TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN THỰC TẬP CHUYÊN NGÀNH Đề tài: TÌM HIỂU VỀ PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH TRÊN ANDROID VIẾT CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG ĐÀN PIANO Sinh viên thực hiện: ĐÀO TRUNG SƠN Lớp: CNPM - K7C Giáo viên hướng dẫn: Th.S BÙI ANH TÚ Thái Nguyên, tháng năm 2012 LỜI NĨI ĐẦU Ngày nay, Cơng nghệ thông tin ngành phát triển mạnh mẽ có ảnh hưởng sâu rộng đến mặt đời sống Nó tảng kinh tế tri thức, thước đo trình độ phát triển quốc gia Vì vậy, việc đào tạo đội ngũ kỹ sư cơng nghệ thơng tin có chất lượng đòi hỏi phải trọng đầu tư mức Đại học môi trường cung cấp kiến thức chun mơn, giúp sinh viên hình thành phát triển kĩ cần thiết cho công việc Vì vậy, học đơi với hành ln phương châm đào tạo hàng đầu trường đại học Xã hội kinh tế phát triển địi hỏi cơng nghệ phải phát triển Cơng nghệ phát triển, người ngày phát minh thiết bị công nghệ số thông minh giúp đỡ người nhiều mặt sống Và số thiết bị di động cầm tay giới thu nhỏ lòng bàn tay, thiết bị chạy hệ điều hành đơn giản Symbian, Winphone, iOS, Android, Android số hệ điều hành phát triển hàng đầu, ưa chuộng cho thiết bị di động Trong trình tìm hiểu phương pháp lập trình Android, em có phát triển demo nhỏ Demo chủ yếu để minh họa phần phương pháp lập trình Android Em xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn – thạc sĩ Bùi Anh Tú - giúp đỡ dẫn em hoàn thành báo cáo MỤC LỤC MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ANDROID .4 1.1 Android gì? .4 1.2 Các phiên Android .4 1.3 Tính Android .5 1.4 Kiến trúc Android: .5 1.4.1 Tầng hạt nhân Linux (Linux Kernel layer) 1.4.2 Tầng Library android runtime .6 1.4.3 Tầng Application Framework 1.4.4 Tầng Application .8 1.5 Các thiết bị Android thị trường: CHƯƠNG 2: LẬP TRÌNH TRÊN ANDROID 11 2.1 Yêu cầu kiến thức cho lập trình Android: 11 2.2 Hiểu ứng dụng Android: 11 2.3 Vòng đời Android: 12 2.4 Các công cụ cần thiết .16 2.5 Android Emulator .17 2.5 Một số thành phần Android: .19 2.5.1 XML unit: 19 2.5.2 Các layout: 22 2.5.3 Android Manifest 23 2.5.4 File R.java 24 2.5.5 Button ToggleButton 25 2.5.6 TextView EditText .26 2.5.7 CheckBox RadioButton .27 2.5.8 Làm việc với List view 28 CHƯƠNG 3: DEMO ĐÀN PIANO TRÊN ANDROID .31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ANDROID 1.1 Android gì? Android hệ điều hành cho thiết bị di động dựa phiên sửa đổi Linux Google muốn Android trở thành mở tự do, nên hầu hết mã nguồn phát hành dạng mã nguồn mở Apache Licence, nghĩa người dùng Android tải mã nguồn đầy đủ Andoid Hơn Android có thêm phần mở rộng để nguời dùng tùy chỉnh tạo khác nguời sử dụng Yếu tố làm cho Android hấp dẫn hệ điều hành nhóm Lợi việc sử dụng Android để phát triển ứng dụng Android cung cấp cách tiếp cận tốt để phát triển ứng dụng Các nhà phát triển cần phát triển cho Android ứng dụng chạy nhiều thiết bị khác nhau, miễn thiết bị hỗ trợ Android Trong giới điện thoại thơng minh vấn đề thích hợp phần cứng điểm quan trọng ứng dụng, sử dụng Android làm tảng để phát triển có nhiều lợi mặt sản phẩm thiết bị thơng minh hỗ trợ Android ngày đuợc ưa chuộng 1.2 Các phiên Android Android trải qua số lượng không nhỏ phiên cập nhật, từ phiên 1.1 phiên Android Phiên Android 1.1 1.5 1.6 2.0/2.1 2.2 2.3 3.0 () 4.0 (4.0.4) Thời gian phát hành tháng năm 2009 30 tháng năm 2009 15 tháng năm 2009 26 tháng 10 năm 2009 20 tháng năm 2010 tháng 12 năm 2010 22 tháng năm 2011 Là phiên thời điểm 1.3 Tính Android Android nguồn mở tự cho nhà sản xuất tùy chỉnh, khơng cố định cấu hình phần cứng, phần mềm Tuy nhiên Android hỗ trợ tính sau: - Lưu trữ: Dùng SQLLite, sở liệu quan hệ, - Kết nối: Hỗ trợ GDM/EDGE, CDMA, EV-DO, Bluetooth, Wifi, WiMax, - Tin nhắn: Hỗ trợ SMS MMS - Trình duyệt Web: Dựa mã nguồn mở WebKit, với JavaScript Chrome - Media: 3GP, MP4, AMR, MP3, MIDI, Ogg Vorbis, WAV, JPEG, PNG, GIF, BMP, - Phần cứng: Cảm biến gia tốc, Máy ảnh số, Cảm biến tiệm cận, GPS, - Đa điểm: Hỗ trợ hình cảm ứng đa điểm - Đa nhiệm: Hỗ trợ ứng dụng đa nhiệm - Flash: Hỗ trợ flash phiên 10.1 - Tethering: Hỗ trợ kết nối Internet có dây khơng dây 1.4 Kiến trúc Android: Hình bên cho thấy tầng khác tạo nên hệ điều hành Android [1] Hình 1.1 – Các tầng hệ điều hành Android 1.4.1 Tầng hạt nhân Linux (Linux Kernel layer) Hệ điều hành Android phát dựa hạt nhân linux, cụ thể hạt nhân linux phiên 2.6, điều thể lớp hình 1.1 Tất hoạt động điện thoại muốn thi hành thực mức cấp thấp lớp bao gồm quản lý nhớ (memory management), giao tiếp với phần cứng (driver model), thực bảo mật (security), quản lý tiến trình (process) Tuy phát triển dựa vào nhân linux thực nhân linux nâng cấp sửa đổi nhiều để phù hợp với tính chất thiết bị cầm tay hạn chế vi xử lý, dung lượng nhớ, kích thước hình, nhu cần kết nối mạng khơng dây Tầng có thành phần chủ yếu : - Display Driver : Điều khiển việc hiển thị lên thu nhận điều khiển người dùng lên hình (di chuyển, cảm ứng ) - Camera Driver : Điều kiển hoạt động camera, nhận luồng liệu từ camera trả - Bluetooth Driver : Điều khiển thiết bị phát thu sóng Bluetooth - USB driver : Quản lý hoạt động cổng giao tiếp USB - Keypad driver : Điều khiển bàn phím - Wifi Driver : Chịu trách nhiệm việc thu phát sóng wifi - Audio Driver : điều khiển thu phát âm thanh, giải mã tính hiệu dạng audio thành tín hiệu số ngược lại - Binder IPC Driver : Chịu trách nhiệm việc kết nối liên lạc với mạng vô tuyến CDMA, GSM, 3G, 4G, E để đảm bảo chức truyền thông thực - M-System Driver : Quản lý việc đọc ghi lên thiết bị nhớ thẻ SD, flash - Power Madagement : Giám sát việc tiêu thụ điện 1.4.2 Tầng Library android runtime Phần có thành phần phần Library Android Runtime Phần Libraries: Phần có nhiều thư viện viết C/C++ để phần mềm sử dụng, thư viện tập hợp thành số nhóm : - Thư viện hệ thống (System C library) : thư viện dựa chuẩn C, sử dụng hệ điều hành - Thư viện Media (Media Libraries) : Có nhiều codec để hỗ trợ việc phát ghi loại định dạng âm thanh, hình ảnh, video thơng dụng - Thư viện web (LibWebCore) : Đây thành phần để xem nội dung web, sử dụng để xây dựng phần mềm duyệt web (Android Browse) để ứng dụng khác nhúng vào Nó mạnh, hỗ trợ nhiều cơng nghệ mạnh mẽ HTML5, JavaScript, CSS, DOM, AJAX… - Thư viện SQLite : Hệ sở liệu để ứng dụng sử dụng Phần Android runtime: Phần chứa thư viện mà chương trình viết ngơn ngữ Java hoạt động Phần có phận tương tự mơ hình chạy Java máy tính thường Thứ thư viện lõi (Core Library) , chứa lớp JAVA IO, Collections, File Access Thứ hai máy ảo java (Dalvik Virtual Machine) Mặc dù viết từ ngôn ngữ Java ứng dụng Java hệ điều hành android không chạy JRE Sun (nay Oracle) (JVM) mà chạy máy ảo Dalvik Google phát triển 1.4.3 Tầng Application Framework Tầng xây dựng công cụ - phần tử mức cao để lập trình viên nhanh chóng xây dựng ứng dụng Nó viết Java, có khả sử dụng chung để tiết kiệm tài nguyên Đây tảng mở, điều có lợi thế: Với hãng sản xuất điện thoại : Có thể tùy biến để phù hợp với cấu hình điện thoại mà họ sản xuất để có nhiều mẫu mã, phong cách hợp thị hiếu người dùng Vì nên chung tảng Android mà điện thoại Google khác hẳn với Motorola, HTC, T-Mobile, Samsung Với lập trình viên : Cho phép lập trình viên sử dụng API tầng mà không cần phải hiểu rõ cấu trúc bên dưới, tạo điều kiện cho lập trình viên tự sáng tạo cần quan tâm đến nội dung mà ứng dụng họ làm việc Một tập hợp API hữu ích xây dựng sẵn hệ thống định vị, dịch vụ chạy nền, liên lạc ứng dụng, thành phần giao diện cấp cao Giới thiệu số thành phần tầng này: - Activity Manager : Quản lý chu kỳ sống ứng dụng cung cấp công cụ điều khiển Activity - Telephony Manager : Cung cấp công cụ để thực việc liên lạc gọi điện thoại - XMPP Service : Cung cấp công cụ để liên lạc thời gian thực - Location Manager : Cho phép xác định vị trí điện thoại thoại dựa vào hệ thống định vị toàn cầu GPS Google Maps - Window Manager : Quản lý việc xây dựng hiển thị giao diện người dùng tổ chức quản lý giao diện ứng dụng - Notication Manager : Quản lý việc hiển thị thơng báo (như báo có tin nhắn,có e-mail ) - Resource Manager : Quản lý tài nguyên tĩnh ứng dụng bao gồm file hình ảnh, âm thanh, layout, string (Những thành phần không viết ngơn ngữ lập trình) 1.4.4 Tầng Application Đây lớp ứng dụng giao tiếp với người dùng, bao gồm ứng dụng : Các ứng dụng bản, cài đặt liền với hệ điều hành gọi điện (phone), quản lý danh bạ (Contacts), duyệt web (Browser), nhắn tin (SMS), lịch làm việc (Calendar), đọc e-mail (Email-Client), đồ (Map), quay phim chụp ảnh (camera) Các ứng dụng cài thêm phần mềm chứng khốn (Stock), trị chơi(Game), từ điển Các chương trình có đặc điểm : - Viết Java, phần mở rộng apk - Khi ứng dụng chạy, có phiên Virtual Machine dựng lên để phục vụ cho Nó Active Program : Chương trình có giao diện với người sử dụng background : chương trình chạy dịch vụ - Android hệ điều hành đa nhiệm, nghĩa thời điểm, có nhiều chương trình chạy lúc, nhiên, với ứng dụng có thực thể (instance) phép chạy mà thơi Điều có tác dụng hạn chế lạm dụng tài nguyên, giúp hệ thống hoạt động tốt - Các ứng dụng gán số ID người sử dụng nhằn phân định quyền hạn sử dụng tài nguyên, cấu hình phần cứng hệ thống - Android hệ điều hành có tính mở, khác với nhiều hệ điều hành di động khác, android cho phép ứng dụng bên thứ ba phép chạy Các ứng dụng có hạn chế nhỏ khơng phép sử dung q 5~10% cơng suất CPU, điều nhằn để tránh độc quyền việc sử dụng CPU Ứng dụng khơng có điểm vào cố định, khơng có phương thức main để bắt đầu 1.5 Các thiết bị Android thị trường: Ví dụ: - SmartPhones - Tablets - E-Reader - NetBooks - Mp4 players - Internet TVs Hình 1.2 - SmartPhones Hình 1.3 - Tablets Hình 1.5 – Internet TV Hình 1.4 - E-Reader Hình 1.6 – Internet TV 10 Cụ thể công việc mà AndroidManifest.xml thực hiện: - Đặt tên cho Java package ứng dụng - Mô tả thành phần (component) ứng dụng: activity, service, broadcast receiver content provider - Thông báo permission mà ứng dụng cần có để truy nhập protected API tương tác với ứng dụng khác - Thông báo permission mà ứng dụng khác cần có để tương tác với ứng dụng thời - Thông báo level thấp Android API mà ứng dụng cần để chạy (Android 1.0 level 1, 1.1 level 2, 1.5 level 3, 1.6 level 2.0 level 5) - Ngồi ra, từ khố screenOrientation cho phép thiết lập giao diện vào ứng dụng theo chiều dọc (portrait – mặc định) hay ngang (landcape), theme cho phép sử dụng style có sẵn android fullscreen (khơng có status nữa) 2.5.4 File R.java FileR.java file tự động sinh tạo ứng dụng, file sử dụng để quản lý thuộc tính khai báo file XML ứng dụng tài nguyên hình ảnh Mã nguồn file R.java tự động sinh có kiện xảy làm thay đổi thuộc tính ứng dụng Chẳng hạn như, kéo thả file hình ảnh từ bên ngồi vào project thuộc tính đường dẫn file hình thành file R.java xóa file hình ảnh đường dẫn tướng ứng đến hình ảnh tự động bị xóa Có thể nói file R.java hồn tồn khơng cần phải đụng chạm đến trong trình xây dựng ứng dụng Dưới nội dung file R.java 24 package tunghuynh.com; public final class R { public static final class attr { } public static final class drawable { public static final int icon=0x7f020000; } public static final class id { public static final int textview=0x7f050000; } public static final class layout { public static final int main=0x7f030000; } public static final class string { public static final int app_name=0x7f040001; public static final int hello=0x7f040000; } } 2.5.5 Button ToggleButton Đây thành phần diện cho widget Button nhấn, bấm người sử dụng để thực hành động Với Button thơng thường kiện button nhấn, cịn với ToggleButton có chế độ nhấn tắt bật, giống cơng tắc điện Ví dụ button togglebutton bản, gồm có thành phần id, kích thước tên hiển thị Mã: android:id="@+id/button3" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="Button" Mã: Để bắt xử lý kiện người dùng bấm vào button xử lý java Trước tiên cần lấy button thơng qua id khai báo, button có 25 nhiều kiện thông dụng kiện nhấn phím OnClickListener Mã: Button btn = (Button)findViewById(R.id.button3); btn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { // code hoạt động } }); 2.5.6 TextView EditText TextView thành phần dùng để hiển thị nội dung dạng text lên hình Ngồi tác dụng để hiển thị văn cho phép định dạng nội dung thẻ html Mã: android:textAppearance thuộc tính TextView cho phép định dạng cỡ chữ hiển thị, có cỡ dạng mặc định (cỡ vừa), Large (cỡ lớn), Small(cỡ nhỏ), Medium(cỡ trung bình) EditText để nhập liệu từ phần cứng bàn phím, hình thiết bị Mã: android:inputType thuộc tính EditText cho phép định dạng liệu nhập vào Có nhiều định dạng như: Mặc định: nhập text bình thường 26 numberPassword: Nhập password textEmailAddress: Nhập email phone: Nhập số điện thoại textPostalAddress: Nhập địa textMultiLine: Cho phép nhập nhiều dòng date, time: Nhập kiểu ngày number: Nhập số nguyên numberSigned: Nhập số có dấu cịn nhiều định dạng khác 2.5.7 CheckBox RadioButton CheckBox RadioButton tạo ô chọn CheckBox cho phép chọn nhiều lúc, cịn RadioButton cho phép chọn ô thời điểm Mã: Mã: Tất thành phần widget android có số thuộc tính chung vị trí, kích thước, mà sắc, tên hiển thị, hình ảnh minh hoạ thành phần nói 27 Hình 2.4 – Minh hoạ cho Button, EditText, CheckBox, 2.5.8 Làm việc với List view Được sử dụng để thể danh sách thông tin theo cell Mỗi cell thông thường load lên từ file XML cố định số lượng thơng tin loại thơng tin cần thể Có kiểu List view ListView SpinnerView Cả dùng để hiển thị với SpinnerView hiển thị dạng hộp chọn Mã: Để sử dụng listview cần có mảng để lưu trữ phần tử muốn liệt kê listview Mã: //Tạo mảng để chứa String nội dung công việc final ArrayList arrayWork = new ArrayList(); //Adapter dùng để kết nối mảng với List View final ArrayAdapter arrayAdapter = new ArrayAdapter(this, android.R.layout.simple_list_item_1, arrayWork); //ListView chứa danh sách công việc final ListView list = (ListView) findViewById(R.id.list); //Cần set Adapter cho list để biết lấy nội dung từ mảng arrayWork list.setAdapter(arrayAdapter); //Add công việc nhập vào mảng arrayWork.add(0,str); arrayAdapter.notifyDataSetChanged(); ArrayList đối tượng kiểu mảng lưu trữ chuỗi (String), muốn thêm phần tử vào listview phải thêm vào mảng ArrayAdapter dùng đối tượng kết nối, trung chuyển liệu ArrayList ListView, liệu từ mảng muốn hiển thị lên listview phải thơng qua thành phần Hình 2.4 – Hình ảnh nhập tên cơng việc thời gian 29 Hình 2.5 – Sau bấm Add work cơng việc thêm vào danh sách 30 CHƯƠNG 3: DEMO ĐÀN PIANO TRÊN ANDROID Đàn Piano loại nhạc cụ khơng cịn xa lạ với người, âm khơng đa dạng đàn Organ hay loại nhạc cụ điện tử khác đủ để tạo nhạc sống với thời gian Trên mạng internet có số chương trình ứng dụng mơ đàn piano Android, định xây dựng demo đàn piano Android với mục đích muốn tự thử sức để học tập, củng cố lại cách lập trình Android qua q trình tìm hiểu Tuy demo chưa đạt đến mức độ hoàn hảo, thể thành phần đàn phím để bấm, phát âm Trong trình phát triển demo, tơi gặp số khó khăn q trình tìm cách khắc phục khó khăn giúp học hỏi nhiều kiến thức kĩ phát triển ứng dụng Android Demo gồm có phần thiết kế giao diện xử lý hoạt động Phần thiết kế giao diện thực hồn tồn XML Màu chương trình tô theo kiểu gradient tự tạo (màu chuyển đổi đều) Mã: android:background="@drawable/back_gradient"> Mã: Giao diện phím đàn nên chủ yếu nút bấm Vì phím đàn Piano có loại phím phím đen phím trắng nên phải có loại phím tương ứng cho demo: 31 Mã: android:background="@drawable/back_gradient"> Màu phím bình thường nhấn sử dụng cách tô gradient Các giá trị khác kích thước, tên phím, khai báo lại từ thành phần khác thư mục res Phần thứ xử lý hoạt động, gồm có bắt kiện người chơi bấm vào phím hình (chỉ dành cho thiết bị có hình cảm ứng máy ảo sử dụng chuột) phát âm //Lấy phím đàn thơng qua id Button btnDo1 = (Button)findViewById(R.id.btnDo1); // //Bắt kiện người dùng bấm vào phím btnDo1.setOnClickListener(clickKeyBoard); // Phần tạo menu (Thơng tin, Thốt): public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu){ super.onCreateOptionsMenu(menu); menu.add(0, Menu.FIRST, 0, "Thốt").setIcon(android.R.drawable.ic_delete); menu.add(0, Menu.FIRST+1, 0, "Thơng 32 tin").setIcon(android.R.drawable.ic_menu_info_details); return true; } Xử lý hoạt động bấm vào phím Phần gọi hàm phát âm theo tham số file âm truyền vào thông qua raw Mã: } public OnClickListener clickKeyBoard = new OnClickListener() { public void onClick(View v) { switch (v.getId()){ case R.id.btnDo1: play(R.raw.m01do1); break; // case R.id.btnSi1: play(R.raw.m12si1); break; } } }; Hàm phát tiếng đàn theo file âm Sử dụng phương thức MediaPlayer.create() thư viện android.media để chạy file âm public void play(int sound){ try{ if (mp!=null) mp.stop(); mp = MediaPlayer.create(PianoActivity.this, sound); mp.setVolume(300, 300); mp.start(); }catch(Exception ex){}; } 33 Một vài hình ảnh minh hoạ chụp chạy demo: Hình 3.1 – Giao diện demo Hình 3.2 – Hiệu ứng nhấn phím (Phím Rê # nhấn có màu đỏ) 34 Hình 3.3 – Thông tin sản phẩm Demo sử dụng file âm nên việc thêm nốt trở thành khơng linh động, kích thước file sau đóng gói bị tăng lên Đây hạn chế lớn sản phẩm bước q trình phát triển sản phẩm 35 KẾT LUẬN Qua trình tìm hiểu phương pháp lập trình Android giúp thu hoạch nhiều kiến thức lĩnh vực lập trình cho thiết bị di động nói chung lập trình Android nói riêng Tuy sử dụng ngơn ngữ Java làm ngơn ngữ lập trình Android khác nhiều với lập trình di động J2ME, khác phương pháp lập trình, thiết kế sản phẩm thư viện hỗ trợ Các chương trình viết Android có thiết kế rõ ràng phân tách cụ thể thành phần liệu, phần hiển thị phần xử lý hoạt động Cách tiếp cận giúp người lập trình phát triển tư lập trình thiết kế sản phẩm, chia bố cục sản phẩm phần mềm cách cụ thể để dễ dàng bảo trì, sửa đổi nâng cấp sản phẩm Sau hoàn thành demo đàn piano Android, giúp củng cố kiến thức phương pháp tìm hiểu được, rèn luyện phương pháp lập trình, hiểu sâu lập trình Android qua lần gặp cố lỗi viết demo Như demo đàn Piano phát triển thêm nhiều tính khác thêm âm điệu, hiển thị sheet nhạc chơi, ghi âm, chỉnh âm đàn Organ,… Rất nhiều chức làm Do thời gian hạn chế khoảng tuần nên nhiều thành phần vấn đề khác Android chưa nêu báo cáo này, demo chưa thực hoàn chỉnh 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Wei Meng Lee, Beginning Android Application Development, Wiley Publishing, Inc-2010 [2] http://vietandroid.com [3] http://laptrinhdidong.vn [4] http:// hoc-android.tumblr.com [5] http://vn-zoom.com [6] http://developer.android.com/resources/browser.html 37 ... internet có số chương trình ứng dụng mô đàn piano Android, định xây dựng demo đàn piano Android với mục đích muốn tự thử sức để học tập, củng cố lại cách lập trình Android qua q trình tìm hiểu Tuy... Android, giúp củng cố kiến thức phương pháp tìm hiểu được, rèn luyện phương pháp lập trình, hiểu sâu lập trình Android qua lần gặp cố lỗi viết demo Như demo đàn Piano phát triển thêm nhiều tính... bước trình phát triển sản phẩm 35 KẾT LUẬN Qua trình tìm hiểu phương pháp lập trình Android giúp tơi thu hoạch nhiều kiến thức lĩnh vực lập trình cho thiết bị di động nói chung lập trình Android