GIỚI THIỆU VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID
Lích sử phát triển hệ điều hành Android
Android là hệ điều hành mã nguồn mở miễn phí do Google phát triển, phục vụ cho các thiết bị di động như điện thoại thông minh và máy tính bảng, được xây dựng trên nền tảng của hệ điều hành Linux.
Hệ điều hành Android, với mã nguồn mở, cho phép các hãng sản xuất phần cứng như Samsung, LG, và Sony sử dụng và tùy chỉnh theo nhu cầu của họ, miễn là đáp ứng các tiêu chuẩn cơ bản của Google, như tích hợp cảm ứng, GPS, và 4G Điều này mang lại sự linh hoạt cho các nhà sản xuất trong việc phát triển phiên bản Android riêng biệt mà không cần xin phép hay trả phí, miễn là đảm bảo tính tương thích ngược.
Android là nền tảng di động bao gồm hệ điều hành và các ứng dụng chủ đạo Bộ công cụ Android SDK cung cấp các công cụ và thư viện API cần thiết để phát triển ứng dụng trên nền tảng Android bằng ngôn ngữ lập trình Java.
Android, hệ điều hành di động dựa trên nhân Linux, được thiết kế bởi công ty Android Inc tại California, Mỹ Năm 2005, Google đã mua lại công ty này và từ đó, Android đã được phát triển và hoàn thiện cho đến ngày nay.
Hình 1.1 Quá trình phát tri ển phiên bản Android đầu tiên
Android đƣợc phát hành phiên bản beta đầu tiên vào tháng 11 năm 2007 và phiên bản thương mại đầu tiên, Android 1.0 vào tháng 9 năm 2008
Kể từ tháng 4 năm 2009, tất cả các phiên bản Android đều được đặt tên theo các loại bánh kẹo nổi tiếng theo thứ tự bảng chữ cái, bao gồm Cupcake, Donut, Eclair, Froyo, Gingerbread, Honeycomb, Ice Cream Sandwich, Jelly Bean, và Kitkat Hiện tại, phiên bản Android mới nhất là Android P 9.0.
Android là hệ điều hành mã nguồn mở, cho phép các nhà phát triển và lập trình viên tự do điều chỉnh và phân phối Điều này đã tạo ra một cộng đồng đông đảo chuyên phát triển ứng dụng, mở rộng chức năng thiết bị bằng ngôn ngữ lập trình Java đã được sửa đổi.
Tính đến tháng 10 năm 2012, đã có hơn 700 nghìn ứng dụng được phát triển trên nền tảng Android, với ước tính khoảng 25 tỷ lượt tải từ Google Play, cửa hàng ứng dụng chính của Android.
Android đã trở thành nền tảng điện thoại thông minh phổ biến nhất thế giới từ quý 4 năm 2010, vượt qua Symbian OS, nhờ vào sự lựa chọn của các công ty công nghệ cho một hệ điều hành nhẹ, dễ tinh chỉnh và giá rẻ Mặc dù được thiết kế cho điện thoại và máy tính bảng, Android đã xuất hiện trên nhiều thiết bị điện tử khác như TV và máy chơi game Sự mở cửa của Android đã khuyến khích cộng đồng lập trình viên phát triển các dự án mã nguồn mở, bổ sung tính năng cao cấp cho người dùng và đưa Android vào các thiết bị ban đầu chạy hệ điều hành khác.
Hiện nay, Android chiếm 87,7% thị phần điện thoại thông minh toàn cầu, với hơn 2 tỷ thiết bị đã được kích hoạt tính đến quý 2 năm 2017 và 1,3 triệu lượt kích hoạt mỗi ngày Sự thành công vượt bậc của hệ điều hành này cũng đã biến nó thành mục tiêu trong các vụ kiện liên quan đến bằng sáng chế.
"cuộc chiến điện thoại thông minh" giữa các công ty công nghệ
Kỷ nguyên phát triển của Android bắt đầu vào ngày 22 tháng 10 năm 2008 với sự ra mắt của điện thoại T-Mobile G1 tại Mỹ Mặc dù thời điểm đó thiếu nhiều tính năng cơ bản như cảm ứng đa điểm, bàn phím ảo và khả năng mua ứng dụng, nhưng chiếc G1 đã giới thiệu một số tính năng và giao diện đặc trưng, tạo nền tảng cho sự phát triển của Android sau này.
Thanh thông báo trên Android, được kích hoạt bằng cách vuốt từ trên xuống, đã đánh dấu một bước tiến quan trọng trong công nghệ di động ngay từ những ngày đầu ra mắt, cho phép người dùng dễ dàng truy cập thông tin tin nhắn, cuộc gọi và thông báo chỉ với một thao tác đơn giản Tính năng này đã được Apple học hỏi và đưa vào iOS sau ba năm kể từ khi phiên bản đầu tiên của hệ điều hành này ra mắt Đến nay, thanh thông báo của Android vẫn được sử dụng và đã trải qua nhiều cải tiến đáng kể so với phiên bản ban đầu.
Màn hình chính của Android nổi bật với khả năng tùy biến cao, cho phép người dùng không chỉ thay đổi hình nền mà còn thêm nhiều widget như đồng hồ, lịch, và trình nghe nhạc Người dùng có thể đưa các biểu tượng ứng dụng ra ngoài màn hình chính hoặc thậm chí can thiệp sâu hơn để thay đổi toàn bộ giao diện của màn hình Home Screen.
Đồng bộ và tích hợp chặt chẽ với Gmail là một trong những ưu điểm nổi bật của điện thoại G1 khi ra mắt Vào thời điểm đó, Gmail đã hỗ trợ giao thức POP và IMAP để tương thích với các trình email di động, nhưng không có sản phẩm nào có thể khai thác hết các tính năng ưu việt này Sự ra đời của Android 1.0 đã giải quyết vấn đề này, giúp G1 trở thành chiếc điện thoại mang lại trải nghiệm Gmail tốt nhất trên thị trường.
Hình 1.2 Giao di ện Gmail trên Android trên phiên bản đầu tiên
Chợ ứng dụng Android, hiện nay được biết đến với tên gọi Google Play, đã có một vai trò quan trọng trong cuộc cách mạng ứng dụng di động Khi hệ điều hành Android mới ra mắt, hầu như không có điện thoại nào tích hợp kho ứng dụng, và chính Android đã khởi đầu xu hướng này, song song với Apps Store của Apple.
Vào thời điểm ra mắt điện thoại G1, chợ ứng dụng Android có rất ít ứng dụng và giao diện rất đơn giản Tính năng mua ứng dụng chưa được giới thiệu cho đến năm sau, do hệ điều hành Android lúc đó vẫn còn ở giai đoạn phát triển ban đầu.
Hình 1.3 Giao di ện chợ ứng dụng Android trên phiên bản 1.0 và 5.1
Các tính năng đƣợc Android hỗ trợ
Những tính năng mà nền tảng Android hổ trợ gồm:
- Application framework: Cho phép tái sử dụng và thay thế các thành phần sẳn có của Android
- Dalvik virtual macine: Máy ảo java đƣợc tối ƣu hóa cho thiết bị di động
- Intergrated browser: Trình duyệt web tích hợp đƣợc xây dựng dựa trên WebKit engine
- Optimized graphics: Hổ trợ bộ thƣ viện 2D và 3D dự vào đặc tả OpenGL
- SQLite: DBMS dùng để lưu trữ dữ liệu có cấu trúc
- Hỗ trở các định dạng media phổ biến nhƣ: MPEG4, H.264, MP3, AAC, ARM, JPG, PNG, GIF
- Hổ trợ thoại trên nền tảng GSM (Phụ thuộc vài phần cứng thiết bị)
- Bluetooth, EDGE, 3G và WiFi (Phụ thuộc vài phần cứng thiết bị)
- Camera, GPS, la bàn và cảm biến (Phụ thuộc vài phần cứng thiết bị)
- Bộ công cụ phát triển ứng dụng mạnh mẽ.
Giao diện của hệ điều hành Android
Giao diện người dùng của Android được thiết kế dựa trên nguyên tắc tác động trực tiếp, cho phép người dùng tương tác thông qua các cử chỉ cảm ứng như chạm, vuốt và kéo Điều này giúp thực hiện các thao tác với các đối tượng trên màn hình một cách dễ dàng và trực quan.
Để đảm bảo trải nghiệm người dùng tốt nhất, phản ứng với tác động của người dùng cần diễn ra gần như ngay lập tức, tạo ra giao diện cảm ứng mượt mà Các thiết bị thường sử dụng tính năng rung để cung cấp phản hồi cho người dùng Ngoài ra, phần cứng hỗ trợ như gia tốc kế, con quay hồi chuyển và cảm biến khoảng cách được tích hợp để phản hồi các hành động khác của người dùng, ví dụ như chuyển đổi chế độ hiển thị màn hình từ dọc sang ngang dựa trên vị trí của thiết bị.
Sau khi khởi động, các thiết bị Android hiển thị màn hình chính giống như giao diện desktop trên máy tính Màn hình chính này bao gồm nhiều biểu tượng (icon) và tiện ích (widget) Biểu tượng là lối tắt để mở ứng dụng tương ứng, trong khi tiện ích cho phép hiển thị thông tin trực tiếp trên màn hình, như dự báo thời tiết, hộp thư, hoặc tin tức mà không cần phải mở ứng dụng.
Màn hình chính của Android cho phép người dùng tạo nhiều trang bằng cách vuốt qua lại, đồng thời cung cấp khả năng tùy chỉnh cao, giúp người dùng sắp xếp hình dáng và hành vi của thiết bị theo sở thích cá nhân.
Các ứng dụng của bên thứ ba trên Google Play cho phép người dùng tùy chỉnh "chủ đề" màn hình chính, thậm chí mô phỏng giao diện của hệ điều hành khác như Windows Phone Nhiều nhà sản xuất và nhà mạng điều chỉnh giao diện và chức năng của thiết bị Android để tạo sự khác biệt với đối thủ Thanh trạng thái ở đầu màn hình hiển thị thông tin về thiết bị và tình trạng kết nối, có thể kéo xuống để xem thông báo quan trọng như email và tin nhắn SMS mà không gây bất tiện cho người dùng Trong các phiên bản trước, người dùng có thể nhấn vào thông báo để mở ứng dụng tương ứng, và sau này, tính năng được cải tiến cho phép gọi lại ngay khi có cuộc gọi nhỡ mà không cần mở ứng dụng gọi điện Thông báo sẽ luôn hiển thị cho đến khi người dùng đọc hoặc xóa.
Kiến trúc của Android
Để hình dung rõ ràng về kiến trúc của Android, hãy tham khảo hình 1.5 Sơ đồ này mô tả chi tiết từng phần thông qua các lớp khác nhau.
Hình 1.5 Kiến trúc một hệ thống Android
Android comes pre-installed with essential applications such as contacts, browser, camera, and phone All applications running on the Android operating system are developed using Java.
1.4.2 Tầng khung làm việc với ứng dụng
Tầng khung làm việc ứng dụng (Application framework) do Google phát triển giúp các nhà phát triển xây dựng ứng dụng trên Android dễ dàng hơn Bằng cách sử dụng các hàm API có sẵn, các lập trình viên có thể tận dụng các tính năng phần cứng mà không cần phải hiểu sâu về cấu trúc bên dưới.
Android bao gồm một tập hợp các thƣ viện C/C++ đƣợc sử dụng bởi nhiều thành phần khác nhau trong hệ thống Android Một số thƣ viện cơ bản gồm:
Thư viện System C là một giao diện được phát triển từ bộ thư viện chuẩn của hệ thống C, được tối ưu hóa cho các thiết bị hoạt động trên nền tảng Linux.
- Thư viện đa phương tiện: là bộ thư viện hổ trợ trình diễn và ghi các định dạng âm thanh và hình ảnh
- Surface manager: là bộ quản lý hiển thị nội dung 2D và 3D
- LibWebCore: là một web browser engine hiện đại đƣợc sử dụng trong trình duyệt của Android lần trong trình duyệt nhúng web view đƣợc sử dụng trong ứng dụng
- SGL: đây là công cụ engine hổ trợ đồ họa 2D
Thư viện 3D là công cụ giao diện được phát triển dựa trên các hàm APIs của OpenGL, cho phép tối ưu hóa hiển thị 3D Những thư viện này kết hợp giữa tăng tốc đồ họa 3D bằng phần cứng và phần mềm, nhằm nâng cao hiệu suất và chất lượng hình ảnh trong các ứng dụng đồ họa.
- SQLite: là tiện ích để quản trị hệ thống cơ sở dữ liệu của một ứng dụng Android
Hệ điều hành Android đi kèm với một bộ thư viện cốt lõi, cung cấp hầu hết các chức năng tương tự như trong thư viện lõi của ngôn ngữ lập trình Java Tất cả các ứng dụng Android đều hoạt động trên một tiến trình riêng biệt, kèm theo một phiên bản của máy ảo Dalvik.
Máy ảo Dalvik là một phiên bản tùy chỉnh của máy ảo Java, được tối ưu hóa cho thiết bị di động Nó được thiết kế để cho phép các thiết bị di động chạy nhiều máy ảo một cách hiệu quả, tích hợp các công nghệ đặc trưng của nền tảng di động.
Trước khi chạy, mọi ứng dụng Android đều được chuyển đổi thành file thực thi định dạng nén Dalvik Executable, được thiết kế cho các thiết bị có bộ nhớ và tốc độ xử lý hạn chế Máy ảo Dalvik sử dụng nhân Linux để cung cấp các tính năng như quản lý chuỗi và quản trị bộ nhớ cơ bản.
Hệ điều hành Android được phát triển dựa trên nhân Linux, đảm nhiệm các dịch vụ hệ thống cốt lõi như bảo mật, quản lý bộ nhớ, quản lý truy cập và công cụ hỗ trợ Nhân Linux hoạt động như một lớp trung gian, kết nối phần cứng của thiết bị với các ứng dụng.
Dưới đây là mô hinh hợp tác giữa máy ảo Dalvik và Navite code trong nhân Linux:
Hình 1.6 Mô hình hợp tác giữa máy ảo và các dòng l ệnh
The Java Native Interface (JNI) is a framework that enables Java code running on the Java Virtual Machine to call or be called by applications written in native code, which is specifically designed for particular hardware and operating systems, as well as libraries written in C, C++, or Assembly.
Bằng cách sử dụng JNI, Android cho phép các ứng dụng trên máy ảo Dalvik truy cập các phương thức viết bằng ngôn ngữ cấp thấp như C, C++ và Assembly Điều này giúp các nhà phát triển xây dựng ứng dụng với tốc độ thực thi nhanh hơn và tận dụng các tính năng mà Java không hỗ trợ Tuy nhiên, việc sử dụng các thư viện này cũng làm tăng độ phức tạp của ứng dụng, do đó, các nhà phát triển cần cân nhắc kỹ lưỡng trước khi quyết định.
Mô phỏng ứng dụng Android
Bộ công c ụ Android SDK và trình c ắm Plugin Eclipse đƣợc gọi là một bộ công cụ phát triển Android (Android Deverloper Tool - ADT)
Android app developers must utilize this Integrated Development Environment (IDE) to develop, debug, and evaluate their applications effectively.
Các nhà phát triển có thể không cần sử dụng IDE mà thay vào đó có thể sử dụng dòng lệnh để biên dịch Bên cạnh đó, họ vẫn có thể sử dụng bộ mô phỏng Android như bình thường.
Công cụ mô phỏng Android Emulator cung cấp hầu hết các tính năng giống như một thiết bị thật, nhưng có một số hạn chế như không hỗ trợ kết nối qua cổng USB, camera và video, nghe điện thoại, nguồn điện giả lập và bluetooth.
Android Emulator thực hiện các công việc thông qua một bộ xử lý mã nguồn mở, công nghệ này đƣợc gọi là QEMU đƣợc phát triển bởi Fabrice Bellard.
Các thành phần trong một ứng dụng Android
In every Android project, the AndroidManifest.xml file is essential for defining the application's screens, permissions, and themes It also includes critical information such as the SDK version and the main activity that will launch first.
File này đƣợc tự động sinh ra khi tạo một Android project Trong file manifest bao giờ cũng có 3 thành phần chính đó là: application, permission và version
- Application: Thẻ , bên trong thẻ này chứa các thuộc tính cở bản đƣợc sử dụng cho ứng dụng Android nhƣ :
- Android:icon : đây là nơi đặt các hình ảnh của ứng dụng
- Android:name: thuộc tính này đƣợc sử dụng để đặt tên cho ứng dụng Tên này sẽ đƣợc hiển thị lên màn hình sau khi cài đặt ứng dụng
- Android:theme: thuộc tính này đƣợc sử dụng để cài dặt giao diện cho ứng dụng
Ngoài ra còn nhiều thuộc tính khác…
Permission trong ứng dụng bao gồm các thuộc tính xác định quyền truy cập và sử dụng tài nguyên Để sử dụng một loại tài nguyên cụ thể, các quyền truy cập cần được khai báo trong file manifest của ứng dụng.
- SDK version: là một thẻ xác định phiên bản SDK đƣợc khai báo nhƣ sau:
File R.java được tạo tự động khi ứng dụng được khởi tạo, và nó có vai trò quan trọng trong việc quản lý các thuộc tính khai báo trong file XML cũng như các tài nguyên hình ảnh của ứng dụng.
File R.java được tự động tạo ra khi có sự kiện thay đổi thuộc tính trong ứng dụng, chẳng hạn như kéo và thả một file hình ảnh vào project, lúc này đường dẫn đến file đó sẽ được thêm vào R.java Ngược lại, khi xoá một file hình ảnh, đường dẫn tương ứng cũng sẽ bị xoá tự động.
Dưới đây là nội dung của một file R.java: package dtu.k12tpm.pbs.activity; public final class R { public static final class array { public static final int array_timeout=0x7f050000;
} public static final class attr {
} public static final class drawable { public static final int add=0x7f020000; public static final int backup_icon=0x7f020001; public static final int checkall=0x7f020002;
} public static final class id{ public static final int Button01=0x7f070006; public static final int Button02=0x7f070007; public static final int CheckBox01=0x7f070017;
} public static final class layout { public static final int contact_list=0x7f030000; public static final int content_sender=0x7f030001; public static final int friend_list=0x7f030002;
} public static final class menu{ public static final int context_menu=0x7f060000; public static final int menu_options=0x7f060001; public static final int options_menu=0x7f060002;
} public static final class string { public static final int app_name=0x7f040001; public static final int context_menu_item_delete=0x7f04000b; public static final int context_menu_item_edit=0x7f04000a;
1.7 Chu kì ứng dụng Android
Một tiến trình Linux gói gọn một ứng dụng Android đã đƣợc tạo ra cho ứng dụng khi lập trình cần đƣợc chạy thử
Một đặc điểm quan trọng của ứng dụng Android là thời gian sống của tiến trình ứng dụng không được tự điều khiển, mà do hệ thống xác định dựa trên nhiều yếu tố khác nhau.
- Những phần của ứng dụng mà hệ thống biết đang chạy
- Sự quan trọng đối với người dùng
- Số lƣợng vùng nhớ chiếm lĩnh trong hệ thống
1.7.1 Chu kỳ sống thành phần
Các thành phần ứng dụng trải qua một chu kỳ sống, bắt đầu từ khi được khởi tạo cho đến khi kết thúc Trong suốt chu kỳ này, các thành phần có thể ở trạng thái active hoặc inactive, và trong trường hợp active, chúng có thể hiển thị (visible) hoặc không hiển thị (invisible).
Hình 1.8 Chu kỳ sống của ứng dụng Android
1.7.2 Các trạng thái của chu kỳ sống
Hình 1.9 Chu kỳ sống của Activity
Một Activity chủ yếu có 3 chu kỳ chính sau:
Active ho ặc running: Khi Activity là đƣợc chạy trên màn hình Activity này tập trung vào những thao tác của người dùng trên ứng dụng
Activity được coi là tạm dừng (paused) khi người dùng mất tập trung nhưng vẫn có thể nhìn thấy nó Điều này có nghĩa là có một Activity mới xuất hiện trên màn hình nhưng không hoàn toàn che phủ Một Activity tạm dừng vẫn đang hoạt động nhưng có khả năng bị hệ thống kết thúc nếu thiếu bộ nhớ.
Khi một Activity bị dừng, nó vẫn giữ trạng thái và thông tin thành viên bên trong, mặc dù người dùng không thể nhìn thấy nó Trong trường hợp hệ thống cần giải phóng bộ nhớ cho các tác vụ khác, Activity này có thể bị loại bỏ.
1.7.3 Chu kỳ sống của ứng dụng
Trong một ứng dụng Android, mỗi thành phần đều có chu trình sống riêng biệt, và ứng dụng chỉ được coi là kết thúc khi tất cả các thành phần này hoàn tất.
Activity là thành phần cho phép người dùng giao tiếp với ứng dụng, nhưng khi tất cả các Activity kết thúc, ứng dụng vẫn có thể tiếp tục hoạt động Ngoài Activity, còn có các thành phần không tương tác trực tiếp với người dùng như Service và BroadcastReceiver Những thành phần này có thể hoạt động trong nền dưới sự giám sát của hệ điều hành cho đến khi người dùng quyết định tắt chúng.
1.7.4 Các sự kiện trong chu kỳ sống của ứng dụng
Khi một Activity bị tạm dừng hoặc dừng hẳn, hệ thống có thể xóa thông tin của nó khỏi bộ nhớ bằng cách gọi hàm finish() hoặc đơn giản là kết thúc tiến trình Khi Activity này được hiển thị lại cho người dùng, nó cần được khởi động lại hoàn toàn và phục hồi trạng thái trước đó.
Khi một Activity chuyển qua chuyển lại giữa các trạng thái, nó phải báo việc chuyển của nó bằng việc gọi hàm transition
Hình 1.10 Các sự kiện trong chu ký sống của một ứng dụng Android
Tất cả các phương thức trong ứng dụng là các điểm kết nối mà bạn có thể ghi đè để điều chỉnh công việc khi trạng thái thay đổi Mỗi Activity đều cần có phương thức onCreate() để khởi tạo ứng dụng Nhiều Activity cũng triển khai onPause() nhằm xác nhận việc thay đổi dữ liệu và chuẩn bị dừng hoạt động với người dùng.
1.7.5 Các phương thức của chu kỳ sống
Phương thức onCreate() được gọi khi activity lần đầu tiên khởi tạo, nơi thiết lập các cài đặt tĩnh, tạo view và kết nối dữ liệu để hiển thị danh sách Phương thức này nhận một đối tượng chứa trạng thái trước đó của Activity và luôn được theo sau bởi onStart().
Phương thức onRestart() được gọi khi activity đã dừng và đang khởi động lại, và nó luôn diễn ra trước phương thức onStart().
The onStart() method is invoked before an activity becomes visible to the user Following this method, onResume() is called if the activity enters the foreground state, or onStop() is executed if the activity becomes hidden.
Content provider và Uri
Trong hệ thống Android, tất cả tài nguyên như danh bạ (Contact) và tin nhắn SMS được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu SQLite Cơ sở dữ liệu này không chỉ cho phép lưu trữ thông tin mà còn hỗ trợ truy vấn dữ liệu giống như các cơ sở dữ liệu thông thường khác.
Trong hệ thống Android, việc truy xuất dữ liệu không cần phải sử dụng nhiều lệnh SQL, nhờ vào việc tích hợp API hỗ trợ lập trình viên API này được gọi là ContentProvider, cho phép truy cập dữ liệu một cách dễ dàng và hiệu quả.
ContentProvider cung cấp một con trỏ giúp truy cập dễ dàng vào bất kỳ dữ liệu lưu trữ nào bằng cách cung cấp một đường dẫn chính xác, được gọi là Uri.
Socket
Socket là phương pháp thiết lập kết nối truyền thông giữa chương trình yêu cầu dịch vụ (client) và chương trình cung cấp dịch vụ (server) trên mạng LAN, WAN hoặc Internet, và đôi khi còn được sử dụng để kết nối giữa các quá trình trong cùng một máy tính.
Mỗi socket được coi là một điểm cuối trong kết nối, với một socket trên máy yêu cầu dịch vụ sử dụng địa chỉ mạng để kết nối với socket trên máy cung cấp dịch vụ Khi socket được thiết lập thành công, hai máy tính có khả năng trao đổi dịch vụ và dữ liệu một cách hiệu quả.
Socket có một số đặc điểm nhƣ sau:
- Tại phía máy chủ server:
Một chương trình server thường hoạt động trên một máy tính nhất định, sử dụng một ổ cắm (Server Socket) được gán với một cổng (Port number) cụ thể Chương trình server sẽ chờ đợi và lắng nghe tại ổ cắm này để nhận yêu cầu kết nối từ các Client.
- Tại phía người dùng client:
Các Client cần biết tên máy tính và cổng mà chương trình chủ (server) đang lắng nghe Để kết nối, Client sẽ cố gắng thiết lập cuộc gặp với máy chủ tại địa chỉ và cổng đã chỉ định Đồng thời, Client cũng phải tự định danh với server để nhận một cổng địa phương, thường được gán bởi hệ điều hành, nhằm sử dụng trong suốt quá trình kết nối.
Hình 1.21 Minh họa kết nối giữa client và Socket
Hình 1.22 Minh họa hoạt động của socket
Khi việc liên lạc đáp ứng yêu cầu, chương trình sẽ chấp nhận kết nối từ client Sau khi chấp nhận, máy chủ sẽ tạo một socket mới, gắn vào cổng địa phương và thiết lập địa chỉ cùng cổng của client Socket mới này sẽ quản lý kết nối với client vừa được chấp nhận, trong khi máy chủ tiếp tục lắng nghe tại socket gốc (ServerSocket) cho các yêu cầu kết nối mới.
Hình1.21: Giao ti ếp giữa clien và server
Về phía Client, nếu kết nối đƣợc chấp nhận, một ổ cắm đƣợc tạo thành công và Client có thể sử dụng ổ cắm để giao tiếp với chương trình chủ
Các Client và Server có thể giao tiếp bằng cách ghi hay đọc từ ổ cắm (Socket) của chúng
Hình1.22: Luồng dữ liệu giữa client và server
Data written to the output stream on the client’s Socket is received on the input stream of the Socket at the Server, and conversely, data written to the output stream on the Server's Socket is received on the input stream of the Socket at the Client.
Kết luận chương
Chương này cung cấp cái nhìn tổng quan về lịch sử phát triển của hệ điều hành Android, cùng với các chức năng và đặc điểm cơ bản của nó Ngoài ra, chương cũng trình bày các thành phần cần thiết để lập trình một ứng dụng Android cơ bản.
TẠO LẬP MÔI TRƯỜNG PHÁT TRIỂN
Thiết lập môi trường
The essential components for a developer to program an Android application are the Java Development Kit (JDK) and the Android Software Development Kit (SDK).
JDK được sử dụng để tạo môi trường thực thi cho máy ảo trên hệ điều hành, trong khi Android SDK bao gồm các phiên bản Android, hàm API cần thiết, mã nguồn và công cụ lập trình hỗ trợ Mỗi khi Google phát hành phiên bản Android mới, Android SDK sẽ được cập nhật tương ứng.
2.1.1 Cài đặt Java Để cài đặt JDK, có thể trang chủ của Oracle JDK để tải ứng dụng miễn phí và hợp pháp
Hình 2.1 Cài đặt Java JDK
Java là ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất cho phát triển ứng dụng Android Để lập trình ứng dụng Android bằng Java, người dùng cần cài đặt công cụ hỗ trợ lập trình IDE Eclipse trên máy tính.
Hình 2.2 Cài đặt IDE Eclipse
2.1.2 Cài đặt Android Studio Để lập trình tối ƣu nhất, cần sử dụng các máy tính có cấu hình phần cứng tốt Nguyên nhân là do máy ảo của Android Studio yêu cầu ảo hóa cao và tốn rất nhiều bộ nhớ Để cài đặt Android Studio, vào tang chủ chính thức của Android Developer để tải bộ cài đặt của Android Studio
Hình 2.3 Tải về Android Studio
Trước khi tải về Android Studio, bạn cần nhấn vào nút yêu cầu và xác nhận đã đồng ý với các điều khoản bản quyền.
Hình 2.4 Điều khoản của Android Studio
Sau khi tải xong file exe, hãy mở nó để bắt đầu quá trình cài đặt Tiếp theo, bạn chỉ cần làm theo các bước hướng dẫn, bao gồm việc chọn các thành phần cần cài đặt (nên chọn tất cả khi cài đặt lần đầu), xác định đường dẫn cần thiết và các thông số khác.
Hình 2.5 Trang cài đặt Android Studio
Sau khi đã hoàn thành các bước trên, môi trường hoạt động cho ứng dụng Android đã sẵn sàng để tạo ứng dụng Android.
Tạo ứng dụng Android
Android Studio có nhiều phiên bản và giao diện có sự khác biệt tương đối ở mỗi phiên bản
Hình 2.6 Trang khởi động Android Studio Để xây dựng một ứng dụng Android, cần thực hiện bước cơ bản:
Bước 1: Từ trang khởi động, chọn Start a new Android Studio project
Hình 2.7 Tạo mới ứng dụng
Trong Android Studio, một project định nghĩa không gian làm việc cho ứng dụng, bao gồm mã nguồn, tài nguyên và thông số cấu hình cần thiết để kiểm thử và xây dựng ứng dụng.
Bước 2: Đặt tên cho project
Khi ta muốn đặt tên cho ứng dụng của mình, Android Studio sẽ hiển thị nhƣ hình:
Hình 2.8 Đặt tên cho ứng dụng
Trong trang này, có các thành phần cần lưu ý gồm:
Khối Application name là tên của ứng dụng, và cần viết hoa chữ cái đầu tiên Mặc định, tên của ứng dụng sẽ trùng với tên Project.
Khối Company Domain chứa tên miền của công ty, được tạo ra dựa trên tên ứng dụng và tên công ty Thông tin này quan trọng để hệ thống tạo ra package name, phục vụ cho việc đưa ứng dụng lên Google Play.
- Khối Project location: Khối này chứađường dẫn trên máy dùng để lưu trữ ứng dụng
Bước 3: chọn nền tảng để phát triển ứng dụng
Bước này giúp chọn phiên bản ứng dụng phù hợp với hệ điều hành đang chạy trên thiết bị phần cứng.
Hình 2.9 Lựa chọn nền tảng phát triển cho ứng dụng
Các thông tin cần lưu ý bào gồm:
Khi phát triển ứng dụng, cần xác định rõ liệu ứng dụng sẽ được phát triển cho điện thoại hay máy tính bảng Sau đó, lựa chọn Minimum SDK, tức là phiên bản API thấp nhất mà ứng dụng có thể cài đặt để đảm bảo tính tương thích.
Khi chọn phiên bản API cho ứng dụng, cần lưu ý không chọn phiên bản quá mới để tránh giới hạn số lượng thiết bị hỗ trợ, cũng như không chọn phiên bản quá thấp để đảm bảo có đủ thư viện hỗ trợ các API cao hơn Để có lựa chọn phù hợp, nên tham khảo mức độ phổ biến của các phiên bản Android mà Google khuyến nghị.
Hình 2.10 Lựa chọn phiên bản Android phù hợp
Bước 4: Tạo mới và đưa Activity vào ứng dụng
Mỗi Activity trong ứng dụng là một màn hình giao diện người dùng cho phép người dùng thực hiện các thao tác tương ứng với chức năng của ứng dụng Một ứng dụng có thể chứa nhiều Activity, trong đó có một Activity sẽ được hiển thị đầu tiên khi ứng dụng được khởi động.
Hình 2.11 Lựa chọn giao diện ứng dụng
Bước 5: đặt tên cho Activity Name và Layout Name
Hình 2.12 Đặt tên cho layout của ứng dụng
Trong hệ điều hành Android, mỗi Activity được tạo ra sẽ có một file chứa mã nguồn (.java) và một file mô tả giao diện (.xml) Để hoàn tất quá trình tạo ứng dụng, người dùng chỉ cần nhấn nút Finish.
Lúc này giao diện của Android Studio sẽ hiện ra nhƣ sau
Hình 2.13 Giao diện lập trình
Trong giao diện này, sẽ có các phân vùng khác nhau phù hợp với mục đích của người lập trình Cụ thể:
Vùng 1 trong Android Studio là thanh công cụ hỗ trợ lập trình viên thực hiện nhanh chóng các chức năng thường dùng, bao gồm các tính năng quan trọng như chạy ứng dụng (Run), gỡ lỗi (Debug) và quản lý máy ảo.
- Vùng 2: Cấu trúc hệ thống tài nguyên của ứng dụng
+ Thƣ mục manifests: chứa thông tin cấu hình của ứng dụng
The AndroidManifest.xml file is an essential XML document that contains all the configuration information needed to build an application and its components, such as activities and services Every Android application must include an AndroidManifest.xml file, and any activity that is intended to be used within the application must be declared in this file.
+ Thƣ mục java: chứa tất cả các file mã nguồn java của ứng dụng
+ Thƣ mục res: chứa các tài nguyên của ứng dụng, bao gồm các tập tin hình ảnh, các thiết kế giao diện, thực đơn,… của ứng dụng
Vùng 3 của Android Studio cung cấp danh sách các control hỗ trợ, cho phép người dùng tạo giao diện bằng cách kéo thả trực tiếp các control vào Vùng 5 Khi thực hiện thao tác này, Android Studio sẽ tự động phát sinh mã lệnh XML tương ứng.
- Vùng 4: hiển thị giao diện theo cấu trúc cây giúp quan sát và lựa chọn control
Vùng 5 là khu vực giao diện của thiết bị, cho phép người dùng kéo thả các control một cách dễ dàng Tại đây, bạn có thể lựa chọn cách hiển thị theo chiều ngang hoặc chiều dọc, cũng như điều chỉnh kích thước phóng to hoặc thu nhỏ Ngoài ra, vùng này còn hỗ trợ lựa chọn các loại thiết bị hiển thị khác nhau để tối ưu hóa trải nghiệm người dùng.
Vùng 6 là cửa sổ thuộc tính của control đang được chọn, cho phép người dùng thiết lập các thuộc tính cần thiết Để thiết kế giao diện, người dùng có thể kéo thả các control vào vùng giao diện (Design) hoặc chuyển sang dạng Text để thiết kế bằng cách viết các thẻ XML tương ứng.
Hình 2.14 Thiết kế giao diện bằng cách kéo thả
Hình 2.15 Thiết giao diện bằng text
Có 2 cách để tạo máy ảo
Cách 1: chọn biểu tƣợng AVD Manager trên thanh Toolbar
Hình 2.16 Khởi động máy ảo từ Toolbar
Cách 2: chọn tab Tools -> Android -> AVD Manager
Hình 2.17 Khởi động máy ảo từ Tools
Sau khi đã khởi động máy áo, cần lựa chọn thiết bị để lập trình Các bước gồm:
Bước 1: chọn Create Virtual Device
Hình 2.18 Tạo thiết bị ảo
Bước 2: chọn máy ảo muốn tạo Có thể chỉnh sửa lại thông số máy ảo bằng cách click vào Clone Device
Hình 2.19 Lựa chọn thiết bị
Bước 3: Chọn hệ điều hành Android cho máy ảo Hệ điều hành này sẽ hiển thị các API có sẵn trong bộ Android SDK mà bạn đã tải xuống.
Hình 2.20 Lựa chọn hệ điều hành
Bước 4: hoàn thành quá trình tạo máy ảo bằng cách chọn Finish
Hình 2.21 Hoàn thành chọn máy ảo
Bước 6: máy ảo Android đã khởi động xong
Hình 2.23 Hoàn thành khởi động máy ảo
2.2.3 Build và thực thi ứng dụng
Có thể build ứng dụng bằng cách click vào biểu tƣợng
Kết luận chương
Chương này cung cấp cái nhìn tổng quan về quy trình thiết lập môi trường lập trình ứng dụng Android, đồng thời hướng dẫn chi tiết cách tạo và xây dựng một ứng dụng Android hoàn chỉnh.
PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ GIAO DIỆN ỨNG DỤNG
Giao diện phần mềm
Giao diện của phần mềm du lịch bao gồm 6 phần chính sau:
- Thiết kế màn hình trang chủ
- Thiết kế giao diện Menu
- Thiết kế giao diện chi tiết điểm du lịch
- Thiết kế giao diện chi tiết địa điểm khách sạn
- Thiết kế giao diện chi tiết địa điểm Ẩm thực
- Thiết kế giao diện màn hình trợ giúp
Dưới đây là mô hình Ứng dụng địa điểm du lịch:
Hình 3.1 Mô hình ứng dụng tìm kiếm địa điểm du lịch
Thiết kế giao diện ứng dụng
Giao diện màn hình trang chủ bao gồm:
- Một màn hình hiện thị hình ảnh hiệu ứng quảng cáo các địa danh nổi tiếng
- Danh sách một số địa danh nổi tiếng có lƣợt truy cập thông tin cao nhất
Tìm kiếm địa điểm du lịch
4 Giao diện địa điểm khách sạn
5 Thiết kế giao diện ẩm thực
6 Thiết kế giao diện trợ giúp
1 Thiết kế màn hình trang chủ
2 Thiết kế giao diện Menu
3 Giao diện Điểm du lịch
Hình 3.2 Thiết kế giao diện màn hình trang chủ trên Android Studio
Mã chương trình giao diện trang chủ:
This article discusses the implementation of a LinearLayout in Android development, specifically within the context of a MainActivity It utilizes XML namespaces for Android, app, and tools, ensuring compatibility and functionality The layout is designed to match the parent dimensions, providing a responsive design Additionally, a DrawerLayout is incorporated, identified by its unique ID, which allows for a flexible navigation drawer within the application.
The layout features a vertical orientation with a light blue background, designed to showcase popular travel destinations A bold, red title "Famous Travel Destinations" is prominently displayed at the top, followed by a full-width RecyclerView for dynamic content presentation This structure ensures an engaging user experience while adhering to modern design principles.
Hình 3.3 giao diện màn hình trang chủ chạy trên máy ảo
Giao diện menu cung cấp thông tin về các loại dịch vụ du lịch, bao gồm địa điểm du lịch, khách sạn và ẩm thực Bên cạnh đó, người dùng còn nhận được hướng dẫn tìm kiếm địa điểm du lịch và biểu tượng để quay lại trang chủ.
Hình 3.4 Thiết kế giao diện menu trên Android studio
Mã chương trình giao diện menu
Hình 3.5 Giao diện menu ứng dụng chạy trên máy ảo
3.2.3 Giao diện chi tiết điểm du lịch
Màn hình chi tiết điểm du lịch cung cấp danh sách các địa điểm tham quan hấp dẫn ở Việt Nam Thông tin về từng địa điểm bao gồm mô tả, địa chỉ, hình ảnh, và các hoạt động giải trí đặc sắc, giúp du khách dễ dàng lựa chọn và lên kế hoạch cho chuyến đi của mình.
- Hình ảnh điểm du lịch
- Tên địa điểm du lịch
- Địa chỉ đỉa điểm du lịch
- Mô tả địa điểm du lịch Đây là hình ảnh về giao diện danh sách địa điểm du lịch đã đƣợc thiết kế
Hình 3.6 Thiết kế màn hình địa điểm du lịch trên Android Studio
Nội dung giao diện chi tiết địa điểm du lịch
Hình 3.7 Thiết kế dòng chi tiết địa điểm du lịch trên Android Studio
Mã chương trình chi tiết điểm du lịch:
The article discusses a travel destination, highlighting its name in a bold format The text is designed to be visually appealing with a size of 18sp and a color code of #172d8e, ensuring it stands out in the layout The overall design incorporates a margin of 5dp to enhance the presentation of the information.
Explore the best travel destinations with our comprehensive guide Discover the ideal locations for your next adventure, featuring essential information to enhance your travel experience From breathtaking landscapes to cultural hotspots, we provide insights into must-visit places that cater to all interests.
Discover the captivating tourist destination that promises an unforgettable experience With its stunning landscapes and rich cultural heritage, this location is perfect for travelers seeking adventure and relaxation alike Explore the unique attractions and immerse yourself in the local traditions, making your visit truly memorable.
3.2.4 Giao diện chi tiết địa điểm khách sạn
Màn hình chi tiết địa điểm khách sạn cung cấp danh sách các khách sạn gần những điểm du lịch nổi tiếng, bao gồm thông tin chi tiết về từng khách sạn như tên, địa chỉ, tiện nghi và giá cả.
- Hình ảnh phòng khách sạn
- Mô tả phòng khách sạn Đây là hình ảnh về giao diện danh sách khách sạn đã đƣợc thiết kế
Hình 3.8 Thiết kế màn hình khách sạn trên Android Studio
Nội dung giao diện chi tiết khách sạn
Hình 3.9 Thiết kế dòng chi tiết khách sạn trên Android Studio
Mã chương trình giao diện chi tiết khách sạn:
The provided XML code defines a layout using Android's ConstraintLayout, which is set to match the parent's width and height Inside this layout, a CardView is included, featuring a corner radius of 4dp and a white background color, also designed to match the parent's dimensions.
The hotel name is displayed in bold with a size of 18sp and a color of #172d8e The hotel address is also presented with a text size of 18sp, but in a striking #ec0505 color Both elements have a margin of 5dp and are set to wrap their content.
The hotel room rates are displayed in the designated TextView, which is styled with a margin of 5dp, a text color of #161515, and a font size of 18sp, ensuring clear visibility and readability.
3.2.5 Giao diện chi tiết địa điểm Ẩm thực
Màn hình chi tiết ẩm thực cung cấp danh sách các nhà hàng nổi bật gần những địa điểm du lịch nổi tiếng, giúp du khách dễ dàng tìm kiếm và trải nghiệm ẩm thực đặc sắc trong khu vực.
- Hình ảnh nhà hàng hoặc các món ăn
- Mô tả giới thiệu về nhà hàng Đây là hình ảnh về giao diện danh sách nhà hàng đã đƣợc thiết kế
Hình 3.8 Thiết kế giao diện danh sách ẩm thực trên Android Studio
Nội dung giao diện chi tiết nhà hàng Ẩm thực
Hình 3.9 Thiết kế dòng chi tiết Nhà hàng Ẩm thực trên Android Studio
Mã chương trình giao diện chi tiết Ẩm thực
The layout features a vertical LinearLayout that includes three TextViews The first TextView, styled in bold with a size of 18sp, displays the restaurant's name in a deep blue color The second TextView, also 18sp but in a vibrant red, presents the restaurant's address Finally, the third TextView, in a dark color, highlights the specialty dishes offered by the restaurant, maintaining a consistent margin of 5dp for visual spacing.
3.2.6 Giao diện màn hình trợ giúp
Giao diện màn hình trợ giúp cung cấp thông tin cần thiết về cách sử dụng ứng dụng tìm kiếm địa điểm du lịch, khách sạn và nhà hàng một cách nhanh chóng và tiết kiệm.
Giao diện ứng dụng đƣợc thiết kế nhƣ sau:
Hình 3.10 Thiết kế giao diện màn hình trợ giúp ứng dụng
Mã chương giao diện ứng dụng:
The provided XML layout defines a LinearLayout with a vertical orientation, designed to match the parent’s width and height It incorporates namespaces for Android attributes, application-specific attributes, and tools, ensuring compatibility with the specified context of the LienHeActivity in the com.dhv.dongnguyen.kinhdoanhmaykhau package.
Kết luận chương
Sau thời gian nghiên cứu và phát triển, dưới sự hướng dẫn tận tình của TS Đặng Thái Sơn cùng các thầy cô và bạn bè, tôi đã hoàn thành các mục tiêu của đề tài “Tìm hiểu và phân tích thiết kế cầu trúc ứng dụng tìm kiếm địa điểm du lịch trên hệ điều hành Android”.
Qua đồ án này, tôi đã cải thiện kiến thức về tính năng và cấu trúc của hệ điều hành Android, cũng như hiểu rõ các thành phần cần thiết để phát triển ứng dụng cho điện thoại Android Bên cạnh đó, tôi đã phân tích thiết kế của một ứng dụng tìm kiếm địa điểm du lịch, điều này sẽ hỗ trợ cho công việc của tôi trong tương lai.
Do thời gian hạn chế, bài viết này chỉ dừng lại ở giai đoạn thiết kế hệ thống Trong tương lai, tôi sẽ phát triển đề tài thành một ứng dụng hoàn chỉnh có thể cài đặt trên điện thoại di động.
Em xin chân thành cảm ơn.
