利用Eclipse 插件實(shí)現(xiàn)安卓在線實(shí)驗(yàn)室

李宏升LI Hong-sheng；宋三華SONG San-hua；陳中良CHEN Zhong-liang

（黃淮學(xué)院信息工程學(xué)院，駐馬店 463000）

（College of Information Engineering，Huanghuai University，Zhumadian 463000，China）

1 安卓系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與Ecilpse 插件的強(qiáng)大功能

近年來(lái)，由于無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)及嵌入式移動(dòng)平臺(tái)的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)各高校紛紛開(kāi)設(shè)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)課程，特別是學(xué)習(xí)門(mén)檻較低的安卓系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)。由于安卓系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的SDK 涉及到JAVA、Ecilpse、ADT、Linux 等多種開(kāi)發(fā)環(huán)境，如何構(gòu)建一套全功能、高效率、易操作的實(shí)驗(yàn)?zāi)M環(huán)境，成為目前安卓教學(xué)培訓(xùn)及實(shí)驗(yàn)實(shí)踐過(guò)程中所急需的平臺(tái)。本文所述的在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)就是利用Eclipse 開(kāi)發(fā)環(huán)境中功能強(qiáng)大的插件功能實(shí)現(xiàn)從教師和學(xué)生管理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容庫(kù)管理、作業(yè)上傳及成績(jī)批改、登錄認(rèn)證等多種功能于一體的安卓在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。[1]

2 系統(tǒng)分析及業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

根據(jù)筆者所在高校安卓課程培養(yǎng)方案的要求，對(duì)本教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行了詳細(xì)的需求分析。主要需解決如下幾方面的問(wèn)題：

①系統(tǒng)交互性設(shè)計(jì)：在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，要有實(shí)驗(yàn)任務(wù)發(fā)布、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容查看、用戶(hù)注冊(cè)登錄等交互性環(huán)節(jié)。

②實(shí)驗(yàn)課程管理：在課程組織與管理方面，要有設(shè)計(jì)、安排及維護(hù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的功能。

③實(shí)驗(yàn)案例難度劃分：針對(duì)于本專(zhuān)科學(xué)生、成教及短期培訓(xùn)學(xué)生的教學(xué)要求，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按難度、應(yīng)用方向、硬件來(lái)分類(lèi)，以便于針對(duì)不同的學(xué)生群體安排相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。

④文件上傳及管理：利用登錄認(rèn)證過(guò)程來(lái)規(guī)范用戶(hù)上傳和更新相應(yīng)的作業(yè)及文件，以用戶(hù)ID、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目編號(hào)、上傳時(shí)間來(lái)標(biāo)示附件的內(nèi)容、時(shí)間、來(lái)源，較好的解決了上傳文件的查閱和管理。[2]

根據(jù)上述分析，本系統(tǒng)應(yīng)包含以下幾個(gè)模塊，其業(yè)務(wù)流程如圖1 所示。

其系統(tǒng)用例流程圖如圖1 所示。

圖1 在線實(shí)驗(yàn)室的業(yè)務(wù)流程圖

教師操作功能：?jiǎn)?dòng)窗戶(hù)端后，通過(guò)用戶(hù)名和密碼啟動(dòng)、登錄到客戶(hù)端，沒(méi)有賬號(hào)注冊(cè)賬號(hào)。注冊(cè)過(guò)程中可輸入用戶(hù)名、密碼，可選擇老師的分組及其他信息，注冊(cè)后即可用賬號(hào)和密碼登錄。

編輯實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容：新增或編輯各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的名稱(chēng)及具體內(nèi)容、選擇實(shí)驗(yàn)類(lèi)別、上傳實(shí)驗(yàn)案例代碼。

安排實(shí)驗(yàn)計(jì)劃：進(jìn)入實(shí)驗(yàn)計(jì)劃菜單，新增實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，制定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)間表、實(shí)驗(yàn)班級(jí)、周次、考核方式等具體內(nèi)容。在客戶(hù)端運(yùn)行學(xué)生上傳作業(yè)代碼：可以把學(xué)生上傳的實(shí)驗(yàn)代碼包導(dǎo)入客戶(hù)端模擬運(yùn)行，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

批改學(xué)生實(shí)驗(yàn)作業(yè)：根據(jù)學(xué)生上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告及上傳的代碼包，根據(jù)培養(yǎng)方案對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)打分。

學(xué)生操作功能：從客戶(hù)端登錄后，可以以B/S 的方式訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，查看實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、下載實(shí)驗(yàn)代碼，在客戶(hù)端上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，上傳作業(yè)代碼包，查看實(shí)驗(yàn)成績(jī)等。瀏覽課程實(shí)驗(yàn)信息：進(jìn)入瀏覽器登錄后，可以查看本專(zhuān)業(yè)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)開(kāi)課計(jì)劃，進(jìn)入具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可以瀏覽實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和相關(guān)知識(shí)。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃完成實(shí)驗(yàn)：學(xué)生可通過(guò)B/S 模式查看、下載實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求，按照步驟和實(shí)驗(yàn)代碼包完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交。

上傳實(shí)驗(yàn)代碼包：學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求調(diào)試好的實(shí)驗(yàn)代碼包上傳至自己在服務(wù)器上的存儲(chǔ)空間，并以特定的名稱(chēng)命名（格式為：用戶(hù)ID、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目編號(hào)、上傳時(shí)間）。

提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告：學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，可將按照模板撰寫(xiě)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告文檔提交到系統(tǒng)，并以特定的名稱(chēng)命名（與代碼包規(guī)則相同）。

查看成績(jī)：教師可在實(shí)驗(yàn)完成后，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)代碼和實(shí)驗(yàn)報(bào)告批改評(píng)價(jià)后，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行打分，學(xué)生可登錄系統(tǒng)后，查詢(xún)各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的成績(jī)。[3][4]

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

圖2 系統(tǒng)總體架構(gòu)示意圖

系統(tǒng)各功能模塊的設(shè)計(jì)：本實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)分為實(shí)驗(yàn)代碼運(yùn)行模塊，實(shí)驗(yàn)作業(yè)提交管理模塊。在實(shí)驗(yàn)代碼運(yùn)行模塊中主要采用Eclipse 插件開(kāi)發(fā)的機(jī)制實(shí)現(xiàn)文件的更新上傳下載，在實(shí)驗(yàn)作業(yè)管理模塊，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的編排，發(fā)布，實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板的編輯實(shí)驗(yàn)作業(yè)的批改等功能。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目管理：通過(guò)本模塊對(duì)各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行增刪查改，可對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的名稱(chēng)、類(lèi)別、是否必做、負(fù)責(zé)教師、實(shí)驗(yàn)要求、報(bào)告模板、上傳代碼包名稱(chēng)格式進(jìn)行設(shè)定。

實(shí)驗(yàn)計(jì)劃管理：在實(shí)驗(yàn)計(jì)劃模塊中，教師把設(shè)置好的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目添加到實(shí)驗(yàn)列表中，并設(shè)定開(kāi)課名稱(chēng)、實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)、實(shí)驗(yàn)時(shí)間及結(jié)束時(shí)間，形成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。

文件交互管理：學(xué)生可以在登錄后的個(gè)人實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目列表中，查看下載相關(guān)的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告和代碼包，并導(dǎo)入客戶(hù)端進(jìn)行調(diào)試實(shí)驗(yàn)；在完成實(shí)驗(yàn)后，將實(shí)驗(yàn)代碼和實(shí)驗(yàn)報(bào)告以約定的名稱(chēng)上傳至服務(wù)器指定的位置，教師可在課后統(tǒng)一批改，并在客戶(hù)端加載實(shí)驗(yàn)代碼進(jìn)行評(píng)價(jià)。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告編輯：學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告編輯模塊可以在線撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，通過(guò)功能強(qiáng)大的圖文編輯器形成內(nèi)容豐富的實(shí)驗(yàn)報(bào)告上交。[5]

用戶(hù)和文件交互設(shè)計(jì)：利用Eclipse 插件開(kāi)發(fā)一個(gè)基于XML 文件的透視圖，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)用戶(hù)交互界面和文件上傳下載界面。

用戶(hù)登錄模塊：利用SWT 和JFace 組件開(kāi)發(fā)插件的應(yīng)用，設(shè)置透視圖的擴(kuò)展點(diǎn)org.eclipse.login.perspectives,在此類(lèi)上實(shí)現(xiàn)Iperspective Factory 接口。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的上傳瀏覽：在驗(yàn)證用戶(hù)的登錄狀態(tài)后，就可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的更新發(fā)布了。將提取的用戶(hù)ID 及其他狀態(tài)信息以XML 文件的形式上傳至服務(wù)器，通過(guò)對(duì)XML文件的解析，獲取當(dāng)前用戶(hù)當(dāng)前操作的實(shí)驗(yàn)的KEY，判斷取得的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目版本號(hào)是否大于與服務(wù)器上的值，來(lái)決定是否更新該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)信息。更新實(shí)驗(yàn)信息后，服務(wù)端會(huì)為每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目創(chuàng)建一個(gè)配置文件，記錄實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)并用于用戶(hù)在客戶(hù)端瀏覽該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。[6]

3.2 系統(tǒng)關(guān)鍵模塊的實(shí)現(xiàn)

3.2.1 認(rèn)證模塊

運(yùn)用Eclipse 的startup 擴(kuò)展點(diǎn)實(shí)現(xiàn)登錄認(rèn)證在客戶(hù)端啟動(dòng)時(shí)就隨之加載運(yùn)行，認(rèn)證窗口界面采用Java Swing 設(shè)計(jì)，添加Jframe、Jlogin、Jbutton 等組件。為Button 按鈕添加監(jiān)聽(tīng)事件：Jloginbutton.add ActionListener(new ActionListener()),為按鈕添加login Authentiaction()的認(rèn)證方法獲取用戶(hù)名和密碼送給服務(wù)器進(jìn)行認(rèn)證。[7]

3.2.2 服務(wù)器端接口

接收客戶(hù)端登錄信息，運(yùn)用HashMap 類(lèi)接收用戶(hù)名和密碼進(jìn)行服務(wù)端認(rèn)證，成功后返回相應(yīng)的信息。

提交新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，運(yùn)用param Files.put(“expProject”,new File []{file})的方法上傳包含文件名和路徑字串的HashMap 對(duì)象，通過(guò)Http URL Connection 連接上傳文件的StringStream。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的下載過(guò)程，設(shè)定srcPath 和destPath 對(duì)象作為下載對(duì)象的源路徑和目的路徑，用connection.getHeaderField (“connection-Disposition”) 方 法 和URL Decoder.decoder 的方法對(duì)文件進(jìn)行URL 編碼，實(shí)現(xiàn)瀏覽器對(duì)中文名稱(chēng)的兼容。最后通過(guò)getInputStream ()和FileOutstream()方法進(jìn)行文件的讀取寫(xiě)入，完成文件下載過(guò)程。[8]

3.3 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目信息的上傳下載及與客戶(hù)端關(guān)聯(lián)

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目信息的上傳過(guò)程是客戶(hù)端功能的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相關(guān)信息封裝在Experiments 類(lèi)中，與用戶(hù)類(lèi)UserClient、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類(lèi)ExpProject 類(lèi)利用experiments屬性相關(guān)聯(lián)。

表1 Experiments、ExpProject 類(lèi)的屬性

圖3 客戶(hù)端插件的菜單

圖4 Web 服務(wù)端登錄界面

當(dāng)用戶(hù)提交實(shí)驗(yàn)信息及報(bào)告時(shí)，觸發(fā)Experiments 類(lèi)的updateExperimentsAction 方法，根據(jù)用戶(hù)ID、類(lèi)型去更新相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)信息數(shù)據(jù)和相應(yīng)的URL 地址，學(xué)生在代碼包的上傳中會(huì)發(fā)生多次上傳的情況，為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)復(fù)雜度和減少無(wú)用文件殘留，系統(tǒng)采用固定代碼包的文件名，最后一次上傳的數(shù)據(jù)對(duì)上一次進(jìn)行覆蓋的方法處理。

4 應(yīng)用效果及展望

本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在實(shí)際教學(xué)應(yīng)用過(guò)程中，基本能完成安卓課程教學(xué)計(jì)劃的整個(gè)流程，滿足從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的編輯管理、實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的編排發(fā)布、實(shí)驗(yàn)代碼包的上傳下載、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的編輯提交、實(shí)驗(yàn)成績(jī)的批改評(píng)分等所有功能。

本平臺(tái)采用了Eclipse 插件的開(kāi)發(fā)方式，使所有功能均集成在同一個(gè)客戶(hù)端系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，為教學(xué)系統(tǒng)的安裝和移植提供了方便，有利于在基于Eclipse 環(huán)境的開(kāi)發(fā)環(huán)境，如Java，J2EE 中推廣應(yīng)用。

隨著Eclipse 的Web 化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，基于Eclipse的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)將脫離插件技術(shù)的束縛，開(kāi)發(fā)方式將逐漸被采用瀏覽器的B/S 架構(gòu)所取代。圍繞Eclipse 平臺(tái)的強(qiáng)大功能，結(jié)合安卓、Java、J2EE 課程，基于Eclipser 的在線虛擬實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用范圍會(huì)更廣泛、實(shí)現(xiàn)的功能會(huì)更強(qiáng)大、在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及智能手持設(shè)備的應(yīng)用開(kāi)發(fā)方面會(huì)產(chǎn)生更加深遠(yuǎn)的意義。

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