Quá trình phát triển của điện toán di động Ứng dụng trong điện toán di động Mobile Computing

MỤC LỤC
MOBILE COMPUTING AND APPLICATIONS
I. Thông tin
1.1. Khái niệm về thông tin
Thông tin được biết đến trong nhiều thế kỉ qua như là một sức mạnh.
Từ khi con người xuất hiện thì cùng lúc đó là xuất hiện thông tin. Ban
đầu thông tin chỉ tồn tại trong tri thức của con người. Và chúng được
thể hiện qua hình ảnh, âm thanh
Vấn đề đặt ra là làm thế nào để lưu trữ thông tin và thông tin được
biết đến như là một cách mà nó được truy cập bởi mọi người ở bất kì
nơi nào, vào bất kì thời điểm nào.
Để trả lời câu hỏi này ta đi tìm hiểu đôi chút về việc lưu trữ thông tin.
Nhiều thập niên về trước, việc lưu trữ thông tin là một thách thức không
nhỏ với các nhà khoa học, Vào những năm cuối thập niên 90, khi có sự
1
xuất hiện của máy tính cá nhân thì vấn đề lưu trữ thông tin đã được giải
quyết một cách dễ dàng.
Các thông tin lưu trữ trong máy tính được gọi tắt là dữ liệu (thông tin có
thể là chữ số, chữ viết, hình ảnh hoặc âm thanh…).
1.2. Vấn đề lưu trữ và truyền tải thông tin
Trước khi ngôn ngữ ra đời thì việc truyền thông thể hiện qua hình vẽ,
như các bức họa trong hang El Castilo, Tây Ban Nha nói về việc săn
bắn của con người. Và khi có sự xuất hiện của ngôn ngữ việc truyền
thông được thực hiện trực tiếp qua còn người, ví dụ như: Trận
“Marathon” là trận đánh điển hình, có ý nghĩa quyết định trong cuộc
chiến tranh chống quân xâm lược của nhân dân Hi Lạp thời cổ đại với
hình tượng người chiến binh chạy quãng đường 42 km, vượt rừng núi
từ nơi diễn ra trận chiến ác liệt tới Athens để báo tin thắng trận.
Và sự ra đời của chữ tạo ra cho thế giới một bước ngoặt to lớn. Giờ
đây thông tin được biết đến qua một hình thức khác đó là chữ viết. Và
vấn đề truyền thông cũng tương đối dễ dàng hơn. Ví dụ như người

xưa thường sử dụng bồ câu để đưa thư.
Việc chữ viết ra đời giúp một phần nào đó cho việc lưu trữ thông tin.
Thông tin được lưu lại trong các ghi chép bằng chữ viết.
Đến khi xuất hiện máy điện tín, thông tin được mã hóa dưới dạng kí
tự; thông tin được nhận và gửi phải thông qua
Cho đến cuối thập niên 90 của thế kỉ 20, khi máy tính cá nhân ra đời
và sự bùng nổ về mạng Internet, thông tin được lưu trữ trong đĩa cứng
của máy tính và được truy cập thông qua mạng Internet. Các thông tin
được gọi chung là dữ liệu.
Ngày nay, thông tin được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như
khoa học, xã hội, kinh tế, giáo dục…
2
1.3. Dữ liệu
Dữ liệu gồm hai loại:
• Dữ liệu thô (dữ liệu chưa qua xử lý, chọn lọc, hay còn gọi là dữ
liệu không hữu dụng).
• Dữ liệu hữu dụng hay chính xác hơn là thông tin.
Dữ liệu được chia thành các bit (mã hóa thành các bits), gọi tắt là các
bits dữ liệu.
Các bits dữ liệu này sẽ được lưu trữ trong đĩa cứng của máy tính.
II. Mạng máy tính
Thông tin đã được lưu trữ và nó được sử dụng trên nhiều máy tính các nhân,
nhưng chưa dừng lại ở đó, con người muốn thông tin phải được chia sẻ giữa các
máy tính với nhau.
Điều này dẫn đến sự xuất hiện của mạng máy tính (network).
2.1. Sự ra đời của mạng máy tính
Các máy tính liên kết với nhau tạo thành một mạng máy tính, việc trao đổi
thông tin giữa chúng chính là việc trao đổi các bits dữ liệu (nếu lượng thông
tin truyền đi lớn, dữ liệu sẽ được lưu trữ thành các bytes (1byte=8bit)).
Máy tính của thập niên 1940 là các thiết bị cơ-điện tử lớn và rất dễ hỏng. Sự

phát minh ra transitor bán dẫn vào năm 1947 tạo ra cơ hội để làm ra
chiếc máy tính nhỏ và đáng tin cậy hơn.
Năm 1950, các máy tính lớn mainframe chạy bởi các chương trình ghi trên
thẻ đục lỗ (punched card) bắt đầu được dùng trong các học viện lớn. Điều
3
này tuy tạo nhiều thuận lợi với máy tính có khả năng được lập trình nhưng
cũng có rất nhiều khó khăn trong việc tạo ra các chương trình dựa trên thẻ
đục lỗ này.
Vào cuối thập niên 1950, người ta phát minh ra mạch tích hợp (IC) chứa
nhiều transitor trên một mẫubán dẫn nhỏ, tạo ra một bước nhảy vọt trong
việc chế tạo các máy tính mạnh hơn, nhanh hơn và nhỏ hơn. Đến nay, IC có
thể chứa hàng triệu transistor trên một mạch.
Vào cuối thập niên 1960, đầu thập niên 1970, các máy tính nhỏ được gọi
là minicomputer bắt đầu xuất hiện.
Năm 1977, công ty máy tính Apple Computer giới thiệu máy vi tính cũng
được gọi là máy tính cá nhân (personal computer - PC).
Năm 1981, IBM đưa ra máy tính cá nhân đầu tiên. Sự thu nhỏ ngày càng
tinh vi hơn của các IC đưa đến việc sử dụng rộng rãi máy tính cá nhân tại
nhà và trong kinh doanh.
Vào giữa thập niên 1980, người sử dụng dùng các máy tính độc lập bắt đầu
chia sẻ các tập tin bằng cách dùng modem kết nối với các máy tính khác.
Cách thức này được gọi là điểm nối điểm, hay truyền theo kiểu quay số.
Khái niệm này được mở rộng bằng cách dùng các máy tính là trung tâm
truyền tin trong một kết nối quay số. Các máy tính này được gọi là sàn thông
báo (bulletin board). Các người dùng kết nối đến sàn thông báo này, để lại
đó hay lấy đi các thông điệp, cũng như gửi lên hay tải về các tập tin. Hạn chế
của hệ thống là có rất ít hướng truyền tin, và chỉ với những ai biết về sàn
thông báo đó. Ngoài ra, các máy tính tại sàn thông báo cần một modem cho
4
mỗi kết nối, khi số lượng kết nối tăng lên, hệ thống không thề đáp ứng được

nhu cầu.
Qua các thập niên 1950, 1970, 1980 và 1990, Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đã
phát triển các mạng diện rộng WAN có độ tin cậy cao, nhằm phục vụ các
mục đích quân sự và khoa học. Công nghệ này khác truyền tin điểm nối
điểm. Nó cho phép nhiều máy tính kết nối lại với nhau bằng các đường dẫn
khác nhau. Bản thân mạng sẽ xác định dữ liệu di chuyển từ máy tính này
đến máy tính khác như thế nào. Thay vì chỉ có thể thông tin với một máy
tính tại một thời điểm, nó có thể thông tin với nhiều máy tính cùng lúc bằng
cùng một kết nối. Sau này, WAN của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đã trở
thành Internet.
2.2. Ứng dụng và sự phát triển của mạng máy tính
Internet là một hệ thống toàn cầu của các máy tính liên mạng dùng
chuẩn TCP/IP dành cho hàng tỉ người dùng trên hành tinh.
Trước khi có mạng, trong các tổ chức, mỗi nơi đều phải có chỗ lưu trữ dữ
liệu riêng, các thông tin trong nội bộ sẽ khó được cập nhật kịp thời; một ứng
dụng ở nơi này không thể chia sẻ cho nơi khác. Với một hệ thống mạng
người ta có thể:
• Chia sẻ các tài nguyên: Các ứng dụng, kho dữ liệu và các tài nguyên
khác như sức mạnh của các CPU được dùng chung và chia sẻ thì cả hệ
thống máy tính sẽ làm việc hữu hiệu hơn.
• Độ tin cậy và sự an toàn của thông tin cao hơn. Thông tin được cập nhật
theo thời gian thực, do đó chính xác hơn. Một khi có một hay vài máy
5
tính bị hỏng thì các máy còn lại vẫn có khả năng hoạt động và cung cấp
dịch vụ không gây ách tắc.
• Tiết kiệm: qua kỹ thuật mạng người ta có thể tận dụng khả năng của hệ
thống, chuyên môn hoá các máy tính, và do đó phục vụ đa dạng hoá hơn.
Ví dụ: Hệ thống mạng có thể cung cấp dịch vụ suốt ngày và nhiều nơi có
thể dùng cùng một chương trình ứng dụng, chia nhau cùng một cơ sở dữ
liệu và các máy in, do dó tiết kiệm được rất nhiều.

Ngoài ra, khi tạo mạng, người chủ chỉ cần đầu tư một hoặc vài máy tính
có khả năng hoạt động cao để làm máy chủcung cấp các dịch vụ chính
yếu và đa số còn lại là các máy khách dùng để chạy các ứng dụng thông
thường và khai thác hay yêu cầu các dịch vụ mà máy chủ cung cấp. Một
hệ thống như vậy gọi là mạng có kiểu chủ-khách (client-server model).
Người ta còn gọi các máy dùng để nối vào máy chủ là máy trạm (work-
station). Tuy nhiên, các máy trạm vẫn có thể hoạt động độc lập mà không
cần đến các dịch vụ cung cấp từ máy chủ.
• Mạng máy tính còn là một phương tiện thông tin mạnh và hữu hiệu giữa
các cộng sự trong tổ chức.
Hệ thống mạng cung cấp nhiều tiện lợi cho sự truyền thông tin trong các mối
quan hệ người với người như là:
• Cung cấp thông tin từ xa giữa các cá nhân
• Liên lạc trực tiếp và riêng tư giữa các cá nhân với nhau
• Làm phương tiện giải trí chung: như các trò chơi, các thú tiêu khiển, chia
sẻ phim ảnh qua mạng.
6
Các ứng dụng quan trọng hiện tại qua mạng là: thư điện tử, hội nghị truyền
hình (video conference), điện thoại Internet, giao dịch và lớp học ảo (e-
learning hay virtual class), dịch vụ tìm kiếm thông tin qua các máy truy tìm.
III. Tính di động
3.1. Khái niệm
Sự xuất hiện của mạng Internet đã giúp thông tin được sử dụng ở khắp nơi
trên thế giới.
Cái chúng ta muốn bây giờ là thông tin phải có tính di động, điều này đặt ra
việc thông tin cần được truyền thông trong không gian sống của chúng ta, đó
là lí do các mạng không dây xuất hiện, ví dụ như các mạng di động, wifi…
Mạng không dây:
Các thiết bị cầm tay hay bỏ túi thường có thể liên lạc với nhau bằng phương
pháp không dây và theo kiểu LAN. Một phương án khác được dùng cho điện

thoại cầm tay dựa trên giao thức CDPD (Cellular Digital Packet Data) hay là
dữ liệu gói kiểu cellular số.
Các thiết bị không dây hoàn toàn có thể nối vào mạng thông thường (có dây)
tạo thành mạng hỗn hợp (trang bị trên một số máy bay chở khách.
Tính di động thể hiện ở chỗ, thông tin có thể được truy cập từ mọi nơi trên
thế giới, vào bất kì thời điểm nào mà chúng ta cần đến nó.
Sau đây là sơ đồ công nghệ mạng không dây:
7
Mobile IP
8
9
Mạng máy tính không dây
10
Và giờ đây, mỗi chúng ta đều có thể sử dụng được thông tin một cách nhanh
chóng thông qua các công cụ như các web site, thong qua truyền hình số vệ
tinh (bây giờ có mặt trên di động) và sự có mặt của di dộng đã biến thế giới
trở thành cuộc chạy đua về công nghệ, tạo nên sự bùng nổ về di động và
mạng máy tính. Nhưng cái chúng ta biết đến là sử dụng chúng, còn việc
chúng xử lý thông tin như thế nào thì đó còn là một câu hỏi mà chúng cần
phải tìm hiểu ?
IV. Mobile Computing
4.1. Khái niệm
Là một môi trường tính toán trên phần cứng di động.
11
Người dùng của 1 miền tính toán di động sẽ có thể truy cập dữ liệu (bao
gồm dữ liệu thô: là dữ liệu chưa qua xử lý, và dữ liệu hữu dụng: là dữ
liệu đã được xử lý hay còn được gọi là thông tin), hoặc các đối tượng
logic khác từ bất cứ thiết bị di động nào sử dụng mạng máy tính.
4.2. Quá trình phát triển của điện toán di động
Thiết bị thông minh hơn, phần mềm thông minh hơn, dịch vụ điện toán

đám mây thông minh hơn, băng thông ngày càng rộng Kỷ nguyên di
động đang tới đưa cả thế giới lên màn hình trong lòng bàn tay người
dùng chỉ với những chạm và vuốt.
• Thời của di động và điện toán cá nhân
Thay vì PC là trung tâm, thời điện toán cá nhân đang tới đem lại
cho người dùng những trải nghiệm tốt nhất trong kỷ nguyên di
động.
• Sôi động cuộc đua chip nền ARM
Những con chip theo kiến trúc x86 của Intel chưa bắt kịp kỷ
nguyên bùng nổ thiết bị di động nhỏ, nhẹ, tiêu thụ điện năng thấp
chính là cơ hội vàng cho những con chip nền ARM hiện diện khắp
nơi
• Kết nối băng rộng đưa di động lên ngôi
Công nghệ kết nối không dây phát triển liên tục, tiếp tục là động
lực thúc đẩy mạnh mẽ xu thế di động, kéo cả thế giới để lên lòng
bàn tay người dùng.
• Màn hình cảm ứng dành cho thiết bị di động
Màn hình đơn sắc đến màn hình màu và hiện nay là màn hình cảm
ứng chạm đa điểm là những mốc quan trọng trong quá trình phát
triển của màn hình cho thiết bị di động
12
• Kho ứng dụng và nền tảng di động
Sự phát triển của các hệ điều hành mới – nền tảng của các thiết bị
di động đã thúc đẩy các nhà phát triển cho ra đời hàng loạt ứng
dụng tuyệt vời phục vụ người dùng di động, nhưng đồng thời cũng
diễn ra cuộc chiến gay cấn giữa kho ứng dụng và nền tảng di động.
• Sức mạnh của dịch vụ di động trên nền tảng định vị
Năm 2012 lưu dấu sức mạnh của các dịch vụ di động dựa trên nền
tảng định vị (Location Based Service - LBS).
• Làm việc trong thời di động

Sự ra đời của công nghệ di động đã thay đổi cuộc sống của nhiều
người. Họ có thể ngồi điều hành công ty từ xa qua kết nối Wi-Fi ở
quán cà phê hạng sang hoặc trao đổi với khách hàng thông qua
mạng 3G ở quán cà phê vỉa hè.
Sơ đồ tiềm năng của mobile computing
13
4.3. Kiến trúc điện toán di động
Trong các máy tính lớn nhiều nhiệm vụ quan trọng của hệ thống sử
dụng môi trường Tiến trình Trao đổi (Transaction Process, TP).
Tại nhân của một hệ thống TP, có một phần mềm giám sát TP. Trong
tất cả các thiết bị đầu cuối của một hệ thống (VDU-Visual Display
Terminal, POS-Point of Sale Terminal, Printers etc) là các tài nguyên
đầu vào và đầu ra của hệ thống. Trình giám sát một TP quản lý các tài
nguyên đầu vào và đầu ra, các đối tượng cơ sở dữ liệu và điều phối
với một người dùng để lựa chọn đúng tác vụ tiến trình để giao dịch
dịch vụ nghiệp vụ. Trình giám sát TP quản lý tất cả các đối tượng và
kết nối chúng thông qua các chính sách và quy tắc. Một trình giám sát
TP còn cung cấp các chức năng như là hàng đợi, thực thi ứng dụng,
14
dàn dựng cơ sở dữ liệu, ghi lịch sử. Khi thế giới chuyển đổi từ các
máy tính lớn đắt tiền sang các hệ thống phân tán kinh tế hơn, công
nghệ chuyển đổi từ kiến trúc 2 tầng sang kiến truc Client-Server. Với
sự lớn lên của sức mạnh tính toán rẻ tiền hơn và sự thâm nhập của
Internet dựa trên các hệ thống mạng, công nghệ quay lại với kiến trúc
tập trung mà trong đó server giữ vai trò then chốt, nghĩa là tất cả các
tính toán đều xử lý tập trung trên server. Kiến trúc trình giám sát TP
được tái hiện trong kiến trúc phần mềm 3 tầng. Dưới đây là sơ đồ kiến
trúc 3 tầng: Trong đó tầng dưới cùng là tầng dữ liệu (chứa dữ liệu tác
nghiệp), tiếp theo là tầng nghiệp vụ (tâng này chứa các thư viện và
công nghệ tác nghiệp) và trên cùng là tâng ứng dụng (nơi chứa các

phần mềm trung gian như là web browser).
Sau đây là chi tiết của kiến trúc 3 tầng trong mobile computing
15
Bao gồm tâng thể hiện ở trên cùng, tầng ứng dụng ở giữa và cuối cùng
là tầng dữ liệu.
Chúng ta sẽ đi vào chi tiết của từng phần ngay sau đây:
4.3.1. Presentation tier
Người dùng phải đối mặt với hệ thống trong tầng đầu tiên
này. Đây là tầng các ứng dụng và hệ thống đại lý. Các
ứng dụng này chạy trên thiết bị của khách hàng và đề
xuất tất các các giao diện người dùng.
Tầng này đáp ứng việc thể hiện thông tin đến người dùng
cuối. Con người thường sử dụng thị giác và thính giác để
tiếp nhận thông tin từ các máy tính. Ngoài ra, người ta
còn sử dụng bàn phím (máy tính xách tay, điện thoại di
16
động), bút (máy tính bảng, máy tính bỏ túi), chạm màn
hình (kioshs), hay giọng nói (điện thoại) để truy cập dữ
liệu từ hệ thống.
Thông thường, phần mềm đại lý trong thiết bị của khách
hàng là một trình duyệt Internet. Trong một số trường
hợp, phần mềm đại lý là một applet đang chạy trên một
trình duyệt hoặc 1 máy ảo (Ví du như máy ảo JAVA).
Các chức năng được thực thi bởi các hệ thống đại lý có
phạm vi là các tác vụ đơn giản hay được truy cập từ một
vài ứng dụng khác thông qua http API, để các ứng dụng
phức tạp giảm thời gian truy nhập và quản lý lưu trữ qua
các nhà cung cấp.
Một số nhà cung cấp làm việc như là Web scraper
4.3.2. Application tier

Tầng ứng dụng hoặc tầng trung gian là “engine” của một
ứng dụng phổ biến . Nó thực thi logic nghiệp vụ của tiến
trình người dùng ở đầu vào, dữ liệu có được, việc xây
dựng quyết đinh.
Trong các trường hợp nhất định, tâng này sẽ biên dịch dữ
liệu cho tương thích với việc biểu diễn trong tầng thể
hiện.
Trong một môi trường điện toán di động, việc bổ sung
logic nghiệp vụ là hoàn toàn cần thiết để thực thi một vài
chức năng quản lý được bổ sung. Các chức năng này liên
quan đến việc quyết định trên việc biểu diễn , quản lý
mạng, bảo mật, truy nhập dữ liệu…
Rất khó để định nghĩa có tất cả bao nhiêu kiểu phần mềm
trung gian ở đây. Một mô tả rất tốt của phần mềm trung
gian có sẵn trong Học viện công nghệ phần mềm của Đại
17
học Carnegie Mello, các bạn đọc có thể tham khảo tại
/>Chúng ta có một số nhóm phần mềm trung gian sau:
1. Message-Oriented Middleware
2. Transaction Processing Middleware
3. Database Middleware
4. Communication Middleware
5. Distributed Object and Components
6. Transcoding Middleware
4.3.3. Data tier
Tầng dữ liệu được sử dụng để lưu trữ dữ liệu hữu dụng bằng
ứng dụng và thay thế kho lưu trữ cho cả dữ liệu tạm thời lẫn dữ
liệu vĩnh viễn. Dữ liệu có thể được lưu trữ trong bất kì form nào
của kho dữ liệu hoặc cơ sở dữ liệu.
V. Ứng dụng trong điện toán di động

Dữ liệu và thông tin thông qua các dịch vụ điện toán di động được yêu
cầu bởi mọi người mà không quan tâm đến việc họ có di động hay không.
Người dùng di động bao gồm người thích sử dụng di động, người buôn
bán, các kĩ sư làm việc tại các công trường hoặc những nơi không có máy
tính, các thủy thủ, những người nông dân trong cùng lĩnh vực, phóng
viên, người đưa pizza, người đưa thư. Nói 1 cách hợp lý, mọi người là
một người sử dụng di động trong một vài vấn đề quan tâm như là 1 phần
phong cách sống. Đối với một người đang ở một vị trí cố định, điện toán
di động là cần thiết trong văn phòng. Ví dụ: chúng ta cần thực hiện giao
dịch với một ngân hang tại nhà của mình vào buổi tối hoặc phản hồi khẩn
cấp bằng mail tại nhà.
Đó có thể là nhiều ứng dụng và dịch vụ cho không gian điện toán di
động. Nó còn được biết là các máy chủ nội dung. Các nội dung chủ yếu
đặc tả phong cách sống.
Có thể phân loại các ứng dụng thành các nhóm theo phong cách sống
khác nhau:
18
• Personal: thuộc về phía người sử dụng (các hồ sơ khám bệnh, nhật
kí, công cụ phục vụ cho cuộc sống)
• Perishable: thời gian cập nhật thường xuyên và thích ứng nhanh
chóng (bản tin hàng ngày, tin nóng, thời tiết, thể thao, bản tin tài
chính, giá chứng khoán).
• Transaction Oriented: các giao dịch cần khép kín (giao dịch ngân
hang, thanh toán hóa đơn, mua sắm di động).
• Location Specific: thông tin liên quan đến vị trí địa lý hiện tại (bản
đồ chỉ dẫn đường, hướng đi đến nhà hàng gấn nhất).
• Corporate: thông tin nghiệp vụ doanh nghiệp (Mail, ERP, từ điển,
hàng tồn kho, thư mục, sự nhắc nhở).
• Entertainment: ứng dụng vui, giải trí.
Mobile computing được ứng dụng thông qua Internet, trên SMS,

điện thoại…
Ví dụ như dịch vụ định vị GPRS
19

Thiết bị di động
20
Mo
de
m
Mo
de
m
L
a
p
t
o
p
L
a
p
t
o
p
P
a
l
m
-
t

o
p
P
a
l
m
-
t
o
p
G
P
S
G
P
S
M
o
b
i
l
e

p
h
o
n
e
M
o

b
i
l
e

p
h
o
n
e
21