Thạc Sĩ Nghiên cứu xây dựng hệ thống giao diện người dùng trên điện thoại di động theo hướng tiếp cận mô hìn

Giới thiệu
1.1. Dẫn nhập

Trong những năm gần đây, ngày càng xuất hiện nhiều loại thiết bị tính toán mới bên cạnh máy tính cá nhân PC (Personal Computer). Được giới công nghiệp đầu tư phát triển mạnh, điện thoại di động (mobile phone), thiết bị kỹ thuật số hỗ trợ cá nhân (personal digital assistant), và gần đây nhất là máy tính bảng (Tablet) đang dần tham gia cùng, thậm chí thay thế, thiết bị PC truyền thống trong đời sống hiện đại.
Tuy nhiên khác với môi trường tương đối đồng nhất của họ PC, các thiết bị tính toán hiện đại kể trên thường có sự khác biệt đáng kể về cả phần cứng và phần mềm. Về phần cứng, các thiết bị có thể khác nhau về kích thước màn hình; về thiết bị nhập/xuất dữ liệu; về cổng giao tiếp với các thiết bị khác, v.v Đối với phần mềm, các thiết bị có thể khác nhau về hệ điều hành (OS – Operating System) hoặc phiên bản hệ điều hành; khác nhau về thư viện hỗ trợ lập trình (SDK – Software Development Toolkit) hay phiên bản thư viện hỗ trợ lập trình.
Những khác biệt về phần mềm dẫn đến nhiều khó khăn trong việc phát triển cùng một ứng dụng trên các loại thiết bị khác nhau. Đặc biệt, nếu việc phát triển chỉ tập trung vào mã nguồn, thì khi thay đổi thiết bị, gần như ứng dụng phải được phát triển lại từ đầu do khó tận dụng lại các sưu liệu phân tích thiết kế trong các giai đoạn sớm của quá trình xây dựng ứng dụng. Ví dụ như phát triển ứng dụng “Quản lý chi tiêu cá nhân” trên các thiết bị di động sử dụng hệ điều hành Symbian, J2ME, Windows Mobile, Android, v.v sẽ rất khác nhau do khác nhau về thư viện hỗ trợ lập trình, cơ chế gọi màn hình, cách thức và định dạng lưu trữ dữ liệu, v.v Mặt khác, những thiết bị phần cứng khác nhau thì sẽ cung cấp những cách thức giao tiếp khác nhau giữa người và máy (HCI – human – computer interaction) làm cho việc phát triển ứng dụng cho từng loại thiết bị, đặc biệt là phần giao diện, càng thêm phức tạp. Khái niệm giao tiếp được đề cập ở đây cần được hiểu rộng hơn khái niệm truyền thống WIMP (Window, Icon, Mouse, Pointer). Ví dụ một vài hình thức giao tiếp hiện đại là truyền hình internet – WebTV – Internet – enabled television; những thiết bị có platform giao tiếp 3D cùng với khả năng hỗ trợ giọng nói (3D – interactive platform with voice capability).
(Hình 1.1) minh họa một ứng dụng được phát triển trên nhiều loại thiết bị khác nhau. Các mũi tên ngụ ý sự cần thiết phát triển các phiên bản riêng cho ứng dụng trên từng môi trường khác biệt ứng với mỗi loại thiết bị.
Hình 1.1 Minh họa môi trường phát triển ứng dụng trên nhiều loại thiết bị khác nhau với Teresa XML [1]
Như vậy, có thể thấy chính sự đa dạng về phần cứng và phần mềm của các loại thiết bị đã làm gia tăng độ biến thể của ứng dụng trên nhiều loại thiết bị, do vậy làm giảm khả năng tái sử dụng sưu liệu và sản phẩm của quá trình phát triển. Chi phí phát triển các ứng dụng đa thiết bị vì thế cũng gia tăng đáng kể.
Một trong những nỗ lực chính nhằm giảm thiểu chi phí của việc phát triển các ứng dụng cho các loại thiết bị khác nhau được tập trung vào việc tối ưu hóa quá trình phát triển giao diện cho nhiều loại thiết bị. Đây là bài toán được giải quyết trong hướng nghiên cứu phát triển phần mềm giao diện – UID – User Interface Development mà chúng tôi quan tâm trong luận văn này.

MỤC LỤC

THUẬT NGỮ VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT i
MỤC LỤC ii
DANH SÁCH CÁC HÌNH .viii
DANH SÁCH CÁC BẢNG xi
Chương 1: Giới thiệu . 1
1.1. Dẫn nhập 1
1.2. Bài toán phát triển giao diện cho nhiều loại thiết bị . 3
1.2.1. Nhánh nghiên cứu Cross – platform user interfaces 3
a) Công nghệ Java . 3
b) Công nghệ .NET 4
c) Công nghệ lập trình QT & GTK 4
d) Tóm tắt các công nghệ Cross – platform 5
1.2.2. Nhánh nghiên cứu MUI 5
1.2.3. Nhận xét 6
1.3. Mục tiêu nghiên cứu . 7
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu 7
1.3.2. Giới hạn đề tài 8
a) Giới hạn platform 8
b) Giới hạn hướng tiếp cận 8
c) Kết quả nghiên cứu dự kiến . 9
Chương 2: Cơ sở lý thuyết và các hướng tiếp cận 10
2.1. Hướng tiếp cận MDD . 10
2.1.1. Các khái niệm cơ bản về mô hình . 10
a) Model 11
b) DSL . 11
c) Metamodel 12
2.1.2. Tư tưởng chính của hướng tiếp cận MDD 13
2.1.3. Các chuẩn hướng tiếp cận MDD 14
2.1.4. Hướng tiếp cận MDA . 15
a) Kiến trúc Metadata MOF . 15
b) Các góc nhìn trong MDA – MDA View Point . 16
c) Phương pháp chuyển đổi mô hình 17
c.1. Chuyển đổi mô hình thủ công 17
c.2. Chuyển đổi mô hình tự động 17
c.3. Chuyển đổi mô hình dựa trên Transformation Model . 18
d) Nhận xét 19
2.2. Hướng tiếp cận MBUID . 19
2.2.1. Phân loại mô hình mô tả UI 20
a) Phân loại mô hình mô tả UI theo mức độ trừu tượng . 20
a.1. Task model 21
a.2. AUI model . 21
a.3. CUI model . 22
a.4. FUI model 23
b) Phân loại mô hình mô tả UI theo chức năng 23
b.1. Data, domain, application model 24
b.2. Dialog, presentation model . 25
c) Liên hệ với các góc nhìn trong MDA . 26
d) Nhận xét 27
2.2.2. Quy trình phát triển MBUID 27
a) Quy trình phát triển tổng quát 27
b) Quy trình phát triển của CAMELEON Framework 28
c) Quy trình phát triển của TERESA XML 29
d) Quy trình phát triển của UsiXML 30
e) Quy trình phát triển của MANTRA . 32
f) Nhận xét 34
2.2.3. Định nghĩa và chuyển đổi mô hình trong MBUID 37
a) Task metamodel 37
b) AUI metamodel . 41
c) CUI metamodel . 45
d) Transformation metamodel 50
e) Nhận xét 53
2.3. Nhận xét . 53
Chương 3: Phương pháp luận DGUIMS 54
3.1. Giới thiệu DGUIMS . 54
3.2. Hệ thống mô hình trong DGUIMS 54
3.2.1. Phân loại mô hình trong DGUIMS . 54
3.2.2. Kiến trúc MDD trong DGUIMS . 57
3.3. Quy trình DGUIMS 59
3.3.1. Quy trình DGUIMS đầy đủ 59
3.3.2. Quy trình DGUIMS thu gọn . 61
3.4. Các metamodel được đề xuất trong DGUIMS . 62
3.4.1. AAUI metamodel . 62
3.4.2. CUI metamodel 66
3.4.3. Transformation AAUI2CUI metamodel . 70
Chương 4: Xây dựng môi trường phát triển DGUIMSE . 74
4.1. Giới thiệu 74
4.2. Các package trong DGUIMSE 76
4.2.1. Package mô hình hóa AAUI, CUI model . 76
a) Package mô hình hóa AAUI model . 76
b) Package mô hình hóa CUI model trên .NET CF 3.5 . 76
c) Package mô hình hóa CUI model trên Android 7 . 77
4.2.2. Package mô hình hóa transformation model . 77
a) Package mô hình hóa transformation model sang CUI .NET CF 3.5 78
b) Package mô hình hóa transformation model sang CUI Android 7 78
4.2.3. Package chuyển đổi giữa các mô hình 79
a) Package chuyển đổi từ AAUI sang transformation model trên .NET CF 3.5 . 79
b) Package chuyển đổi từ AAUI sang transformation model trên Android 7 80
c) Package chuyển đổi từ transformation model sang CUI trên .NET CF 3.5 80
d) Package chuyển đổi từ transformation model sang CUI trên Android 7 . 81
4.2.4. Package chuyển đổi mô hình sang mã nguồn . 81
a) Package chuyển đổi CUI model sang mã nguồn .NET CF 3.5 . 82
b) Package chuyển đổi CUI model sang mã nguồn Android 7 82
Chương 5: Case Study . 83
5.1. Bước 01 mô hình hóa AAUI model 83
5.1.1. Mô hình hóa AAUI model cho .NET CF 3.5 83
5.1.2. AAUI model cho Android 7 . 84
5.2. Bước 02 chuyển đổi AAUI model sang transformation model tương ứng . 84
5.3. Bước 03 cấu hình transformation model . 85
5.4. Bước 04 thực thi transformation model chuyển sang CUI model tương ứng 85
5.5. Bước 05 phát sinh source code giao diện FUI model từ CUI model 85
5.6. Nhận xét . 85
Chương 6: Kết luận và hướng phát triển 93
6.1. Các kết quả đạt được . 93
6.1.1. Lý thuyết 93
a) Quy trình . 93
b) Kiến trúc hướng mô hình và các mô hình 93
c) Các luật chuyển đổi . 94
6.1.2. Ứng dụng . 94
6.2. Hướng phát triển . 95
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 96
PHỤ LỤC A: Luật chuyển đổi AAUI model sang transformation model . 99
Luật chuyển đổi AAUI model sang transformation model trên .NET CF . 99
Luật chuyển đổi AAUI model sang transformation model trên Android 102
PHỤ LỤC B: Luật chuyển đổi transformation model sang CUI model 105
Luật chuyển đổi transformation model sang CUI model trên .NET CF 105
Luật chuyển đổi transformation model sang CUI model trên Android . 114
PHỤ LỤC C: Luật chuyển đổi CUI model sang mã-nguồn 121
Luật chuyển đổi CUI model trên .NET CF sang mã nguồn 121
Luật chuyển đổi CUI model trên Android sang mã nguồn . 125