũng khá dễ dàng và có thể nói Android chính là tương lai của hệ
điều hành dành cho thiết bị di động smartphone. Đó cũng chính là lý do mà em đã
lựa chọn Android làm môi trường lập trình cho đồ án này.
Phần xây dựng các module kết nối được xây dựng bằng việc sử dụng giao
thức Socket. Cùng với giao thức HTTP là hai giao thức truyền thống, rất dễ sử
dụng. Song mỗi giao thức có những ưu, nhược điểm riêng. Nhưng trong khuôn khổ
có phần hạn chế của đồ án em xin lựa chọn giao thức Socket để xây dựng các

module kết nối.
Với việc lựa chọn nhiệm vụ cho mình là xây dựng các module phía client,
trong phần tiếp theo của đồ án xem xin trình bày những cơ sở lý thuyết và các công
cụ được lựa chọn để giải quyết vấn đề của bài toán.
CHƯƠNG II: CÔNG CỤ VÀ MÔI TRƯỜNG PHÁT TRIỂN
I. Hệ điều hành Android
1. Định nghĩa về Android
Android không chỉ đơn giản là một hệ điều hành dành cho các thiết bị di
động thông minh (smart phone), nó còn được định nghĩa chính thức là một
“software stack” bao gồm hệ điều hành, các “middleware” (các phần mềm liên kết
các phần mềm hoặc các ứng dụng khác) và các ứng dụng phím.
Android có nền tảng mã nguồn mở được phát triển bởi Google. Bên cạnh
kho ứng dụng khá phong phú cùng một cộng đồng phát triển rộng lớn, Google còn
đưa ra bộ công cụ Android SDK cung cấp rất nhiều APIs cần thiết cho việc phát
triển các ứng dụng Android trên ngôn ngữ lập trình Java. Mặc dù mới ra đời nhưng
Android đã tạo ra sức hút rất lớn đối với các nhà phát triển và các hãng sản xuất.
Hiện tại đã có những chiếc điện thoại Android đầu tiên được xuất xưởng như T-
Mobile G1 của HTC, SamSung I7500. Bên cạnh đó rất nhiều hãng sản xuất điện
thoại lớn trên thế giới như Motorola, HTC, SumSung, Sony Ericsson cũng đã cam
kết sẽ gắn bó với Android. Ngoài ra Android còn có thể chạy trên các netbook và có
thể sẽ trở thành một hệ điều hành nữa giành cho netbook.
Android được đánh giá là có triển vọng rất lớn và có tốc độ tăng trưởng
nhanh trong những năm tới. Dưới đây là những ưu điểm tạo nên sức cạnh tranh của
Android.
Những điểm mạnh của Android
• Tính mở: Android được xây dựng dựa trên nhân là hệ điều hành Linux. Đây
là một nền tảng hoàn toàn mở (mã nguồn mở – open source), do đó những
chiếc điện thoại chạy Android sẽ không mất phí cho hệ điều hành, kéo theo
giá thành của những chiếc điện thoại này sẽ giảm xuống. Đó chính là một
yếu tố cạnh tranh rất lớn của Android. Bên cạnh đó, do có một nền tảng mở

và bản thân cũng là phần mềm mở nên các nhà phát triển ứng dụng có thể
thoải mái làm mọi thứ trên Android. Các ứng dụng có thể gọi đến bất kì ứng
dụng lõi nào của Android như tạo cuộc gọi, gửi tin nhắn, sử dụng camera
Họ cũng có thể tạo ra một hệ điều hành mới mang bản sắc riêng dựa trên mã
nguồn mở của Android. Tính mở còn giúp Android ngày càng được mở rộng
khi cộng đồng phát triển tiếp tục làm việc cùng nhau để tạo ra các ứng dụng
mới.
• Các ứng dụng tạo ra ngang bằng nhau: Android không phân biệt các ứng
dụng lõi của điện thoại và các ứng dụng của bên thứ ba. Tất cả đều có quyền
truy nhập như nhau đến các khả năng của điện thoại cung cấp cho người
dùng với các ứng dụng và dịch vụ rất rộng rãi. Vì thế các ứng dụng có thể
phát huy mọi điểm mạnh của mình mà không gặp trở ngại nào.
• Phá vỡ những ranh giới ứng dụng: Android phá vỡ các rào cản trong việc xây
dựng các ứng dụng mới. Ví dụ như nhà phát triển có thể kết hợp thông tin từ
web và các thông tin cá nhân trong điện thoại di động như user contact,
calendar để cung cấp cho người dùng những thông tin phù hợp hơn, tượng
tự như các dịch vụ hiện có của Google. Và không chỉ phá vỡ rào cản về mặt
kỹ thuật mà còn cả rào cản về mặt địa lý, với Android một nhà phát triển có
thể xây dựng ứng dụng cho phép người dùng thấy được vị trí của bạn bè của
họ, thông báo khi họ ở gần nhau và tạo cơ hội để họ kết nối với nhau.
• Phát triển ứng dụng nhanh và dễ dàng: Android cho phép truy nhập phạm vi
rất rộng các công cụ và thư viện hữu ích được sử dụng để xây dựng các ứng
dụng. Ví dụ Android cho phép các nhà phát triển lấy về vị trí của thiết bị và
cho phép các thiết bị kết nối với nhau. Thêm nữa Android còn chứa một tập
đầy đủ các công cụ được xây dựng rất sát với nền tảng giúp cho các ứng
dụng được tạo ra có hiệu suất cao.
2. Kiến trúc Android OS
Kiến trúc Android bao gồm một loạt tính năng ấn tượng cho các ứng dụng di
động. Trong thực tế, khi nhìn vào kiến trúc đơn lẻ, nếu không xem xét Android là
một nền tảng thiết kế cho các môi trường điện thoại di động, thì rất dễ dàng nhầm

lẫn kiến trúc Android với một kiến trúc máy tính nói chung. Tất cả các thành phần
chính của nền tảng máy tính đều tồn tại trong Android. Sau đây là mô tả về các
thành phần trong kiến trúc của nó.
Kiến trúc Android gồm 4 tầng: Applications, FrameWork Application,
Libraries, Linux Kernel. Dưới đây là hình vẽ minh họa kiến trúc tổng thể của
Android:
Hình 4: Kiến trúc tổng thể Android
a. Applications
Đây là các ứng dụng tương tác trực tiếp với người dùng bao gồm các ứng
dựng lõi và những ứng dụng của bên thứ ba. Ngoài việc cung cấp đầy đủ các ứng
dụng cơ bản của một chiếc điện thoại thông thường như: tạo cuộc gọi, nhắn tin
Android còn có những dịch vụ rất hữu ích khác: trình duyệt web, google maps, các
ứng dụng media, camera, games Hơn nữa Google còn cung cấp kho ứng dụng cho
Android tai địa chỉ khá phong phú giúp người
dùng có thể thoải mái download để sử dụng.
b. Application Framework
Đây là nơi chứa các dịch vụ và hệ thống quản lí ứng dụng bao gồm:
• Activity Manager: quản lí vòng đời của ứng dụng.
• Window Manager: quản lí các cửa sổ trong ứng dụng như trạng thái, cách bố
trí
• Content Providers: cho phép ứng dụng có thể truy nhập dữ liệu của ứng dụng
khác hoặc chia sẻ dữ liệu của nó cho các ứng dụng.
• View System: cung cấp các thành phần giao diện như list, text, button, thậm
chí cả trình duyệt web được nhúng vào trong ứng dụng.
• Package Manager: chứa các công cụ quản lí việc cài đặt, nâng cấp, cấu hình
hoặc gỡ bỏ các gói ứng dụng.
• Telephony Manager: quản lí các dịch vụ thoại như thông tin, trạng thái các
cuộc gọi, tin nhắn
• Resource Manager: cung cấp quyền truy nhập đến các tài nguyên không nằm
trong code như các chuỗi, icon, các file layout, các đối tượng graphics được

sử dụng
• Notification Manager: cho phép tất cả các ứng dụng đưa ra các thông báo
dưới dạng thanh trạng thái.
c. Libraries
Android cung cấp một tập các thư viện C/C++ được sử dụng bởi các thành
phần khác nhau trong hệ thống. Dưới đây là một số thư viện lõi:
• Thư viện C hệ thống: thừa kế từ thư viện hệ thống C chuẩn được cung cấp
cho các thiết bị nhúng dựa trên nhân Linux.
• Thư viện media: hỗ trợ việc thu, phát của rất nhiếu định dạng video và audio
cũng như là các định dạng ảnh tĩnh như MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR,
JPG, và PNG.
• Surface Manager: quản lí việc truy nhập đến các hệ thống con dùng cho việc
thể hiện đồ họa, kết hợp các lớp đồ họa 2D, 3D từ nhiều ứng dụng.
• LibWebCore: một cơ chế trình duyệ Web hiện đại bao gồm khả năng của
trình duyệt Web Android và trình duyệt Web nhúng.
• SGL (Skia Graphics Library): cơ chế đồ họa 2D cơ sở.
• Thư viện 3D: thư viện đồ họa 3D phát triển dựa trên OpenGL ES 1.0 APIs.
• FreeType: render các ảnh bitmap và font vectơ.
• SQLite: hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ nhẹ và mạnh mẽ có hiệu lực với tất
cả các ứng dụng .
d. Dalvik Virtual Machine (DVM)
Máy ảo Dalvik một thành phần rất quan trọng trong Android. Nó thực hiện
các ứng dụng trên nền Java và đã được đóng gói dưới dạng file .dex (Dalvik
Executable - dạng file thực thi của máy ảo Dalvik) phù hợp với các thiết bị mobile
bị hạn chế về bộ nhớ và tốc độ xử lí chậm. Không giống như hầu hết các máy ảo
dựa trên ngăn xếp, Dalvik là một máy ảo dựa thanh ghi. Với các máy ảo dựa ngăn
xếp, do phải nạp dữ liệu vào ngăn xếp rồi mới thực hiện trên các dữ liệu đó nên
chúng thường cần nhiều lệnh hơn so với những máy ảo dựa thanh ghi. Tuy nhiên
các máy ảo dựa thanh ghi do phải mã hóa thanh ghi nguồn và đích nên các lệnh
thường sẽ lớn hơn. Dalvik sử dụng một loại bytecode riêng không phải Java

bytecode. Android SDK cung cấp công cụ cho phép chuyển các file Java .class sau
khi biên dịch sang dạng file .dex, tức là dịch từ Java bytecode sang Dalvik
bytecode. Nhiều file .class có thể được đóng gói vào một file .dex. Dalvik có cơ chế
mã hóa đặc biệt khiến cho các file .dex có kích thước nhỏ hơn file .jar nhằm tối ưu
hóa việc sử dụng bộ nhớ. Mỗi ứng dụng chạy trên một tiến trình của riêng nó tương
ứng mỗi tiến trình lại có riêng nó một DVM, như vậy các tiến trình sẽ không gây
ảnh hưởng lẫn nhau. Cũng theo đó, Android cũng hỗ trợ nhiều thực thể DVM chạy
song song với nhau cho phép chạy cùng lúc nhiều ứng dụng.
e. Linux kernel
Android dựa trên nhân Linux version 2.6 đối với các dịch vụ lõi của hệ thống
như bảo mật, quản lí bộ nhớ, quản lí tiến trình, mạng, trình điều khiển. Nhân Linux
như là một lớp trừu tượng giữa phần cứng và phần còn lại của hệ thống Android.
Nhưng Linux không làm việc trực tiếp với các ứng dụng mà thông qua máy ảo
DVM. Nhân Linux được Google sử dụng không hoàn toàn là nhân Linux được sử
dụng cho các phiên bản hệ điều hành cho máy tính để bàn, trong đó Google đã loại
bỏ đi hệ thống quản lý cửa sổ ứng dụng X Window System cũng như bỏ bớt một số
thư viện trong bộ thư viện chuẩn GNU. Do đó việc sử dụng lại code cũng như thư
viện của các chương trình ứng dụng của các hệ điều hành Linux cho máy tính để
bàn là rất khó khăn.
3. Tính năng của Android
Giao diện
Hỗ trợ màn hình kích thước lớn, card đồ họa VGA, đồ họa 2D,
đồ họa 3D dựa trên OpenGL ES và tương thích với giao diện
truyền thống của các thiết bị di động. Một số tính năng khác:
autocomplete (gợi ý và tự đồng điền), màn hình chính tiện dụng
cho phép tìm kiếm dữ liệu thông tin. Ngoài ra Androd còn cho
phép tìm kiếm qua giọng nói.
Lưu trữ
Sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ SQLite để lưu trữ dữ
liệu.

Kết nối
Hỗ trợ nhiều giao thức kết nối khác nhau: GSM/EDGE, IDEN,
CDMA, EV-DO, UMTS, Bluetooth, Wi-Fi và WiMAX.
Tin nhắn Hỗ trợ 2 giao thức truyền tải tin nhắn là SMS và MMS
Trình duyệt web
Trình duyệt web của Android được xây dựng dựa trên nền
Webkit. Trình duyệt này đạt được 93/100 điểm với bài kiểm tra
Acid3. Hỗ trợ Flash phiên bản 10, hỗ trợ upload file qua trình
duyệt.
Hỗ trợ Java
Ứng dụng trên Android được viết bằng mã Java có thể được biên
dịch để chạy trên máy ảo Dalvik Virtual Machine. Tuy nhiên
Android lại không trợ J2ME như nhiều dòng điện thoại hiện đại
khác. Ngoài ra ứng dụng trên Android còn có thể được cài đặt
trên thẻ nhớ ngoài nhằm mở rộng dung lượng bộ nhớ.
Hỗ trợ Media Một số chuẩn của 3GP và MP4 như H263, H264, MPEG-4 SP,
AAC ; MP3, MIDI, Ogg Vorbis, WAV, JPEG, PNG, GIF, BMP.
Cho phép quay phim và xem lại. Cho phép gửi ảnh lên Piccassa
và video lên Youtupe trực tiếp từ thiết bị. Ngoài ra Android còn
đi kèm theo một trình quản lý thư viện (galleries).
Hỗ trợ phần
cứng
Video, camera, màn hình cảm ứng, gia tốc kế, từ phổ kế, các
thiết bị tăng tốc đồ họa 2D và 3D
Thương mại
Google cho ra đời một cửa hàng trực tuyến tại địa chỉ
bắt đầu từ năm 2008, cho phép
người dùng tải và cải đặt phần mềm vào Android mà không phải
thông qua máy tính để bàn.
Hỗ trợ đa chạm

Android có hỗ trợ cảm ứng đa chạm với các thiết bị hỗ trợ công
nghệ này. Tuy nhiên tính năng này mặc định bị tắt nhằm tránh vi
phạm tới bằng sáng chế của Apple. Tính năng này chỉ được bật
sẵn trên Nexus One của Google và Motorola Droid
Gọi điện video
Không chính thức hỗ trợ, nhưng có thể sử dụng trên chiếc HTC
Evo 4G
Đa nhiệm Hỗ trợ đa nhiệm
Hỗ trợ phát triển
ứng dụng
Android được cung cấp một bộ công cụ trợ giúp người lập trình
(SDK) như máy ảo (Emulator), các công cụ debug, theo dõi bộ
nhớ, dữ liệu Ngoài ra bộ SDK này cũng cung cấp 1 plugin
cho Eclipse IDE giúp người phát triển nhanh chóng và dễ dàng
tạo mới một project.
4. Phần mềm trên Android
a. Phân loại:
Phần mềm trên Android có 2 dạng chia theo mã nguồn:
Dạng thứ nhất là các phần mềm viết bằng mã thuần C cho kiến trúc ARM có
thể biên dịch bằng bộ biên dịch mã nguồn mở GCC và cài đặt vào Android thông
qua công cụ Android Native Development Kit. Các phần mềm này chạy trực tiếp
với nhân Linux, vì vậy các phần mềm dạng này thường là các thư viện trong lớp
Libraries của Android. Các lớp trong các thư viện này có thể được gọi từ các
chương trình viết bằng mã Java khác thông qua máy ảo Dalvik. Tuy Google cung
cấp công cụ cho phép cài đặt và thực thi các chương trình viết bằng ngôn ngữ C trên
Android, thực tế việc phát triển ứng dụng dạng này là khó khăn, bởi các thư viện C
của Android không phải là các thư viện chuẩn như trên các hệ điều hành khác.
Dạng phần mềm thứ hai được viết bằng ngôn ngữ Java. Mã Java sau khi
được biên dịch sẽ được đóng gói thành một file đơn .apk duy nhất. Đây chính là
dạng file dùng cho việc phân phối và cài đặt các ứng dụng Android trên thiết bị.

Toàn bộ code trong một gói .apk được coi là một ứng dụng. Tuy nhiên điểm cần chú
ý rằng thực chất Android chỉ sử dụng lại cú pháp của ngôn ngữ Java là chủ yếu chứ
không hỗ trợ đầy đủ ngôn ngữ này. Các thư viện Java cũng như các hàm API của
Android chỉ là một phần của bộ chuẩn Java Platform Standard Edition (Java SE)
hay bộ thu nhỏ dành cho di động Java Platform Micro Edition (Java ME hay còn
gọi là J2ME). Máy ảo Java của Android cũng là một dạng khác dựa trên cấu trúc
của máy ảo Java. Vì vậy việc tái sử dụng mã nguồn của các ứng dụng viết cho các
hệ điều hành khác vào các ứng dụng trên Android cũng khá khó khăn.
Trong khuôn khổ đồ án này sẽ tập trung vào nghiên cứu và trình bày về phát
triển ứng dụng trên Android sử dụng ngôn ngữ Java.
b. Các thành phần cơ bản của ứng dụng Android:
Ứng dụng Android bao gồm 6 thành phần:
• Activity: Activity là nền của một ứng dụng. Khi khởi động một ứng dụng
Android nào đó thì bao giờ cũng có một main Activity được gọi, hiển thị màn
hình giao diện của ứng dụng cho phép người dùng tương tác
Một ứng dụng Android có thể chứa một hoặc nhiều activity. Mỗi một activity
được cung cấp một cửa sổ để thao tác trên đó. Cửa sổ này có thể là toàn màn
hình hoặc nhỏ hơn màn hình và đè lên cửa sổ khác. Thành phần trực quan
của cửa sổ được cung cấp bởi một hệ thống các khung nhìn - các đối tượng
thừa kế từ lớp View (như TextView để thể hiện các dòng văn bản,
ButtonView để thể hiện các nút, ). Mỗi khung nhìn điều khiển một vùng
hình chữ nhật bên trong cửa sổ. Các khung nhìn chính là nơi một activity
tương tác với người dùng. Các khung nhìn được đặt vào cửa sổ bởi hàm
Activity.setContentView(View Oject).
• Service: Một service không có một giao diện trực quan. Nó chạy ở nền trong
một thời gian không xác định. Mỗi một service thừa kế từ lớp cơ sở Service.
Một ví dụ để có thể hiểu về service là ứng dụng music player. Ứng dụng có
thể có nhiều activity cho phép người dùng lựa chọn bài hát hay bắt đầu chơi
nhạc. Tuy nhiên bộ phận phát nhạc lại không được được điều khiển bởi
activity bởi người dùng mong muốn nhạc vẫn được chơi khi người dùng rời

khỏi giao diện của ứng dụng và chuyển sang một công việc khác. Khi đó
activity của ứng dụng cần khởi động một service điều khiển việc phát nhạc ở
nền. Như vậy hệ thống có thể duy trì service điều khiển việc phát nhạc ngay
cả khi người dùng chuyển sang một giao diện khác.
• Broadcast Receiver: Broadcast Receiver là một thành phần không làm gì
ngoài việc nhận và hưởng ứng lại những thông báo (broadcasts) được ban ra.
Rất nhiều thông báo bắt nguồn từ trong mã của hệ thống như thông báo
timezone thay đổi, pin yếu, có cuộc gọi đến Ngoài ra một ứng dụng cũng
có thể khởi tạo các broadcasts nhằm thông báo cho các ứng dụng khác các
thông tin cần thiết. Một ứng dụng có thể có tùy ý số lượng các Broadcasts
Receiver để hưởng ứng lại các thông báo tương ứng mà nó cho là quan trọng.
Tất cả các receiver đó đều thừa kế từ lớp cơ sở BroadcastsReceiver.
Broadcasts Receiver không thể hiện giao diện trực quan. Tuy nhiên nó có thể
khởi động một activity hưởng ứng lại thông tin nhận được hoặc có thể sử
dụng lớp Notification Manager để cảnh báo người dùng.
• Content Provider: Content Provider là thành phần làm cho tập dữ liệu của
ứng dụng có thể được sử dụng bởi một ứng dụng khác. Content Provider
thừa kế từ lớp cơ sở ContentProvider để thực hiện một tập các phương thức
chuẩn cho phép các ứng dụng lấy hoặc lưu trữ các kiểu dữ liệu mà nó điều
khiển. Tuy nhiên các ứng dụng không nên gọi trực tiếp các hàm này. Thay
vào đó chúng sử dụng đối tượng ContenResolver và các phương thức của
chúng. Một đối tượng ContenResolver có thể nói chuyện với bất kì
ContentProvider nào, chúng kết hợp với các provider để quản lí các liên lạc
liên tiến trình.
• Intent: nền tảng để truyền tải các thông báo. Intent được sử dụng để gửi các
thông báo đi nhằm khởi tạo một Activity hay Service để thực hiện công việc
mà người dùng mong muốn. Ví dụ khi mở một trang web, tức là người dùng
gửi một intent đi để tạo một activity mới hiển thị trang web đó.
• Notification: đưa ra các cảnh báo mà không làm cho các Activity phải ngừng
hoạt động.

Activity, Service, Broadcast Receiver và Content Provider mới là những
thành phần chính cấu thành nên ứng dụng Android, bắt buộc phải khai báo
trong AndroidManifest.
c. Vòng đời của một ứng dụng:
Như đã giới thiệu ở trên , Actitvity là thành phần quan trọng nhất và đóng vai
trò chính trong xây dựng ứng dụng Android. Hệ điều hành Android quản lý Activity
theo dạng stack: khi một Activity mới được khởi tạo, nó sẽ được xếp lên đầu của
stack và trở thành running activity, các Activity trước đó sẽ bị tạm dừng và chỉ hoạt
động trở lại khi Activity mới được giải phóng.
Hình 5: Vòng đời của ứng dụng Android
Activity bao gồm 4 state:
• active (running): Activity đang hiển thị trên màn hình (foreground).
• paused: Activity vẫn hiển thị (visible) nhưng không thể tương tác (lost
focus). VD: một activity mới xuất hiện hiển thị giao diện đè lên trên activity
cũ, nhưng giao diện này nhỏ hơn giao diện của activity cũ, do đó ta vẫn thấy
được 1 phần giao diện của activity cũ nhưng lại không thể tương tác với nó.
• stop: Activity bị thay thế hoàn toàn bởi Activity mới sẽ tiến đến trạng
thái stop.
• killed: Khi hệ thống bị thiếu bộ nhớ, nó sẽ giải phóng các tiến trình theo
nguyên tắc ưu tiên. Các Activity ở trạng thái stop hoặc paused cũng có thể bị
giải phóng và khi nó được hiển thị lại thì các Activity này phải khởi động lại
hoàn toàn và phục hồi lại trạng thái trước đó.
5. Môi trường phát triển
a. Hệ điều hành:
Về hệ điều hành để cài đặt các công cụ hỗ trợ, hiện nay Google hỗ trợ hầu
hết các hệ điều hành dành cho máy để bàn hiện đại, cụ thể bao gồm:
• Microsoft Windows: các phiên bản XP 32 bits, Vista 32 và 64 bits, Windows
7 32bits và 64bits.
• Apple Mac OS X
• Linux: các dòng hiện đại đều có thể sử dụng được như Ubuntu, Fedora

b. Ngôn ngữ lập trình và các công cụ hỗ trợ:
Như đã nêu, trong Android các ứng dụng chủ yếu được viết bằng ngôn ngữ
Java, sau đó mã bytecode của Java sau khi được biên dịch sẽ được dịch tiếp sang
mã bytecode Dalvik để chạy trên máy ảo DVM. Vì vậy môi trường chính để phát
triển ứng dụng cho Android là môi trường Java (JDK 5, 6 hoặc cao hơn) và các IDE
cho Java như Eclipse, Netbeans
Đối với những người mới bắt đầu thì đơn giản nhất là sử dụng Eclipse kết
hợp với plugin ADT (Android Development Tool) do chính Google cung cấp. Nó
rút gọn và đơn giản hoá các công việc như tạo lập project, gỡ rối … hơn. Yêu cầu
đối với Eclipse là phải có kèm theo gói JDT (Java Development Tools), vì vậy nên
chọn các gói Eclipse cấu hình sẵn như Eclipse for Java Development, Eclipse for
Java EE development.
c. Cài đặt môi trường lập trình:
Các bước để cài đặt các công cụ hỗ trợ phát triển ứng dụng Android:
• Cài đặt Android Software Development Kits (Android SDK).
• Cài đặt Java IDE: (cụ thể là Eclipse).
Cụ thể các bước cài đặt khá đơn giản tuy nhiên trong khuôn khổ có hạn của
nội dung đồ án em không trình bày cụ thể ở đây. Chi tiết về việc cài đặt có thể tham
khảo tại địa chỉ với hướng dẫn khá
chi tiết và tỉ mỉ.
II. Giao thức kết nối
Giao thức kết nối Socket cùng với giao thức HTTP là hai giao thức truyền
thống, rất dễ sử dụng. Trong hai giao thức kết nối trên mỗi giao thức lại có những
ưu, nhược điểm riêng mà tùy trong mỗi chương trình mà ta có thể lựa chọn phương
thức kết nối thích hợp.
Giao thức HTTP:
Trong giao thức HTTP, client truyền thông điệp cho server thông qua hai
phương thức là POST và GET. Với phương thức POST, lập trình viên có thể giấu
các tham số truyền lên server, điều này sẽ giúp bảo mật hơn cho server, tuy nhiên sẽ
gây khó khăn hơn cho lập trình viên phía client. Với phương thức GET, lập trình

viên sẽ gửi tất cả các tham số yêu cầu qua url, điều này sẽ dễ dàng hơn cho lập trình
viên phía client tuy nhiên sẽ rất khó để giấu url cho server.
Việc sử dụng kết nối HTTP có ưu điểm là dễ dàng cho lập trình viên nhưng
nó lại có một số điểm bất lợi sau :
• HTTP khiến cho kết nối giữa Client-Server không được liên tục. Hệ thống
chỉ thực hiện kết nối khi có yêu cầu, và đóng lại sau khi nhận được dữ liệu.
Do đó, việc request sẽ tốn một khoảng thời gian để thiết lập kết nối, điều mà
kết nối socket không mắc phải.
• Ngoài ra do việc sử dụng giao thức kết nối HTTP thực hiện truy vấn trực tiếp
lên service không đảm bảo được tính bảo mật và trong suốt của hệ thống do
có thể dễ dàng phát hiện các câu truy vấn.
Giao thức Socket TCP:
Chính từ những nhược điểm trên của HTTP, yêu cầu đặt ra là xây dựng thêm
một module kết nối nằm giữa client và các service, nhằm làm trong suốt giữa hai
tầng này, nâng cao tính bảo mật đối với server chứa service. Module này sẽ thiết lập
một kết nối TCP socket với các client, giữ các kêt nối, lấy các dữ liệu từ service và
trả lại cho client.
Module kết nối tại client có nhiệm vụ quản lý các gói tin gửi đi, nhận và xử lí
các gói tin gửi về từ server và hiển thị kết quả lên form. Module này do client xây
dựng và quản lý.
Module kết nối tại Server sẽ tạo một socket, lắng nghe những packet từ client
gửi lên, xử lý,sau đó dựa vào mã gửi lên để gọi các dịch vụ được cung cấp bởi CMS
– Database (theo mô hình 3 trang 13) để trả về các dữ liệu đã được chuẩn hoá tương
ứng. Module này do Server quản lý.
Hình 6: Mô hình Socket TCP
Một số đặc điểm của giao thức Socket:
- Socket có cơ chế keep alive, kết nối không bị mất sau mỗi lần nhận được dữ
liệu.=> khắc phục được so với http. Thời gian kết nối client-server sẽ không bị mất.
- Tuy nhiên chính điều này dẫn đến 1 vấn đề là khi mà Socket keep alive với các
request của client. Server có thể sẽ bị quá tải trong trường hợp hàng nghìn request

gửi cùng 1 lúc và nó vẫn keep.
Trong khuôn khổ đồ án em đã chọn giao thức Socket TCP làm giao thức kết
nối cho chương trình của mình. Tuy mỗi giao thức đều có những lợi ích riêng nhưng
việc lựa chọn một phần cũng do khuôn khổ làm đồ án có hạn và cũng một phần lợi
thế là em đã nghiên cứu giao thức này trong thời gian thực tập vừa qua.
III. Quy trình phát triển ứng dụng cho thiết bị di động
Quy trình phát triển một ứng dụng cho thiết bị di động thông thường khá
giống nhau tuy nhiên trong khuôn khổ có hạn của đồ án tốt nghiệp em chỉ xin trình
bày quy trình cho Android. Quy trình phát triển ứng dụng cho Android bao gồm các
bước cơ bản sau:
1. Quy trình phát triển một ứng dụng
Hình 7: Quy trình phát triển ứng dụng cho thiết bị di động
Quy trình phát triển một ứng dụng bao gồm các bước chính sau:
• Tạo một project: Sau khi tìm hiểu yêu cầu và cài đặt môi trường chúng ta sẽ
tiến hành tạo một project cho dự án.
• Modify application code: Quá trình này sẽ có những sửa chữa, phát triển dự
án.