基于Android教学平台下学生客户端设计与实现毕业设计论文.docx

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基于Android教学平台下学生客户端设计与实现毕业设计论文

JIANGSUUNIVERSITY

本科毕业论文

基于Android教学平台下学生客户端设计与实现

DesignandimplementationofstudentclientbasedonAndroidteachingplatform

基于Android教学平台下学生客户端设计与实现

摘要如今我们生活在一个快速发展的数字化时代，随着科技的进步和发展，越来越多的人习惯于信息时代的生活。

移动教学、移动办公逐渐从概念领域向现实领域所转变，信息数据随手可及。

随着移动互联网的发展，智能手机已经成为最重要的终端设备之一，由此产生了以Android平台为代表的新一代操作系统。

在这样的行业趋势下，建立基于Android系统的教学平台显得尤为重要。

传统的网络教学管理系统是采取PC机通过局域网连接服务器端的形式进行操作，缺少对移动终端的支持，学生和教师无法随时随地使用教学系统，给教学过程中师生之间的互动带来了一定的阻碍，往往会因为教学沟通上的问题影响到正常的教学计划和教学质量。

所以基于Android系统快速发展、人们的生活趋于移动互联网化和师生之间缺少实时交流等等这样的现状，本课题的研究是极具意义的，设计和实现基于Android教学平台下的学生客户端，可以简化一定的教学工作，提高师生之间沟通以及学生学习的效率，改善教学质量，方便师生完成教学和学习任务。

本软件系统采用目前广泛使用的Java开发语言，基于Android2.3平台来进行开发，在WindowsXP系统下，采用Eclipse开发工具进行开发和使用SQLite数据库存储数据；遵循软件工程的设计步骤：

需求分析、概要设计、详细设计、程序编码、软件测试等进行设计和实现整个开发流程。

关键词：

AndroidEclipse智能手机教学平台学生客户端

DesignandimplementationofstudentclientbasedonAndroidteachingplatform

Abstract:

Nowweliveinafast-growingdigitalage,withtheprogressanddevelopmentofscienceandtechnology,moreandmorepeoplegetusedtothelifeoftheinformationage.Mobileteaching,mobileofficeareasgraduallyfromconcepttorealitytransitionareas,andeverywhereyoucangetinformationaboutthedata.WiththedevelopmentofmobileInternet,smartphoneshavebecomeoneofthemostimportantterminalequipment,resultingintheAndroidplatformastherepresentativeofthenewgenerationofoperatingsystem.

Inthisindustrytrend,itisparticularlyimportanttobuildAndroid-basedteachingplatform.TraditionalnetworkteachingmanagementsystemistotakethePCthroughthelocalareanetwork（LAN）connectionontheserversideform,itislackofsupportformobileterminals.Studentsandteacherscan'tuseteachingsystemanytimeandanywhere,itbringsinteractionbetweenteachersandstudentsonteachingprocessofobstacles,oftenbecauseofcommunicationproblemsaffectthenormalteachingplanandteachingquality.

BasedonrapiddevelopmentofAndroidsystem,andPeople'slivestendtomobileInternettechnology,andlackofcommunicationbetweenteachersandstudents.Thistopicresearchisverymeaningful.DesignandimplementationbasedonAndroidplatformofteachingstudentstheclient,cansimplifythejobofteaching,improvetheefficiencyofcommunicationbetweenteachersandstudents,students'learning,improveteachingquality,teachersforteachingandlearningtasks.

ThissoftwaresystemusesthecurrentwidespreaduseoftheJavadevelopmentlanguage,basedontheAndroid2.3platformtodevelop,undertheWindowsXPsystem,useEclipsedevelopmenttoolstodevelopandSQLitedatabasetostoredata.Followthedesignofthesoftwareengineeringsteps:

requirementanalysis,outlinedesign,detaileddesign,programcoding,softwaretestingandsoontocarryonthedesignandrealizationoftheentiredevelopmentprocess.

Keywords:

AndroidEclipseSmartphoneTeachingPlatformStudentClients

第一章绪论

1.1课题背景和研究意义

1.1.1课题背景

基于Android的快速发展和人们的生活逐渐趋于移动互联网化，移动教学、移动办公逐渐从概念领域向现实领域所转变。

传统网络教学管理系统是采取PC机通过局域网连接服务器端的形式进行操作，缺少对移动端的支持，学生无法随时随地使用该系统，给教学过程中师生之间的互动带来了一定的阻碍，往往会因为教学沟通上的问题影响到正常的教学计划和教学质量。

设计和实现基于Android教学平台下的学生客户端，为广大师生的工作和学习提供了便利，不再受传统交流方式的时间限制和空间限制，该软件系统的实现可以简化一定的教学工作，提高师生之间沟通以及学生学习的效率，改善教学质量，方便师生完成教学、学习和管理任务。

同时，我们可以发现智能手机是指像电脑一样可以通过下载安装软件来拓展手机出厂的基本功能的手机，一般具有智能手机操作系统。

相对于非智能手机，无论在功能还是处理速度上都有很大的提高。

目前全球市场份额排名前几名的智能手机操作系统有iPhoneOS、Symbian、BlackBerryOS、WindowsMobile和Android。

其中Android最年轻，市场份额正迅速增加，Android作为一个通用的手机操作系统，任何一家厂商均可使用，并采用了联盟的方式，几乎世界上所有的大厂商都加入了谷歌手机开放联盟，如国外的知名企业：

包括Google、HTC（宏达电）、T-Mobile、高通、摩托罗拉、三星、LG等，国内的知名企：

中国移动、联通、电信和华为、联想等都加入到这个大家族中。

显然，这些大公司的加入有助于自己推出Android相关的产品，同时也增强了Android的生命力。

1.1.2研究意义

我们生活在这样一个快速发展的数字化时代，随着科技的进步和发展，越来越多的人习惯于信息时代的生活，信息数据随手可及。

手机不再仅仅是用来实现打电话和发短信等基本的功能，基于智能手机强大的信息处理能力、可扩展能力和3G网络高速数据传输，越来越多的功能和业务将被开发出来并大规模的应用。

移动互联网的飞速发展和移动平台的不断壮大，为教学管理系统的改善提供了崭新的渠道和手段，正因为智能手机显然已经成为最重要的终端设备之一，具有独立的操作系统，可以自由安装、卸载软件，具有强大的计算和存储能力，可以通过移动通信网络来实现无线网络接入，为随时随地使用教学管理系统客户端提供了条件，而且由此产生的以Android平台为代表的新一代操作系统发展迅猛，所以基于Android平台的教学管理系统自然而然地应运而生是这个时代的趋势。

自2007年11月5日，Google发布了基于Linux平台的开源移动手机平台——Android以来，Android根据其开放性、挣脱运营商的束缚、丰富的硬件选择、不受任何限制的开发商、无缝结合的Google应用等特色，在智能手机领域扮演着越来越重要的角色，采用Android操作系统的手机也越来越受到人们的青睐。

智能手机已经与现代人的生活方式紧紧地结合在一起，成了人们出门时仅次于钥匙和钱包最普遍需要携带的个人用品之一。

对于活跃的大学生而言，智能手机更是必不可少的随身物品，手机客户端这种形式的教学管理系统，更加能贴近大学生的生活习惯，并且很大程度上适合大学生这个年龄段的习性，从而催生了集移动通信技术、互联网技术和现代化教育于一身的移动教学管理系统，该软件系统的实现对高校中整体教学管理的效率和成效都有很大的促进作用。

1.2国内外发展状况

目前国内大多数高校都是采用传统的B/S结构的教学管理系统，采取PC机通过局域网连接服务器的形式来进行操作，缺少对移动终端的支持。

国内基于Android平台的教学管理系统还不够成熟，但随着移动互联网的发展、我国高等教育与教学的改革，数字信息化的教学管理系统在高校日趋广泛，智能终端强大的便携性和应用处理能力都将为移动教学管理系统的建成和成熟提供有力的技术支持。

这样的趋势下，在可见的将来，移动教学管理平台将会成为高校教学教育中必不可少的助手。

作为移动教学管理系统中学生客户端的平台——GoogleAndroid，是一个崭新的并发展迅猛的手机操作系统平台，有以Google为首的40多家开放手机联盟（OHA）支持，使用开放源码策略，平台全部以开源的项目来构建，是完全开放的平台。

一个共通的平台，使得智能手机的应用如同个人电脑的应用般多元化发展，考虑Android成熟的手机宽带上网功能以及整合Google网络服务的优势，其前景被广泛看好，而一些研究机构也着手于这方面的发展，将其应用在教育和学习之中。

由于Android系统完全开放，其应用程序开发容易上手，是相当理想的开发和学习平台。

上海电视大学通过实施“移动校园”计划，该校的8万多学生成为国内首批手机远程教育的受益者。

该计划中有一个功能是：

实时通知。

该功能主要指班主任和学生保持联系。

由于电视大学的特殊性，有时候学生不需要到学校里上课，班主任借助移动校园平台对学生发布各种通知。

如何时交作业、何时考试、调整上课时间地点等。

在这样的基础上，我们可以发现手机成为教育教学的一个环节是完全可行的。

瑞典的爱立信等几家公司联合发起了名为“TelenorWAPMobileLearning”研究项目，其主要研究内容就是使用移动手机的WAP功能为传统的课堂教学服务。

研究报告中的课程是“3G应用导论”内容主要是UMTS及其未来应用，参加课程的学员每人拥有一部带有WAP功能的移动手机，该WAP学习平台具有预订服务、测试、课程评估功能，并且设计有意见箱功能。

进行该课程学习后，学生者认为移动手机是他们学习该课程一种积极有效的辅助手段，最令他们欣赏的是离开课堂后可以随时随地对知识点进行有效的复习，作业和测试的结果可以及时反馈。

从国内外各个研究中心及高校对移动教学、教育系统的重视程度来看，而且配合上智能手机的快速发展和GoogleAndroid平台的日渐成熟，无不表明了移动学习、移动教学管理系统将会成为国内外教学研究的热点。

1.3论文主要工作

本论文对实现基于Android教学平台学生客户端的设计和实现进行了详细的阐述，本论文中软件系统的设计基于C/S结构，采用目前广泛使用的Java开发语言，基于Android平台来进行开发，在WindowsXP系统下，采用Eclipse开发工具进行开发和SQLite数据库存储数据。

并通过遵循软件工程的设计方法，完成需求分析，概要设计，详细设计以及测试的整个开发流程，保证系统的正常运行，并且界面与用户交互友好。

对移动应用平台Android作了深入研究，分析了基于该平台开发教学中学生客户端具备技术上的可行性，对收集及设计的功能上的需求进行了分类和归纳，在此基础上设计了数据库的内容，然后详细设计并进行代码编写来实现功能，并在模拟环境下验证了该学生客户端的可用性。

1.4论文结构安排

第一章主要对课题的背景、研究意义以及发展状况等进行了阐述，并讲述了本论文的主要工作以及论文的结构安排。

第二章主要介绍了在设计过程中所运用到的开发平台和相关技术。

第三章主要对系统进行初步的分析，包括可行性研究和需求分析等。

第四章主要对整个系统的结构进行概要设计以及对数据库的设计进行说明。

第五章主要对整个系统的各个功能模块的实现进行详细设计。

第六章主要对整个系统的运行进行测试并对功能结果进行展示。

第七章主要对整个设计过程和成果进行总结，并对课题进行进一步的展望。

第二章开发平台的搭建及相关技术介绍

2.1开发平台的搭建

1、安装JDK1.6：

JDK（Java开发包：

JavaDevelopmentKit）是一切Java应用程序的基础，该版本是较高版本，具有很多低版本所不具备的特性。

WindowsXP系统下，直接运行其.exe文件安装，安装完成后，在“我的电脑->属性->高级->环境变量->系统变量”中配置好Java_Home、classpath、path值。

安装完成之后，可以检查JDK是否安装成功。

打开cmd窗口，输入java–version查看JDK的版本信息，若出现如图1所示的信息，表示安装成功。

图1JDK安装成功的版本信息图

2、安装Eclipse：

Eclipse集成开发环境（IDE）不需要安装即可执行，下载完成后直接解压即可，第一次启动运行时会提示配置默认的工作空间，本论文中选择的路径是D:

\workspace。

3、安装AndroidSDK：

首先从官方网站AndroidDeveloper上下载Android在Windows平台上的SDK（软件开发包），解压后点击文件夹中的SDKManager.exe即可下载所需要的SDK版本。

然后就要将AndroidSDK路径下tools文件夹的绝对路径配置到环境变量的系统变量path中。

4、安装Android开发工具扩展包ADT：

启动Eclipse，选择菜单栏中的“Help->SoftwareUpdates”选项，选择“AvailableSoftware”标签，单击“AddSite…”按钮，在输入框中的“Location”字段中输入网址（URL）“http:

//dl-Tools后可以看到有AndroidDDMS和AndroidDevelopmentTools，全部勾选，一步步next之后install安装成功后，提示重启Eclipse。

5、配置AndroidSDK路径：

重启Eclipse后，点击菜单“Window->Preference”，打开配置窗口，在左边面板中选择Android，在右边点击Browse…选择AndroidSDK的路径，点击Apply、OK配置完成。

6、创建AVD：

为使Android应用程序可以在模拟器上运行，必须创建AVD。

在Eclipse菜单栏中选择“Window->AndroidVirtualDevicesManager”,点击右侧的New，填入或选择相关信息，点击CreateAVD即可完成创建AVD。

至此Android开发环境搭建完成。

2.2Android平台及SDK介绍

Android是Google公司推出的手机开放平台，和iPhone相似，Android使用了WebKit浏览器引擎，具有触摸屏、高级图形显示和上网功能，在手机上可以实现查看网站搜索、电子邮件、观看视频等功能，并且Android是一个对第三方软件完全开放的平台，开发者具有更大更广的自由度。

SDK是指软件开发包（SoftwareDeveloperKit），是被软件开发工程师用来为特定软件包、软件框架、硬件平台、操作系统等建立应用软件的开发工具集合，AndroidSDK即为Android开发中的软件开发工具包。

2.2.1Android平台的架构

Android平台自底向上由以下四个层次组成：

Linux内核层、运行时库和其他库层、应用框架层、应用程序层。

如图2所示。

1、Linux内核层：

Android底层是一个基于Linux内核来开发的独立操作系统，主要是添加了一个名为Goldfish的虚拟CPU以及Android运行所需的特定驱动代码。

该层用来提供系统的底层服务，包括安全机制、内存管理、进程管理、网络堆栈及一系列的驱动模块。

作为一个虚拟的中间层，该层位于硬件与其它的软件层之间。

需要注意的是，这个内核操作系统并非类GNU/Linux的，所以其系统库、系统初始化和编程接口都和标准的Linux系统有所不同的。

它没有采用虚拟内存文件系统，而是采用YAFFS2文件系统。

YAFFS2（YetAnotherFlashFileSystem）文件系统是一个开源的专门为NANDFlash设计的文件系统，具有很好的可移植性，同时也是一种日志型文件系统。

2、Android运行时库和其他库层：

Android运行时库包含一组核心库（提供了Java语言核心库内的大部分功能）和Dalvik虚拟机，同时Android提供了丰富的库类支持且大部分为开源代码，如采用的数据库为SQLite。

3、应用框架层：

在应用框架层Android开发人员可以跟那些核心应用一样拥有访问框架APIs的全部权限。

应用的系结构化设计简化了各组件之间的重用，任何应用都可以分发自己的组件，任何应用也可以使用这些分发的组件。

4、应用程序层：

Android本身会附带一些核心的应用程序，包括e-mail客户端、短信程序、日历、地图、浏览器、通讯录等，目前所有的应用程序都是由Java语言开发的。

图2Android平台架构图

2.2.2Android应用程序的构成

对于一个Android应用程序来说，是由四种构造块组织而成：

Activity、IntentReceiver、Service、ContentProvider。

但是，并不是每一个Android应用程序都需要这四种构造块，以下是对四种构造块的一些说明：

1、Activity：

是Android构造块中最基本的一种。

一个activity通常就是一个单独的屏幕。

每一个activity都被实现为一个独立的类，并且继承于Activity这个基类。

这个activity类将会显示由几个Views控件组成的用户接口，并对事件做出响应。

大部份的应用都会包含多个的屏幕。

Android使用了Intent这个特殊类实现在屏幕与屏幕之间移动。

2、IntentReceiver：

通过IntentReceiver实现应用能够对一个外部的事件做出响应，IntentReceiver在AndroidManifest.xml中注册，但也可以在代码中使用Context.registerReceiver（）进行注册。

当一个intentreceiver被触发时，应用不必对请求调用intentreceiver，系统会在需要的时候启动你的应用。

3、Service：

一个Service是一段长生命周期的，没有用户界面的程序。

例如媒体播放器这个activity会使用Context.startService（）来启动一个service，从而可以在后台保持音乐的播放。

同时，系统也将保持这个service一直执行，直到这个service运行结束。

4、ContentProvider：

应用程序能够将它们的数据保存到文件中、SQL数据库中，甚至是任何有效的设备中。

ContentProvider实现了应用数据与其它的应用的共享。

一个ContentProvider类实现了一组标准的方法，从而能够让其它的应用保存或读取此ContentProvider处理的各种数据类型。

2.3Eclipse简介

Eclipse是一个跨平台的、开放源代码的、基于Java的可扩展自由集成开发软件，其支持众多的开发语言，而不仅仅是Java。

Eclipse只是给开发人员提供了一个能够扩展系统功能的最小核心，基于扩展点的插件体系结构使得Eclipse支持多种语言成为可能。

只要安装相应语言的插件，Eclipse就可以支持该种语言的开发。

目前，Eclipse已经可以支持C/C++、COBOL、PHP、Perl、Python等多种语言。

就其本身而言，它只是一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境。

Eclipse是一个开放源代码的项目，任何人都可以下载Eclipse的源代码，并且在此基础上开发自己的功能插件。

也就是说未来只要有人需要，就会有建立在Eclipse之上的COBOL，Perl，Python等语言的开发插件出现。

同时可以通过开发新的插件扩展现有插件的功能，比如在现有的Java开发环境中加入Tomcat服务器插件。

可以无限扩展，而且有着统一的外观，操作和系统资源管理，这也正是Eclipse的潜力所在。

通过配置Android必要的开发组件和插件，使用Java编程语言，Eclipse将完整支持Android程序的开发。

2.4SQLite数据库

SQLite是一个开源的嵌入式关系数据库，2000年由D.RichardHipp发布。

自几十年前出现的商业应用程序以来，数据库就成为了应用程序的主要组成部分，同时数据库管理系统也变得非常庞大和复杂，并占用了相当多的系统资源。

随着嵌入式应用程序的大量出现，一种新型的轻量级数据库SQLite也随之产生。

轻型的数据库SQLite是遵守ACID的关联式数据库管理系统，它的设计目标是嵌入式的，而且目前已经在很多嵌入式产品中使用了它，它占用资源非常的低，在嵌入式设备中，可能只需要几百K的内存就够了。

它能够支持Windows/Linux/Unix等