Nghiên cứu phát triển ứng dụng bản đồ số trên các thiết bị trợ giúp cá nhân

CÁC TỪ VIẾT TẮTADO ActiveX Data Objects – ðối tượng truy cập dữ liệu ActiveX API Application Program Interface - Giao diện lập trình ứng dụng ATL ActiveX Template Library – Thư viện mẫ

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THS NGUYỄN TIẾN PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG BẢN ĐỒ SỐ

TRÊN CÁC THIẾT THỊ TRỢ GIÚP CÁ NHÂN

Người hướng dẫn Đặng Văn Đức

Hà Nội 2007

M Ụ C L Ụ C

CÁC TỪ VIẾT TẮT 3

M Ở ðẦU 4

CH ƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ HỆ THÔNG TIN ðỊA LÝ VÀ PDA 6

1 Giới thiệu về hệ thông tin ñịa lý 7

1.1 Khái niệm 7

1.2 Mô hình dữ liệu của hệ thống thông tin ñịa lý 9

1.3 Mô hình cơ sở dữ liệu GIS 16

2 Giới thiệu về PDA 17

2.1 Phần cứng cho PDA 19

2.2 Hệ ñiều hành và phần mềm cho PDA 21

CH ƯƠNG II CÔNG NGHỆ PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG BẢN ðỒ SỐ TRÊN PDA 25

1 Ứng dụng bản ñồ số trên PDA 26

1.1 Trên thế giới 26

1.2 Ở Việt Nam 27

2 Công nghệ phát triển ứng dụng cho các thiết bị PDA 28

2.1 Trên Palm OS 28

2.2 Trên Symbian OS 28

2.3 Trên Windows CE (Windows Mobile) 29

3 Công nghệ phát triển ứng dụng bản ñồ số trên PDA 41

3.1 Hệ thống ñịnh vì toàn cầu GPS 41

3.2 GSM/GPRS 43

3.3 Web Service 44

3.4 Mobile GIS 47

3.5 Các giải pháp phát triển ứng dụng bản ñồ số trên PDA 49

4 Một số kỹ thuật nâng cao tốc ñộ 51

4.1 Kỹ thuật nâng cao tốc ñộ hiển thị bản ñồ 51

4.2 Kỹ thuật cải thiện tốc ñộ tìm ñường ñi ngắn nhất 53

CH ƯƠNG III XÂY DỰNG ỨNG DỤNG BẢN ðỒ SỐ TRÊN PDA 56

1 Phát biểu bài toán 57

2 Khảo sát bài toán 57

3 Lựa chọn giải pháp 58

4 Phân tích, thiết kế 58

4.1 Kiến trúc hệ thống 58

4.2 Biểu ñồ phân cấp chức năng 59

4.3 Biểu ñồ luồng dữ liệu 59

4.4 Phân tích thiết kế hệ thống bằng UML 61

4.5 Thiết kế giao diện 63

4.6 Thiết kế dữ liệu bản ñồ 63

4.7 Xây dựng các chức năng 66

5 Kết quả 73

K ẾT LUẬN 76

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 77

CÁC TỪ VIẾT TẮT

ADO ActiveX Data Objects – ðối tượng truy cập dữ liệu ActiveX

API Application Program Interface - Giao diện lập trình ứng dụng

ATL ActiveX Template Library – Thư viện mẫu ActiveX

CF Compact Flash Card - 1 loại thẻ nhớ

CORBA Common Object Request Broker Architecture

CPU Central Processing Unit - ðơn vị xử lý trung tâm

CSDL Cơ sở dữ liệu

DBMS Database Management System - Hệ quản trị dữ liệu

DCOM Distributed Component Object Model – Mô hình ñối tượng thành phần

phân tán

EVC Embedded Visual C++ - Ngôn ngữ lập trình Visual C++ cho các thiết

bị nhúng

GDI Graphic Device Interface – Giao diện thiết bị ñồ họa

GPRS General Packet Radio Services - Dịch vụ vô tuyến gói chung

GPS Global Positioning System - Hệ thống ñịnh vị toàn cầu

GIS Geogaphical Information System - Hệ thống thông tin ñịa lý

HTML HyperText Markup Language – Ngôn ngữ ñánh dấu siêu văn bản

HTTP Hyper Text Transfer Protocol – Giao thức truyền siêu văn bản

LCD Liquid Crystal Display - Màn hình tinh thể lỏng

MFC Microsoft Foundation Classes – Thư viện lớp cơ sở của Microsoft

MMC Multimedia Card - 1 loại thẻ nhớ

Palm Một loại PDA dùng hệ ñiều hành PalmOS

PC Personal Computer - Máy tính cá nhân

PDA Persional Digital Assistants - Thiết bị số hỗ trợ cá nhân

PPC PocketPC – Một loại PDA dùng hệ ñiều hành Windows Mobile

SD Secure Digital Card - 1 loại thẻ nhớ

SDK Software Development Kit - Bộ công cụ phát triển phần mềm

SOAP Simple Object Access Protocol – Giao thức truy xuất ñối tượng ñơn giản

UDDI Universal Discovery Description and Integration - Chuẩn mô tả và tích

hợp tìm kiếm chung

XML eXtensible Markup Language – Ngôn ngữ ñánh dấu mở rộng

WSDL Web Service Description Languague – Ngôn ngữ mô tả dịch vụ web

M Ở ðẦ U

Trong nhiều năm gần ñây, máy vi tính phát triển rất nhanh về cả tốc ñộ xử lý,

khả năng lưu trữ, khả năng truyền tải và ñặc biệt là khả năng xử lý ñồ hoạ Các

tiến bộ ñó ñã cho phép con người xây dựng và khai thác có hiệu quả các hệ thông

tin ñịa lý (GIS – Geographical Information System)

GIS là một công cụ tin học hữu hiệu, trợ giúp cho việc tổ chức các dữ liệu phi

hình học (dữ liệu thống kê) và các dữ liệu không gian (dữ liệu bản ñồ) và gồm nhiều

thao tác trên các loại dữ liệu ñó ñể xây dựng kế hoạch dựa trên các hiện tượng xẩy

ra trong quá khứ hoặc/và hiện tại ñể ñưa ra kết quả dưới khuôn mẫu dễ hiểu Các

câu hỏi như “bệnh viện A hay trường học B ở ñâu?”, “những tỉnh nào có số dân trên

một triệu người?” phải ñược trả lời nhanh chóng ñể giúp lập kế hoạch phát triển hay

phân tích Việc khai thác có lựa chọn dữ liệu nhằm ñáp ứng các yêu cầu cho trước

như “chỉ ra các bệnh viện có trên 100 bác sĩ”, “chỉ ra ñường ñi ngắn nhất từ ñịa ñiểm A tới ñịa ñiểm B” ñược tìm kiếm từ CSDL và có khả năng tính toán nhanh

trong một khoảng thời gian mà người sử dụng có thể chấp nhận ñược

Công nghệ GIS ñã và ñang ñược phát triển và ứng dụng rộng rãi trong nhiều

ngành, lĩnh vực khác nhau trên thế giới Những năm gần ñây, ở Việt Nam, GIS ñược bắt ñầu ứng dụng trong một số lĩnh vực khác nhau như ngành ñịa chính (Bộ

Tài nguyên môi trường), nghiên cứu ñịa lý (Viện ðịa lý, Viện ðịa chất), hỗ trợ quản

lý hành chính (GIS Huế), hỗ trợ các hoạt ñộng dân số (Viện CNTT, UNFPA, Tổng

cục thống kê)

Gần ñây cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các thiết bị số trợ giúp cá nhân

(PDA), việc ứng dụng GIS trên các thiết bị này tỏ ra rất hiệu quả, ñồng thời là nhu

cầu thực tế rất cao ở các nước phát triển Một số phần mềm chuyên dụng của nước

ngoài có thể kể ñến là HandMap, MapKing… Chúng ñã ñược sử dụng trong ñiều

kiện cụ thể nhưng không phù hợp với ứng dụng tại Việt Nam Trong nước, việc

nghiên cứu về công nghệ GIS ñược bắt ñầu từ khá sớm (từ ñầu những năm 90 của

thế kỷ trước), các ñơn vị tiếp cận sớm nhất tới lĩnh vực này là Viện CNTT, Công ty

DolSoft… ðến nay ñã có nhiều viện nghiên cứu, trường ñại học và các công ty tin

học tại Việt Nam quan tâm phát triển và ứng dụng công nghệ GIS trong một vài lĩnh

vực khác nhau tại Việt Nam Ở Việt Nam, trước mắt các ứng dụng GIS trên thiết bị

di ñộng có thể áp dụng hiệu quả trong giao thông, du lịch,… tại các thành phố lớn

Khi ứng dụng bản ñồ số trên thiết bị di ñộng ñược hoàn thiện, kết hợp với công

nghệ GPS, người sử dụng có thể thực hiện các thao tác từ ñơn giản như xác ñịnh lộ

trình, ñiểm ñến của các tuyến xe buýt, ñịa chỉ khách sạn nhà hàng, ñiểm tham quan

du lịch cho ñến tìm ñường ñi ngắn nhất về khoảng cách, ñường ñi ngắn nhất về thời

gian (theo ñặc tính ñường, lưu lượng giao thông tại từng thời ñiểm) Xe hơi ñi trên ñường phố cần ñi ñến ñâu ñều ñã có hệ thống bản ñồ số chỉ dẫn với thiết bị chuyên

dụng giống như PDA cài sẵn trên các xe cộ hiện ñại Thiết bị ñó có khả năng hiển

thị tọa ñộ, cung ñường, quãng ñường, nhắc ñèn ñỏ, thậm chí cảnh báo người cầm lái

ñã ñi nhầm ñường hay ñi vào ñường một chiều

Xây dựng một phần mềm GIS là công việc lớn ñòi hỏi mất nhiều thời gian, kinh

phí ðồng thời chúng ñòi hỏi các hiểu biết rộng rãi của nhiều ngành chuyên môn

khác nhau như ðịa lý, Toán học, Công nghệ thông tin và cả các kiến thức về kinh tế,

văn hóa, xã hội, du lịch Luận văn này nghiên cứu về công nghệ phát triển ứng

dụng bản ñồ số trên các thiết bị trợ giúp cá nhân và xây dựng một ứng dụng cụ thể

có thể sử dụng trong du lịch, trước mắt là cho bản ñồ thành phố Hà Nội

Nhiệm vụ của luận văn là:

Nghiên cứu về hệ thông tin ñịa lý và công nghệ bản ñồ số

Nghiên cứu về các thiết bị số trợ giúp cá nhân

Nghiên cứu công nghệ phát triển ứng dụng bản ñồ số trên PDA

Xây dựng một ứng dụng bản ñồ số trên PDA

Nội dung của luận văn ñược trình bày theo ba chương sau:

Chương I Giới thiệu về hệ thông tin ñịa lý và các thiết bị số trợ giúp cá nhân

Chương II Giới thiệu về công nghệ phát triển ứng dụng bản ñồ số trên PDA

Chương III Phân tích, thiết kế và xây dựng một ứng dụng bản ñồ số trên PDA Phương pháp và nội dung nghiên cứu ñược sử dụng trong suốt quá trình làm luận văn là:

- Nghiên cứu lý thuyết về GIS, các mô hình dữ liệu không gian và cách thức biểu diễn chúng trên máy tính cũng như trên PDA, nghiên cứu về cách phân lớp dữ liệu bản ñồ, về mô hình cơ sở dữ liệu biểu diễn bản ñồ…

- Nghiên cứu về các thiết bị số trợ giúp cá nhân: phần cứng, hệ ñiều hành, cách thức hệ ñiều hành ñiều khiển các ứng dụng phần mềm hoạt ñộng và tương tác với các thiết bị ngoại vi

- Nghiên cứu về lý thuyết ñồ thị áp dụng trong tìm ñường ñi ngắn nhất trong bản ñồ

- Nghiên cứu về ñồ họa máy tính ñể biểu diễn các ñối tượng bản ñồ, các phương pháp tối ưu tốc ñộ hiển thị…

- Nghiên cứu, tìm hiểu về công nghệ ñịnh vị vệ tinh GPS, các công nghệ truyền thông không dây: GSM/GPRS, Wifi, WiMax…

- Nghiên cứu về các công nghệ phát triển ứng dụng bản ñồ số di ñộng: Mobile GIS, Dịch vụ Web…

- Nghiên cứu lý thuyết về ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất UML ñể phân

tích thiết kế hệ thống

phát triển ứng dụng Visual Studio 2005

CH ƯƠ NG I

GI Ớ I THI Ệ U V Ề H Ệ THÔNG TIN ðỊ A LÝ VÀ PDA

Chương này sẽ trình bày về các vấn ñề sau:

1 Giới thiệu về hệ thông tin ñịa lý

o Giới thiệu về khái niệm GIS và các thành phần cơ bản của GIS

o Hai mô hình dữ liệu ñược sử dụng rộng rãi nhất trong GIS

 Mô hình dữ liệu raster

 Mô hình dữ liệu véc tơ

o So sánh, ñánh giá hai mô hình raster và vector

o Mô hình cơ sở dữ liệu GIS

2 Giới thiệu về PDA

o Phần cứng

o Phần mềm

o Hệ ñiều hành

1 Gi
i thi  u v  h  thông tin ñ a lý

1.1 Khái niệm

Hệ thông tin ñịa lý (GIS - Geographical Information System) ñược hiểu như một

hình thức ñặc biệt của hệ thống thông tin áp dụng cho dữ liệu ñịa lý Hệ thống thông

tin ñó là tập các tiến trình xử lý các dữ liệu thô ñể phát sinh ra các thông tin trợ giúp

lập quyết ñịnh Có rất nhiều ñịnh nghĩa GIS ñã ñược xây dựng nhưng dưới ñây là

một ñịnh nghĩa ñược coi là chính xác, dễ hiểu và ñược chấp nhận rộng rãi nhất:

“GIS ñược xem như là một hệ thống của phần cứng, phần mềm và các thủ tục ñược thiết kế ñể trợ giúp thu thập, quản lý, xử lý, phân tích, mô hình hoá và hiển thị các dữ liệu qui chiếu không gian ñể giải quyết các vấn ñề phức tạp trong quản lý và lập kế hoạch” (NCGIA Core Curiculum, 1989)

Theo ñịnh nghĩa này thì khi xây dựng một hệ thống thông tin như GIS thì phải

quan tâm ñến một dải rộng từ phần cứng tới phần mềm của tin học, các vấn ñề liên

quan ñến ñịa lý, bản ñồ, các vấn ñề thống kê, các vấn ñề hình học và lý thuyết ñồ thị

của toán học, v v Như vậy GIS không chỉ ñơn giản là hệ thống máy tính ñể lập

bản ñồ theo nhiều kích cỡ, nhiều màu hay các phép chiếu khác nhau mà còn là một

công cụ phân tích hữu hiệu ðặc ñiểm quan trọng của GIS cho phép con người nhận

ra ñược mối quan hệ không gian giữa các ñặc trưng của bản ñồ

Thiết bị phần cứng

Thiết bị phần cứng tối thiểu phải bao gồm: máy tính, bàn số hóa, tủ băng từ,

thiết bị ñầu ra (máy in, máy vẽ), trạm làm việc (hiển thị)

Thiết bị số hóa: Sử dụng ñể chuyển ñổi các hình ảnh bản ñồ sang dạng số hóa,

như là bàn số hóa (Digitizer) hoặc máy quét ảnh (Scanner), tuy nhiên các máy quét ảnh không tạo ra cơ sở dữ liệu bản ñồ mà chỉ tạo ra dữ liệu Raster và nó có thể ñược

vector hóa theo mục ñích yêu cầu của hệ thông tin ñịa lý

ðầu ñọc, ñĩa mềm, CD-ROM: do dữ liệu thông tin ñịa lý là một khối lượng rất

lớn bao gồm dữ liệu không gian và phi không gian nên việc lưu trữ, cập nhật…

Trạm xử lý: Xử lý, kiểm soát thông tin vào ra, chuẩn hóa cơ sở dữ liệu, cập nhật

cơ sở dữ liệu cho máy chủ

Máy chủ: Kiểm soát sự truy cập của người sử dụng, quản lý file, quản lý cơ sở

dữ liệu, thao tác ñồ họa và toàn bộ môi trường tính toán

Thiết bị in: Dùng ñể in ấn các văn bản báo cáo của các loại bản ñồ khác nhau tùy

nhu cầu người sử dụng

Băng từ: Dùng ñể trao ñổi dữ liệu với các hệ thống khác, thực hiện chức năng

sao chép dữ liệu

Phần mềm

Các thành phần của phần mềm nói chung gồm 5 nhóm chức năng cơ bản sau:

- Nhóm chức năng nhập và hiệu chỉnh các dữ liệu

- Bảo quản dữ liệu và quản lý cơ sở dữ liệu

- In và trình bày dữ liệu

- Chuyển ñổi dữ liệu (bảo quản, sử dụng và phân tích)

- Giao diện, ñối thoại với người sử dụng

Cơ sở dữ liệu ñịa lý

Cơ sở dữ liệu ñịa lý bao gồm 2 nhóm tách biệt: Nhóm thông tin không gian và

nhóm thông tin thuộc tính Nhóm thông tin không gian bao gồm thông tin về vị trí

Topo (cấu trúc quan hệ) Nhóm thông tin thuộc tính ñược ñịnh nghĩa như là một tập

hợp các giá trị thuộc tính và quan hệ giữa chúng

Cơ sở dữ liệu ñịa lý là trừu tượng hay ñơn giản hoá thế giới thực Các công cụ

phân tích trong GIS ñược sử dụng ñể xây dựng các mô hình không gian Mô hình ñược cấu trúc như tập các quy tắc hay thủ tục ñể suy diễn các thông tin mới ñể phân

tích hay lập kế hoạch Mô hình hoá ñòi hỏi các công cụ có sẵn trong hệ thống GIS

Vì vậy GIS cần phải cung cấp một tập hợp rộng lớn các công cụ ñể thực hiện phân

tích trên cơ sở dữ liệu không gian

Trong hệ thống GIS, các phép phân tích không gian bao gồm phân tích cận, phủ,

các phép tính ñường biên, phân tích bề mặt, phân tích mạng lưới, phân tích trên cơ

sở ñiểm ảnh (pixel) Các hình thức khác nhau của phân tích ñòi hỏi các phép toán

kết nối quan hệ và không gian cũng như các phép tính logic khác nhau

1.2 Mô hình dữ liệu của hệ thống thông tin ñịa lý

ðể thực hiện ñược các yêu cầu ñặt ra của một hệ thống GIS cần phải có cấu trúc

dữ liệu phù hợp cho hệ thống Chúng sẽ ñược xem xét sau ñây:

ðộ phức tạp của thế giới thực là không giới hạn Càng quan sát thế giới gần hơn

càng thấy ñược chi tiết hơn Nhưng như vậy sẽ dẫn ñến phải có cơ sở dữ liệu lớn vô

hạn ñể lưu trữ các thông tin chính xác từ thế giới thực ðể lưu trữ ñược dữ liệu

không gian của thế giới thực vào máy tính thì phải giảm số lượng dữ liệu ñến mức

có thể quản lý ñược bằng tiến trình ñơn giản hay trừu tượng Các ñặc trưng ñịa lý

phải ñược biểu diễn bởi các thành phần rời rạc hay các ñối tượng Các quy tắc dùng

ñể chuyển các ñặc trưng ñịa lý sang các ñối tượng ñược gọi là mô hình dữ liệu Các

hệ thống GIS phân biệt khác nhau theo cách mô hình hóa thế giới thực thông qua

các mô hình dữ liệu của chúng Hai mô hình dữ liệu ñang ñược sử dụng rộng rãi

nhất cho GIS ñể lưu trữ các ñối tượng không gian là mô hình raster và mô hình

vector (hình 1.3)

a. Mô hình dữ liệu raster

Mô hình raster chia toàn bộ vùng nghiên cứu thành các lưới tế bào ñều ñặn theo

trình tự riêng Theo qui ñịnh thì lưới ñược ñánh thứ tự theo trình tự từng hàng từ

góc trên trái Mỗi tế bào chứa một giá trị Mỗi vị trí trong vùng nghiên cứu tương

Mô hình hóa

ñương ứng với một tế bào Tập các tế bào và các giá trị liên quan ñược gọi là lớp

Trong cơ sở dữ liệu có thể có nhiều lớp như loại ñất, ao, hồ, sông, ñường… Mô

hình này cho người sử dụng biết cái gì xảy ra ở mọi nơi, mọi vị trí trên vùng nghiên

cứu

ðộ phân giải dữ liệu Raster phụ thuộc vào kích thước của tế bào hay ñiểm ảnh;

chúng khác nhau từ vài chục deximet ñến vài kilomet Tiến trình xây dựng lưới tế

bào ñược mô tả như sau:

Giả sử phủ một lưới trên bản ñồ gốc, dữ liệu Raster ñược lập bằng cách mã hoá

mỗi tế bào bằng một giá trị dựa theo các ñặc trưng trên bản ñồ như trên hình 1.3

Trong thí dụ này, ñặc trưng “ñường” ñược mã hoá là 2, ñặc trưng “ñiểm” ñược mã

hoá là 1 còn ñặc trưng “vùng” ñược mã hoá là 3 Kiểu dữ liệu của tế bào trong lưới

phụ thuộc vào thực thể ñược mã hoá; ta có thể sử dụng số nguyên, số thực, ký tự

hay tổ hợp chúng ñể làm giá trị ðộ chính xác của mô hình này phụ thuộc vào kích

thước hay ñộ phân giải của các tế bào lưới (hình 1.4) Một ñiểm có thể là một tế bào,

một ñường là vài tế bào kề nhau, một vùng là tập hợp nhiều tế bào Mỗi ñặc trưng là

tập tế bào ñánh số như nhau (có cùng giá trị)

Ưu ñiểm chính của mô hình này là ñơn giản Lưới là một bộ phận của bản ñồ ñã ñược sử dụng ñể kiến tạo thông tin ñịa lý Khi các số liệu ñầu vào là các ảnh vệ tinh

hay từ máy quét thì chúng lại có ngay khuôn mẫu lưới, chúng phù hợp cho mô hình

dữ liệu này Sử dụng mô hình dữ liệu raster dựa trên cơ sở lưới thì các phép phân

tích dữ liệu trở nên dễ dàng hơn ðặc biệt thuận lợi cho các hệ thống GIS nhằm chủ

yếu vào việc phân tích các biến ñổi liên tục trên bề mặt trái ñất ñể quản lý tài

nguyên thiên nhiên và môi trường

Hình 1.4 Mô hình dữ liệu raster

ðiểm yếu nhất của mô hình dữ liệu raster là phải xử lý khối dữ liệu rất lớn Nếu

ñộ phân giải của lưới càng thấp thì các thực thể trên bản ñồ càng có nguy cơ bị mất

ñi (hình 1.5) Trường hợp ngược lại thì phải lưu trữ một khối lượng lớn thông tin

trong cơ sở dữ liệu Với kiến trúc này, việc co dãn bản ñồ, biến ñổi các phép

chiếu… sẽ chiếm rất nhiều thời gian Việc thiết lập các mạng lưới của các ñặc trưng

như ñường giao thông, hệ thống thuỷ lợi… rất khó khăn

Như vậy, mô hình dữ liệu raster ñịnh hướng vào phân tích (analysis), không ñịnh hướng cho cơ sở dữ liệu Trong thực tế có một số hệ thống GIS sử dụng mô

hình dữ liệu này song không nhiều (ví dụ như IDRISI, Google Map, Virtual Earth)

b. Mô hình dữ liệu véc tơ

Mô hình dữ liệu véc tơ dựa trên cơ sở các véc tơ hay toạ ñộ của ñiểm trong một

hệ trục toạ ñộ nào ñó ðiểm là thành phần sơ cấp của dữ liệu ñịa lý ở mô hình này

Các ñiểm ñược nối với nhau bằng ñoạn thẳng hay các ñường cong ñể tạo các ñối

tượng khác nhau như ñối tượng ñường hay vùng Như vậy mô hình dữ liệu véc tơ sử

dụng các ñoạn thẳng hay ñiểm rời rạc ñể nhận biết các vị trí của thế giới thực

Hình 1.5 Sự ảnh hưởng của lựa chọn kích thước tế bào

Trong cơ sở dữ liệu không gian, các thực thể của thế giới thực ñược biểu diễn

dưới dạng số bằng một kiểu ñối tượng không gian tương ứng Dựa trên kích thước

không gian của ñối tượng mà US National Standard for Digital Cartographic

Databases (DCDSTF, 1988) ñã chuẩn hoá các loại ñối tượng này như sau:

0-D ðối tượng có vị trí nhưng không có ñộ dài (ñối tượng ñiểm)

1-D ðối tượng có ñộ dài (ñường) tạo từ hai hay nhiều ñối tượng 0-D

2-D ðối tượng có ñộ dài và ñộ rộng (vùng) ñược bao quanh bởi ít nhất 3 ñối

tượng ñoạn thẳng (1-D)

3-D ðối tượng có ñộ dài, ñộ rộng, chiều cao hay ñộ sâu (hình khối) ñược bọc

bởi ít nhất 2 ñối tượng 2-D

Loại thực thể sơ ñẳng ñược sử dụng phụ thuộc vào tỷ lệ quan sát hay mức ñộ

khái quát Với tỷ lệ nhỏ thì thành phố ñược biểu diễn bằng ñiểm, còn ñường ñi và

sông ngòi ñược biểu diễn bằng ñường Khi tăng tỷ lệ biểu diễn thì phải quan tâm ñến tính chất vùng của hiện tượng Với tỷ lệ trung bình thì thành phố ñược biểu diễn

bằng vùng, có ñường ranh giới Với tỷ lệ lớn thì thành phố ñược biểu diễn bởi tập

các thực thể ñể tạo nên các ngôi nhà, ñường phố, công viên và các hiện tượng vật

lý, hành chính khác

Hình 1.6 Các thành phần hình học cơ sở trong mô hình vector

Biểu diễn ñồ họa Biểu diễn trong máy tính Thành

phần

Hình 1.7 ựã ựơn giản hoá thế giới thực ựể có các ựặc trưng quản lý ựược bằng

máy tắnh đó là sông ngòi, ựường biên hành chắnh, vị trắ của các tiện ắch như bệnh

việnẦ Các thực thể này ựược trừu tượng thành các lớp ựộc lập như lớp ựường giao

thông, lớp ựường biên hành chắnh, lớp các tiện ắch Chỉ bằng tọa ựộ của các ựiểm và

các ựoạn thẳng nối giữa chúng cũng có thể biểu diễn ựược các thực thể của thế giới

thực

Mô hình dữ liệu véc tơ cho phép nhiều thao tác hơn trên các ựối tượng so với mô

hình raster Việc ựo diện tắch, khoảng cách của các ựối tượng ựược thực hiện bằng

các tắnh toán hình học từ các toạ ựộ của các ựối tượng thay vì việc ựếm các tế bào

của mô hình raster Rất nhiều thao tác trong mô hình này chắnh xác hơn Tắnh diện

tắch trên cơ sở ựa giác trên mặt cầu sẽ chắnh xác hơn việc ựếm các pixel trên bản ựồ

có các phép chiếu khác nhau Tương tự với việc tắnh chu vi của một vùng Một số

thao tác ở mô hình này thực hiện nhanh hơn như tìm ựường ựi trong mạng lưới giao

thông hay hệ thống thuỷ lợiẦ Một số thao tác khác có chậm hơn như nạp chồng các

lớp, các thao tác với vùng ựệm

Mô hình dữ liệu véc tơ ựịnh hướng ựến các hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu

Chúng có ưu việt trong việc lưu trữ số liệu bản ựồ bởi vì chúng chỉ lưu các ựường

biên của các ựặc trưng, không cần lưu toàn bộ vùng của chúng Bởi vì các thành

phần ựồ hoạ biểu diễn các ựặc trưng của bản ựồ liên kết trực tiếp với các thuộc tắnh

của sơ sở dữ liệu, người sử dụng có thể tìm kiếm, truy vấn và hiển thị các thông tin

một cách dễ dàng

Tr ục X

Sông

đường biên hành chắnh

Các l ớp

b ản ựồ Sông

Hình 1.7 Trừu tượng thực thể của thế giới thực theo mô hình vector

Hình 1.8 Các ựối tượng của bản ựồ trong cơ sở dữ liệu ựịa lý

Các ựối tượng trong cơ sở dữ liệu không gian là các biểu diễn thực thể thế giới

thực cùng với các thuộc tắnh liên quan Sức mạnh của hệ thống GIS là ở chỗ chúng

trợ giúp việc tìm kiếm các thực thể trong một ngữ cảnh ựịa lý và khảo sát các quan

hệ giữa chúng Như vậy, cơ sở dữ liệu GIS không chỉ ựơn thuần là tập hợp của các ựối tượng và các thuộc tắnh

để tạo ựược các thực thể ựường giao thông và các ựơn vị hành chắnh từ các ựối

tượng ựiểm và ựường như trên hình 1.8 thì phải tạo lập topology hay thiết lập cấu

trúc dữ liệu topology cho các dữ liệu

Xây dựng topology là thiết lập, mã hoá các quan hệ giữa các ựiểm, các ựoạn

thẳng và các vùng (các ựối tượng) ựể tạo ra các thực thể đó là xây dựng quan hệ

không gian giữa các mối liên kết của các ựối tượng trong một lớp Quan hệ này ựược xây dựng từ những thành phần ựơn giản nhất ựến các thành phần phức tạp hơn,

từ các ựiểm nút, xâu ựoạn thẳng và cuối cùng là các ựa giác Topology trợ giúp một

cách thuận tiện cho các thao tác phân tắch và tìm ựường trong mạng lưới của dữ liệu

trong cơ sở dữ liệu

Phương pháp tiếp cận quan hệ ựịa lý là trừu tượng hoá các thông tin ựịa lý thành

các lớp ựộc lập, mỗi lớp biểu diễn một tập có lựa chọn các ựặc trưng ựịa lý liên

quan chặt chẽ Nhờ có cách tiếp cận này người sử dụng có thể tổ hợp các ựặc trưng

trong mô hình dữ liệu một cách nhanh chóng và mềm dẻo ựể tạo ra các tập ựặc

trưng phức tạp hơn ựể biểu diễn ựược quan hệ phức tạp của thế giới thực

c. So sánh, ựánh giá hai mô hình dữ liệu raster và vector

1 đường sắt đang hoạt ựộng

2 đường bộ Tr ải nhựa

- Cấu trúc ñơn giản

- Dễ dàng sử dụng các phép toán chồng xếp và các phép toán xử lý ảnh

viễn thám

- Dễ dàng thực hiện nhiều phép toán phân tích khác nhau

- Bài toán mô phỏng là có thể thực hiện ñược do ñơn vị không gian là

giống nhau (cell)

- Kỹ thuật rẻ tiền và có thể phát triển mạnh

Nhược ñiểm:

- Dung lượng dữ liệu lớn

- ðộ chính xác có thể giảm nếu sử dụng không hợp lý kích thước cell

- Bản ñồ hiển thị không ñẹp

- Các bài toán mạng rất khó thực hiện

- Khối lượng tính toán ñể biến ñổi tọa ñộ là rất lớn

- Các quan hệ topo ñược xác ñịnh thuận tiện trong phân tích, tìm ñường…

- Khả năng sửa chữa, bổ sung, thay ñổi các dữ liệu hình học cũng như

thuộc tính nhanh, tiện lợi

Từ các mô hình dữ liệu trên cho ta thấy có ba loại dữ liệu chính trong hệ thống

GIS cần phải ñược lưu trữ, ñó là dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc tính và các quan

hệ Một vài dữ liệu như thuộc tính, quan hệ có thể thích hợp với một mô hình cơ sở

dữ liệu nào ñó còn một vài dữ liệu khác lại phải thâm nhập trực tiếp vì chúng không

thích hợp cho bất kỳ mô hình nào Sau ñây là một số mô hình cơ sở dữ liệu ñã ñược

công bố và ñang ñược sử dụng vào thiết kế các hệ thống tin học

a. Mô hình phân cấp

ðây là mô hình ñơn giản nhất, chúng bao gồm một tập các “kiểu” bản ghi và tập

các liên kết ñể nối toàn bộ các kiểu bản ghi trong sơ ñồ cấu trúc dữ liệu dạng cây

Một số kiểu dữ liệu ñịa lý phù hợp với cấu trúc này (ví dụ: số liệu ñiều tra dân số

theo ñịa phương) Vì là cấu trúc dạng cây, cho nên mô hình này không ñược mềm

dẻo Không thể ñịnh nghĩa mối liên kết mới một khi cây ñã ñược xác ñịnh Chỉ có

quan hệ ñịa lý sau ñây là có thể mã hoá dễ dàng trong mô hình này: “ñược chứa ở”

hoặc “thuộc về” Mô hình này ngày nay ít ñược sử dụng

b. Mô hình mạng

Mô hình này dựa trên ý niệm của quan hệ liên kết m:n Một bản ghi chủ có thể

có nhiều bản ghi thành phần, ñồng thời một bản ghi thành phần cũng có thể có

nhiều bản ghi chủ Chúng trợ giúp thuận tiện cho việc ứng dụng một cấu trúc dữ

liệu mạnh trong máy tính là danh sách kết nối Mô hình mạng mềm dẻo hơn mô

hình phân cấp trong việc quản lý các quan hệ không gian phức tạp Hạn chế của

chúng không cho phép liên kết các bản ghi cùng loại

c. Mô hình quan hệ

Mô hình quan hệ mềm dẻo hơn các mô hình vừa ñược trình bày trên Mỗi bản

ghi có một tập các thuộc tính Các bản ghi của mỗi kiểu hình thành bảng hay quan

hệ Quan hệ là bảng các bản ghi chứ không phải là liên kết giữa các bản ghi Tổng

số thuộc tính trong bảng là ñộ quan hệ Mỗi bảng ñược lưu trữ trong một tệp Hiện

nay các công cụ quản trị dữ liệu theo mô hình quan hệ ñang chiếm ưu thế trên thị

trường

2 Gi
i thi  u v  PDA

PDA −−−− Personal digital assistants là thiết bị số hỗ trợ cá nhân hay còn gọi là

máy tính cầm tay Ban ñầu PDA ñược sử dụng ñể quản lý những thông tin cá nhân,

ghi chép, danh bạ, lên lịch làm việc Các PDA hiện nay có thể còn ñược sử dụng ñể ñọc sách, nghe nhạc, xem phim, chơi trò chơi, tra từ ñiển, truy cập internet…

PDA có thể khởi ñộng gần như ngay lập tức, không phải mất hàng phút như máy

tính xách tay, thời gian sử dụng có thể ñến hàng tuần mà không cần phải nạp ñiện

hay thay pin và có thể dùng mọi nơi, mọi lúc

PDA thường có màn hình tinh thể lỏng cho phép dùng bút ñể viết, vẽ trực tiếp

lên màn hình, có khả năng nhận dạng chữ như khi viết trực tiếp trên giấy PDA

thường có cổng hồng ngoại, cổng nối tiếp hoặc USB cho phép giao tiếp dễ dàng với

PC hay các thiết bị có cổng hồng ngoại khác như ñiện thoại di ñộng, TV… PDA hỗ

trợ mạng TCP/IP, cho phép nhận e-mail, duyệt web, gửi nhận fax thông qua modem

gắn ngoài hay trực tiếp thông qua ñiện thoại di ñộng PDA cũng có thể ñược nối với

các thiết bị khác như máy ảnh số, máy quét mã vạch hay thiết bị ñịnh vị vệ tinh

(GPS) cho phép lấy và lưu trữ tọa ñộ hiện hành trên bản ñồ và kho dữ liệu trên máy

PDA Thông thường PDA có từ 8M-32M Flash RAM PDA không có ổ cứng, hệ ñiều hành ñược nạp cứng trong ROM, dữ liệu ñược lưu trữ trong RAM, khi cần có

thể mở rộng thông qua thẻ nhớ như SD Card, Compact Flash hoặc Memory Stick

(có thể lên ñến vài GB) ðây là những loại thẻ nhớ ñược sử dụng phổ biến cả trong

các máy ảnh số và ñiện thoại di ñộng

PDA hiện ñang phát triển với tốc ñộ như vũ bão PDA ngày càng trở thành vật

dụng không thể thiếu của các doanh nhân, cán bộ nghiên cứu và cả ñối với các ñối

tượng phổ thông PDA thiếu nhiều tính năng của một máy tính hoàn chỉnh nhưng lại

có nhiều ưu ñiểm hơn ñó là nhỏ gọn, ñặt vừa trong lòng bàn tay, trong túi áo

PDA thường chia làm 2 dòng chính là Palm và Pocket PC ðây là cách phân loại

dựa trên hệ ñiều hành của máy sử dụng Các tính năng hiện ñại của PDA ngày nay

làm cho việc phân loại khá khó khăn và gây nhiều bàn cãi

a Pocket PC: là loại máy sử dụng hệ ñiều hành Windows Mobile của

Microsoft ðại diện cho Pocket PC là các dòng máy iPAQ của HP, ngoài ra

còn có các loại máy của hãng O2 có tính năng ñiện thoại

b Palm: là loại máy sử dụng hệ ñiều hành Palm OS của Palm, Inc., ðại diện là

Tréo 650 sử dụng hệ ñiều hành Palm OS 5.4 có tính năng ñiện thoại hay

Tungsten T5 không có ñiện thoại sử dụng hệ ñiều hành Palm OS 5.2

Ngoài ra còn một số loại máy sử dụng các hệ ñiều hành khác như BlackBerryOS

(BlackBerry), MacOS (iPhone), Linux (Motorola E680) hay SymbianOS (P910i, Nokia N-series)…

Hình 1.9 Hai lo ại PDA phổ biến

2.1 Phần cứng cho PDA

Hình 1.10 Cấu tạo cơ bản của PDA

a Bộ vi xử lý

Có nhiều loại chip: Intel, Samsung, T1 OMAP , tuy nhiên hiện nay chủ yếu

nhất là dòng Intel XScale mà thế hệ mới nhất là PXA27x, cho tốc ñộ xử lý lên tới

624MHz, ñiều mà cách ñây 10 năm là một ước mơ ñối với người dùng PC

b Màn hình

Với tính chất ñặc biệt nhỏ gọn của PDA, màn

hình của nó ñược sinh ra ñể ñảm nhiệm luôn hai chức

năng là vào và ra, tức là chức năng hiển thị và nhập

liệu, ñể làm ñược ñiều ñó, màn hình PDA ñược thiết

kế là loại màn hình tinh thể lỏng LCD, có cảm ứng,

cảm nhận trực tiếp trên bề mặt, thông qua ñó người ta

có thể ñiều khiển và nhập liệu Màn hình PDA chịu

ñược môi trường rung và va ñập, màu sắc và ánh

sáng trung thực tiêu tốn ít năng lượng Hiện có hai

công nghệ sản xuất màn hình: công nghệ chiếu sáng

nền cho phép người dùng dễ dàng quan sát các ứng dụng trên màn hình, nhưng hoạt

ñộng tốn pin; và công nghệ màn hình phản chiếu, dù vẫn có chiếu sáng nền nhưng

máy chỉ hoạt ñộng tốt khi ở ngoài trời hoặc những nơi ñủ sáng ðộ phân giải màn

Hình 1.11 Màn hình PDA

hình của PDA nhìn chung ở mức QVGA (240x320 pixels) và một số loại mới là

VGA (640x480 pixels) Với kích thước hiện nay thì các dòng PDA thường có màn

hình cỡ từ 2.8 inch ñến 4 inch, trong ñó loại thông dụng nhất là 3.5 inch

c Pin

ða phần các PDA hiện nay sử dụng Pin lithium-ion có khả năng nạp lại, năng lượng trung bình thường khoảng 1000-1500mAh Với pin này, người dùng có thể sử dụng PDA liên tục trong vòng 8-10 tiếng ở chế ñộ chiếu sáng nền trung bình

d Bộ nhớ

Bộ nhớ của PPC ñược chia làm hai phần chính

• Bộ nhớ ROM

Phần này lại thường ñược chia thành hai phần, một phần không cho phép người

dùng truy cập (thường gọi là internal ROM), sử dụng ñể chứa hệ ñiều hành, phần

này thường chỉ có thể thay ñổi tại nhà máy, tuy nhiên hiện nay một số dòng PPC

thông dụng ñã thường xuyên có các phiên bản nâng cấp của HðH, cho phép dùng

phần mềm trên PC ñể thực hiện việc này Phần ROM còn lại ñược thiết kế dành cho

người sử dụng (thường gọi là File Store), thuật ngữ ROM (Read Only Memory)

dùng ñể chỉ bộ nhớ chỉ ñọc, tuy nhiên với công nghệ hiện nay, các loại bộ nhớ

ROM dạng Flash cho phép ñọc và ghi lại nhiều lần ñã ñược sử dụng rộng rãi, vì vậy

phần bộ nhớ này ñược sử dụng như một ổ cứng bên trong PPC, có thể lưu trữ dữ

liệu và cài ñặt thêm các phần mềm ứng dụng trên ñó Theo xu hướng hiện nay thì

phần bộ nhớ này ñang ñược tăng dần dung lượng, ñiển hình là các PPC của HP ñã

có phần bộ nhớ này lên tới gần 100MB, ñiều này báo hiệu tương lai của một PPC có

khả năng hoạt ñộng và cấu trúc như PC với “ổ cứng” và RAM theo ñúng chức năng

vốn có của chúng trên PC vậy Tất cả các dữ liệu trên phần bộ nhớ ROM nói trên ñều không mất ñi khi máy hết sạch pin!

• Bộ nhớ RAM

ðây là loại bộ nhớ có tốc ñộ truy cập cực nhanh, là nơi chính ñể lưu trữ dữ liệu

và cài ñặt các phần mềm ứng dụng, thường ñược gọi là bộ nhớ chính (Main

Memory), do tốc ñộ truy xuất lớn cho nên các phần mềm cài trên bộ nhớ RAM

thường chạy nhanh và trơn tru hơn rất nhiều so với các phần mềm cài trên File

Store, tuy nhiên tất cả các dữ liệu trên RAM sẽ mất hoàn toàn khi máy hết sạch pin,

khi ñó máy sẽ trở về trạng thái ban ñầu khi mới xuất xưởng và chỉ còn duy nhất hệ ñiều hành và các dữ liệu ñã lưu trữ trên File Store (Với những hệ ñiều hành mới

như Windows Mobile 5.0 hay 6.0, hạn chế này ñã ñược giải quyết) Có một số phần

mềm, ñặc biệt là những phần mềm liên quan ñến quản lý hệ thống bắt buộc phải cài

trên RAM

• Bộ nhớ mở rộng

Tùy từng loại máy mà có thể có các khe cắm thẻ nhớ mở rộng, phổ biến là hai

loại thẻ SD (Secure Disk) và CF (Compact Flash), khi cắm các loại thẻ này vào thì

nó ñược sử dụng với vai trò y hệt như phần File Store, nghĩa là có thể lưu trữ dữ

liệu và cài ñặt các phần mềm Trong hai loại thẻ trên thì thẻ SD có kích thước nhỏ

hơn rất nhiều so với thẻ CF và thường có tốc ñộ lớn hơn, vì vậy giá thành của thẻ

SD thường cao hơn, bù lại khe cắm thẻ CF có thể hỗ trợ nhiều loại card chức năng

khác như Modem, Lan card, GPS card… và thẻ CF có thể hỗ trợ thẻ có dung lượng

lớn hơn rất nhiều so với thẻ SD, tuy nhiên hiện này ranh giới về chức năng và khả

năng của hai loại thẻ này ñang dần tiến tới một ñiểm chung

e Các thiết bị ngoại vi, phụ kiện

Việc nhập liệu cho PDA ñược thực hiện nhờ bút ñiện tử và màn hình cảm ứng

của PDA Người sử dụng dùng bút ñiện tử viết trực tiếp lên màn hình và PDA sẽ

nhận dạng và chuyển thành văn bản hoặc lưu trữ chúng giống như các cuốn sổ tay ñiện tử Công nghệ Graffiti ñược ứng dụng rộng rãi trong các phần mềm này Công

nghệ nhận dạng chữ viết tay cho tiếng Anh khá tốt ðối với tiếng Việt, hiện mới chỉ

hỗ trợ bàn phím ảo ñể nhập liệu Việc nhận dạng ñang ñược nghiên cứu và phát triển

bởi phòng nhận dạng và Công nghệ tri thức, Viện CNTT Ngoài ra một số loại PDA còn ñược hỗ trợ bàn phím ngoài hoặc người dùng có thể giao tiếp với PDA qua cable, Bluetooth hoặc Wifi

Phụ thuộc vào các hãng sản xuất và model, hiện tại hầu hết các PDA ñều có thể

kết nối với nhau hoặc với PC qua cổng USB, hồng ngoại, Bluetooth hoặc Wifi Wifi

và Bluetooth sẽ là giao tiếp chuẩn cho PDA Hai cách kết nối không dây (wireless) này ñang ngày càng khiến các thiết bị cầm tay trở nên hấp dẫn Với băng thông của Bluetooth là 752Kbps, Wifi chuẩn b là 11Mbs và khoảng cách kết nối giữa các thiết

bị lên ñến 40m, chúng ta có thể giao tiếp trao ñổi dữ liệu dễ dàng; ñặc biệt khi có một router không dây kết nối với internet, các thiết bị cầm tay có hỗ trợ wireless có thể truy cập internet như những PC bình thường

Ngoài ra, các PDA còn có thể ñược cung cấp các thiết bị phụ trợ như ñịnh vị toàn cầu (GPS), máy quét, máy in, bàn phím, loa

2.2 Hệñiều hành và phần mềm cho PDA

Phần này sẽ mô tả 3 hệ ñiều hành tiêu biểu nhất dành cho PDA, ñó là:

• Windows Mobile (ñược phát triển bởi Microsoft, Inc nhằm mục ñích trở

thành một hệ ñiều hành cho các thiết bị Pocket PC

• Palm OS: ban ñầu ñược phát triển cho các thiết bị cầm tay ñược sản xuất

bởi Palm Computing, Inc Hiện tại nó ñược một số nhà sản xuất công

nghiệp lớn chấp nhận

• Symbial OS: là hệ ñiều hành mở ñược phát triển bởi liên hiệp các nhà

phát triển chủ chốt cho các thiết bị cầm tay và di ñộng

Với một hệ ñiều hành PDA cần có một số ñiểm sau:

 Các tiến trình tự mồi (bootstrap) nhanh

 Phản hồi ngay về việc chuyển từ một ứng dụng sang một ứng dụng khác

 Các thao tác ñồng bộ hoá/sao lưu hiệu quả

Các yêu cầu ñược ñáp ứng tốt nhất bằng việc sử dụng các hệ ñiều hành thời gian

thực (RTOS), cung cấp các phương tiện cho các phản hồi nhanh và hiệu quả, cần

thiết cho việc chạy trên các PDA

Nói chung, các hệ ñiều hành thời gian thực cần ñáp ứng các yêu cầu:

1 ða tác vụ

2 Xử lý các luồng (thread) theo mức ñộ ưu tiên

3 Có một số lượng ñủ các mức ngắt

Các hệ ñiều hành thời gian thực thường ñược yêu cầu trong các hệ ñiều hành

nhúng nhỏ, ñược ñóng gói như là một phần của các thiết bị siêu nhỏ

(microdevices)

Một ñiều rất quan trọng là cần phân biệt giữa một hệ thống thời gian thực và

một hệ ñiều hành thời gian thực (RTOS) Hệ thống thời gian thực bao gồm tất cả

các phần tử - phần cứng, hệ ñiều hành và các trình ứng dụng - những thứ ñược yêu

cầu ñể ñáp ứng các yêu cầu hệ thống RTOS chỉ là một phần tử của một hệ thống

thời gian thực hoàn chỉnh và phải ñảm nhận ñầy ñủ các chức năng ñể cho phép

toàn bộ hệ thống thời gian thực ñáp ứng ñược các yêu cầu của nó

a Windows Mobile (Windows CE)

Pocket PC là PDA sử dụng Windows Mobile - sản phẩm ñộc

quyền của Microsoft Có thể xem hệ ñiều hành này là phiên

bản thu nhỏ hệ ñiều hành Windows sử dụng cho máy vi tính

Vì thế hầu hết người sử dụng khi dùng Pocket PC, họ sẽ cảm

thấy vô cùng quen thuộc Cũng là các cửa sổ Windows, cũng

là nút Start ñể ra Menu, cũng là Word, Excel, Power

Point và Internet Explorer… ðây là ưu thế của Pocket PC

so với Palm Hiện tại, Windows Mobile cũ nhất còn ñược

sử dụng là Windows Mobile 2002; tiếp theo là Windows

Mobile 2003 với khả năng hỗ trợ multimedia cao hơn;

Windows Mobile 2003 Second Edition là phiên bản hệ

ñiều hành ñã ñược phổ biết rất rộng, với khả năng hỗ trợ

xoay ngang màn hình rất thuận lợi cho việc duyệt web

trên Pocket PC Hệ ñiều hành mới nhất là Windows

Mobile 2006 với nhiều cải tiến mới như cho phép ñọc các

file PowerPoint, hỗ trợ kết nối Wi-Fi, duyệt web và tổ

chức dữ liệu trong ổ cứng

Windows Mobile sử dụng cơ chế ña tác vụ cho mọi trình ứng dụng Nó hỗ trợ

nhận dạng chữ viết theo ba dạng là Block, Letter và Transcriber, trong ñó

Transcriber cho phép bạn có thể viết chữ ở bất kỳ vị trí nào trên màn hình Palm chỉ

Hình 1.12 Windows Mobile 2003

có thể nhận dạng ở dạng Block (dạng khuôn) Màn hình nhập liệu của Palm là cố ñịnh, trong khi của Windows Mobile là dạng ảo Gần ñây, các máy Palm loại cao

liệu dạng ảo nhưng chúng vẫn nhận dạng theo một ñịnh dạng block

b Palm OS

Năm 1996, một sản phẩm có tên PalmPilot ñược giới thiệu

bởi US Robotics Palm Pilot chạy trên một hệ ñiều hành ñược thiết kế riêng biệt cho thiết bị ñó với tên gọi Palm

OS

Hệ ñiều hành Palm (Palm OS) hiện ñang ñứng ñầu trong thị trường PDA,

chiếm thị phần tới 70% Palm Pilot (hiện ñược gọi là Palm) trở thành một trong

những nền máy tính phát triển nhanh nhất trong lịch sử

Ngày nay, dòng Palm ñã phát triển thành rất nhiều model Thêm vào ñó, một

số công ty khác như IBM, Qualcomm và Symbol Technologies ñã cho ra ñời các

model Palm OS PDA của riêng họ

Palm OS là hệ ñiều hành máy tính cung cấp một nền phần mềm cho các máy

Palm Pilot của PDA cầm tay ñược sản xuất bởi Palm Computing, nay là một phần

của 3Com Palm OS ñược thiết kế ngay từ ñầu ñể phù hợp với thiết bị có kích

thước cỡ bàn tay với một ñộ rộng hiển thị cụ thể

Palm OS sử dụng cơ chế ña tác vụ và chỉ có một tác

vụ là dành cho các trình ứng dụng Người dùng chỉ sử

dụng một ứng dụng tại cùng một thời ñiểm Trình ứng

dụng phải kết thúc trước khi trình ứng dụng khác có thể

ñược lựa chọn Ràng buộc này cho phép hệ ñiều hành

dành trọn sự quan tâm cho các ứng dụng ñang ñược mở

Không gian hệ thống cần cho bất kỳ ứng dụng nào ñang

chạy ñược giữ trong một bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên

ñộng và có thể sử dụng lại

Trình ứng dụng và cơ sở dữ liệu liên quan của nó

ñược lưu trong một nơi gọi là vùng lưu trữ vĩnh viễn,

nhưng ở ñây vùng lưu trữ vĩnh viễn là RAM (chứ không

phải một ñĩa cứng) và không thể ñược sử dụng lại giống như loại RAM ñộng Palm

OS chia một ứng dụng thành mã có thể chạy ñược và các kiểu phần tử dữ liệu khác

nhau, chẳng hạn như các phần tử giao diện và các biểu tượng Các phần tử dữ liệu

có thể ñược thay ñổi dễ dàng mà không cần phải viết lại mã

Palm Computing chọn cách không chứa bàn phím trong Palm Pilot nhằm tạo ra

một thiết bị kích cỡ bàn tay thực sự Họ cũng lựa chọn cách không cung cấp mã

nhận dạng chữ viết tay ñầy ñủ Thay vào ñó, người sử dụng Palm Pilot học cách

dùng một tập nhận dạng nhanh nhưng hữu hạn các thao tác bút Các quyết ñịnh này

giúp giữ cho Palm OS có kích cỡ nhỏ Palm OS có các ứng dụng xây dựng sẵn như:

Hình 1.13 PalmOS

Dates, Address Book, To Do List, Memo Pad, Calculator và Password Protection Các ứng dụng mới có thể ñược viết và bổ sung thêm bằng cách sử

dụng một số tính năng sẵn có

c Symbian OS

Symbian OS là hệ ñiều hành ñược phát triển bởi nhà phát

triển phần mềm London-based Symbian OS có các kiểu

thiết kế thiết bị cầm tay sau:

• Pearl cho các máy ñiện thoại di ñộng thông minh

• Quartz cho loại thiết bị liên lạc nhỏ, như các PDA

• Thêm vào ñó, có thiết kế cho màn hình VGA ñầy ñủ sẽ ñược giới thiệu

Symbian OS có một số các ưu ñiểm Nó là một hệ ñiều hành rất tiết kiệm ñiện -

các hệ ñiều hành khác thường cần kích cỡ pin gấp hai hoặc 3 lần Thêm vào ñó,

Symbian OS có kích cỡ nhỏ với một mã rất gọn, cho phép tùy chỉnh Khả năng tùy

chỉnh tiềm năng này là một ưu ñiểm rất lớn của nó so với Windows CE

Symbian OS là một hệ ñiều hành ñược thiết kế cho các ñiện thoại-máy tính

nhỏ, khả chuyển, với khả năng truy cập không dây tới các dịch vụ ñiện thoại và

thông tin khác Symbian OS ñược xây dựng dựa trên một hệ ñiều hành ra ñời sớm

hơn của hãng Psion

Thuật ngữ Symbian ý muốn nói tới lớp các phần cứng sử dụng Symbian OS,

hoạt ñộng như là các thiết bị thông tin không dây Symbian OS là một hệ ñiều hành

32-bit ña tác vụ hỗ trợ giao diện người dùng ñồ hoạ sử dụng bút Nó ñược viết bằng

ngôn ngữ C++ sử dụng thiết kế hướng ñối tượng Mã nguồn của nó rất nhỏ gọn và

có thể nạp vừa vào một ROM chip nhỏ

Bên cạnh các dịch vụ cơ bản, hệ ñiều hành còn hỗ trợ một bộ ứng dụng, bao

gồm một trình soạn thảo word, trình quản lý email, chương trình bảng tính, trình ứng dụng lập lịch, cơ sở dữ liệu ña mục ñích, chương trình phác thảo, ñồng hồ thế

giới, trình ghi âm, trình kiểm tra lỗi ngữ pháp, máy tính, các chương trình truyền

thông và một trình duyệt web

Phần trình bày trong chương này cho thấy khối lượng dữ liệu trong CSDL ñịa lý

là rất lớn Các hệ thống GIS ñã ñược xây dựng thường ñược sử dụng trên máy chủ chuyên dụng hoặc máy tính ñể bàn cấu hình mạnh Trong khi ñó PDA chỉ là một thiết bị nhỏ cỡ lòng bàn tay và có tài nguyên phần cứng hạn hẹp Chương tiếp theo dưới ñây sẽ giới thiệu về công nghệ xây dựng ứng dụng bản ñồ số trên PDA sao cho

có thể lưu trữ và khai thác một cách hiệu quả dữ liệu ñịa lý khổng lồ trong thiết bị nhỏ gọn ñó

o Trên Windows CE (Windows Mobile)

3 Công nghệ phát triển ứng dụng bản ñồ số trên PDA

o GPS

o GPRS

o Web Services

o Mobile GIS

o Các giải pháp phát triển ứng dụng bản ñồ số trên PDA

4 Một số kỹ thuật nâng cao tốc ñộ

1  ng d  ng b  n ự s trên PDA

Là một thiết bị cá nhân có tắnh di ựộng cao, PDA ựược người sử dụng mang ựi bên mình mọi lúc mọi nơi Rất nhiều ứng dụng ựược viết cho PDA ựể thay thế phần lớn những gì con người thường mang theo như sổ ghi chép, sổ ựiện thoại, lịch làm việc Và khi phần cứng ựủ ựáp ứng, người ta nghĩ ựến việc xây dựng một bản ựồ số Với các hệ thống máy tắnh ựể bàn thì bài toán bản ựồ ựã ựược ựặt ra và giải quyết từ rất lâu nhưng với PDA thì mãi ựến khi có sự ra ựời của WinCE và những phiên bản gần nhất của PalmOS mới thực sự gây ựược ấn tượng Một số phần mềm bản ựồ cho PDA trên thế giới và ở Việt Nam ựã ựược phát triển

1.1 Trên thế giới

HandMap (http://www.handmap.net)

HandMap là ứng dụng bản ựồ trên PDA phổ dụng với hầu hết các nước trên thế

giới, hiện tại ựã lên tới Version 5.1.4, có hỗ trợ GPS

Hình 2.1 Giao diện chương trình HandMap Chương trình HandMap trên PDA yêu cầu khoảng 500Kb bộ nhớ cho ứng dụng

và với mỗi một thành phố, ta cần thêm vài trăm Kb nữa cho việc tải dữ liệu bản ựồ

Hệ thống HandMap gồm 2 phần là xây dựng cơ sở dữ liệu và hiển thị, người dùng chủ yếu tiếp cận phần hiển thị và mua dữ liệu bản ựồ mà công ty xây dựng

HandMap thực sự là một công cụ rất mạnh, giao diện và các tắnh năng tốt lên rất nhiều qua mỗi phiên bản Nó cung cấp nhiều tắnh năng cho người sử dụng như tìm ựường theo tên, lọc lớp hiển thị, tương tác ựối tượng trên bản ựồ, tắnh khoảng cách Hơn nữa, do có một quá trình phát triển và một ựội ngũ xây dựng mạnh, HandMap ựang sở hữu một khối lượng lớn cơ sở dữ liệu chuẩn Tuy nhiên ựây không phải là

một phần mềm miễn phắ và người sử dụng phụ thuộc khá nhiều vào bản ựồ mà

chắnh hãng ựã dựng nên Cũng có thể mua công cụ xây dựng bản ựồ nhưng khách

hàng muốn sử dụng bản ựồ mình tạo ra vẫn phải trả tiền mua bản quyền chương

trình HandMap Việc thêm những loại ựối tượng riêng biệt gần như là không thể,

cấu trúc dữ liệu hoàn toàn bị che kắn, không có khả năng khai thác dữ liệu ựã có vào

những ứng dụng khác ta tự xây dựng đây là một ựiều rất bất lợi khi phát triển với

qui mô lớn các loại bản ựồ khác nhau ở Việt Nam Với HandMap ựã có dữ liệu bản

ựồ cho một số thành phố lớn ở Việt Nam như Hà Nội, TP Hồ Chắ Minh, Huế, đà

Nẵng… tuy nhiên dữ

HandMap cũng không h

MapKing (http://www.mapking.com

trên PDA So với HandMap, MapKing h

dẫn ñường Tuy nhiên, t

ữ liệu này không ñược cập nhật thường xuy

ng không hỗ trợ tiếng Việt có dấu

http://www.mapking.com)

HandMap, MapKing cũng là một ứng dụng bản ñồ

i HandMap, MapKing hỗ trợ tốt hơn tính năng xác

ên, tốc ñộ hiển thị chậm hơn Với MapKing c

ố thành phố lớn ở Việt Nam nhưng cũng không ũng không hỗ trợ tiếng Việt có dấu

2.2

t Nam

ố nhóm ở Việt Nam ñã phát triển và xây dựng ứ

cho PDA và cho dùng thử miễn phí Tuy nhiên theo ñánh giá ch

ày còn nhiều hạn chế Chẳng hạn, một số chương tr

chậm, dữ liệu chưa ñầy ñủ Một số

300Mhz

ờng xuyên Hơn nữa

ản ñồ rất ñược ưa chuộng ăng xác ñịnh lộ trình và

-Hình 2.3 Giao diện một chương trình bản ñồ tại Việt Nam Công ty Dolsoft - một công ty lớn về bản ñồ số tại Việt Nam cũng ñang trong quá trình xây dựng bản ñồ số trên PDA Hiện tại ñã có một vài phiên bản ñầu tiên ñược tung ra thị trường, nhưng giá thành còn cao, tính ổn ñịnh, chính xác chưa tốt

và chưa ñến tay người sử dụng ñược

2 Công ngh  phát tri n ng d  ng cho các thi t b  PDA

2.1 Trên Palm OS

Palm OS Software Development Kit (SDK) cung cấp giao diện lập trình ứng

dụng (APIs) cho việc phát triển các ứng dụng trên Palm OS Có các chức năng cho

giao diện người dùng, quản trị hệ thống và truyền thông

Conduit Development Kit (CDK) hỗ trợ việc vận hành cáp ñiện ñể cho phép trao ñổi và ñồng bộ hoá dữ liệu giữa một ứng dụng máy ñể bàn và một ứng dụng ñang

chạy trên một thiết bị CDK sẵn dùng cho Windows, Mac và Solaris

Mỗi một ứng dụng Palm phải ñược gán cho một ñịnh danh duy nhất, gọi là

CreatorID

Ngoài những bộ công cụ phát triển này, việc lập trình còn ñược hỗ trợ bởi một số

công cụ và môi trường phát triển

2.2 Trên Symbian OS

Symbian cung cấp các bộ công cụ phát triển cho C++, OPL, Java Các lập trình

viên viết các chương trình tại máy PC và sử dụng một bộ giả lập (emulator) ñể kiểm

thử chúng Ở mức ñộ cơ bản, hệ ñiều hành không nên có quá ít tài nguyên – nó cần ñược hỗ trợ bởi các bộ xử lý tốn ít năng lượng với một lượng bộ nhớ giới hạn

Không giống như các hệ ñiều hành khác, các tác vụ của Symbian OS hầu hết là thi

hành ở dạng ña tác vụ thông qua cơ chế truyền thông ñiệp hướng sự kiện

Symbian OS là nhân chung của các giao diện lập trình ứng dụng (APIs) và công

nghệ ñược chia sẻ bởi mọi máy ñiện thoại dùng Symbian OS Symbian OS bao gồm

một nhân ña tác vụ, lớp trung gian cho việc truyền thông, ñồ hoạ và quản trị dữ liệu,

các mức GUI framework thấp hơn và các mô tơ ứng dụng

cho việc ñịnh danh tệp và liên kết, UID phải ñược yêu cầu từ Symbian (theo

Hansmann, U., Pervasive Computing Handbook [7])

2.3 Trên Windows CE (Windows Mobile)

Windows CE cung cấp cho nhà phát triển ứng dụng một môi trường làm việc

thân thiện quen thuộc của giao diện lập trình ứng dụng Microsoft Win32 (API),

hỗ trợ khả năng kết nối dễ dàng giữa máy ñể bàn và thiết bị nhúng bằng các

phương pháp kết nối tuần tự, cổng hồng ngoại và cáp mạng Windows CE có các

hỗ trợ xây dựng sẵn cho khả năng ña phương tiện (bao gồm DirectX), truyền thông

(TCP/IP, SNMP, TAPI,…) và bảo mật Một lượng phong phú các trình ứng dụng ñược tích hợp vào bao gồm Pocket Internet Explorer, Pocket Outlook, và Pocket

Word (theo www.microsoft.com/windows/embedded [8]) WinCE là hệ ñiều hành nhỏ gọn nhưng ñược thiết kế, sử dụng những công nghệ mới nhất và tương thích với nhiều dòng vi xử lý, từ các bộ vi xử lý phổ biến trước ñây (Motorola, Phillips) tới cả những bộ xử lý mới mạnh mẽ như MIPs, PowerPC, SH-3, SH-4, Arm, Strong Arm

và chuẩn Pentium WinCE hỗ trợ một số lượng lớn bộ vi xử lý 32-bit Dưới ñây là

các CPU ñược hỗ trợ trực tiếp bởi Windows CE Platform:

AMD 46DX5, K6, SC400 (x86 core)

Strong Arm SA-1100

Hitachi SH3 (SH core), SH4

Intel 486, Pentium and Pentium II families

Motorola MPC821 (PowerPC core)

NEC Vr4100, Vr4101, Vr4102, Vr4200, Vr4300 (MIPS core) Phillips Poseidon (MIPS core)

Toshiba TX3912 (MIPS core)

Bảng 1 Các CPU ñược hỗ trợ trực tiếp bởi Windows CE Platform

Một trong những lý do chính ñể chọn Windows CE cho các ứng dụng nhúng là

do việc sử dụng Microsoft Win32 – chuẩn ứng dụng 32 bit khá phổ biến trong thế

giới PC truyền thống – ñể lập trình giao diện (API) WinCE ñược thiết kế có hỗ trợ

các chuẩn giao thức kết nối bao gồm:

Chuẩn giao thức kết nối trong WinCE

Windows Sockets WinInet

Secure Sockets Layer TCP/IP, PPP, SLIP, CSLIP and IrDA TAPI and Serial communication Direct connection, and device-to-device connectivity LAN connectivity using NDIS and SMB

Remote access services (RAS) Built-in support for communications hardware NTLM based authentication

USB Technologies Fast IRDA

Crypto 1.0 SSPI Remote connectivity

Bảng 2 Các chuẩn giao thức kết nối trong WinCE

Có nhiều các công cụ ñể lựa chọn cho việc xây dựng và phát triển các chương

trình trong WinCE Có thể viết cho Win32 API sử dụng C hoặc C++ bằng ñoạn

chương trình nhỏ và nhanh Nếu cần tìm kiếm một vài chương trình mẫu, có thể sử

dụng thư viện của MFC ðể tạo một ñiều khiển và thành phần ActiveX, ATL ñã hỗ

trợ việc này Nếu thành thạo sử dụng Visual Basic hoặc Visual C++, có thể xây

dựng chương trình ứng dụng dựa trên Embedded Visual Basic hoặc Embedded Visual C++ Ngoài ra cũng có thể xây dựng các ứng dụng dựa trên J2ME hoặc NET nhưng thiết bị cầm tay sẽ phải cài thêm Platform ñể chạy chúng

Trong máy tính ñể bàn, có 3 thư viện ñồ họa cơ bản là: Graphics Device Interface

(GDI), DirectDraw (cũng giống như API lần ñầu ñược giới thiệu với Windows 95),

và OpenGL – một gói phần mềm 3D drawing từ Silicon Graphics WinCE cung cấp

85 trong số 325 chức năng GDI sẵn có trong máy tính ñể bàn Nghe có vẻ như

WinCE không cung cấp nhiều hỗ trợ cho việc hiển thị ñồ họa, song trên thực tế, so

với những gì ta có thể tạo ra trong máy tính ñể bàn, trên WinCE, ta có thể tạo ñẹp

hơn nhiều bất kỳ ñoạn text, ñường kẻ, ña giác hay ảnh bitmap nào Thậm chí ta có

thể quay ñoạn text khi vẽ nó Thứ duy nhất không ñược hỗ trợ là ánh xạ kết giao, là

khả năng vẽ trong các hệ trục tọa ñộ sử dụng ñơn vị inch, centimet hoặc twips Thay

vào ñó, tất cả hình ñồ họa ñều phải vẽ trong hệ tọa ñộ sử dụng ñơn vị pixel

Tầm quan trọng của Internet là không thể phủ nhận ñược, vì vậy không ngạc

nhiên lắm khi tìm ñược rất nhiều thông tin hỗ trợ cho nó trong Windows CE Mỗi

phiên bản lại thường hỗ trợ các socket, ñó là một API giao tiếp mạng cấp thấp Trên

thực tế, hỗ trợ cho các thiết bị hồng ngoại – cái có trong hầu hết các thiết bị cơ bản

WinCE – ñược phục vụ trong các socket WinCE hỗ trợ các WinInet API, phục vụ

cho các ñiều khiển chính trên kết nối máy chủ Web (HTTP), cũng như các kết nối

tới máy chủ FTP

Từ khi phiên bản ñầu tiên của Windows CE xuất hiện, Microsoft ñã thêm nhiều

công cụ phát triển sẵn có cho giả lập Hiện nay, có các công cụ phát triển cơ bản cho

Windows CE là Platform Builder 4.0, eMbedded Visual Tools và Visual Studio.Net Platform Builder ít ñược các nhà phát triển phầm mềm chú ý tới Thay vào ñó, công

cụ thường ñược sử dụng là eMbedded Visual Tools và Visual Studio.Net

a eMbedded Visual Tools

eMbedded Visual Tools 4.0 là một môi trường “tất cả trong một” cho sự phát

triển cơ sở WinCE – tương tự như bộ Visual Studio Tuy nhiên nó không ñơn giản là một thành phần mở rộng, ñược ghép thêm vào Visual C++ và Visual Basic Thay

vào ñó, nó cung cấp tất cả những gì ta cần từ môi trường ñơn và gói ñộc lập

Khi cài ñặt eMbedded Visual Tools, có các thực ñơn ñược bổ sung vào trong

Start Menu: eMbedded Visual Basic, eMbedded Visual C++ và Api Text Viewer Tên của các công cụ này – và sự kết hợp giữa các biểu tượng – sẽ không quen thuộc

một chút nào ñối với bất cứ ai, cho dù ñã từng phát triển cho WinCE trước ñó hay là

chưa Nhưng khi bắt ñầu chạy công cụ này, ta sẽ thấy eMbedded Visual Basic nhìn

giống như Visual Basic 6.0 Và tương tự, eMbedded Visual C++ rất giống phiên bản

tương ñương của nó trên máy tính ñể bàn là Visual C++

Microsoft eMbedded Visual C++ là công cụ rất mạnh cho các nhà lập trình xây

dựng chương trình phần mềm ứng dụng cho các thiết bị sử dụng WinCE Với

eMbedded Visual C++, các nhà phát triển có thể ñạt ñược các lợi ñiểm sau: có một

môi trường phát triển quen thuộc khi xây dựng các chương trình ứng dụng trên WinCE; cung cấp bộ mô phỏng giúp người lập trình không cần kết nối thiết bị thực; cung cấp khả năng dịch chương trình ra nhiều thiết bị có nền phần cứng khác nhau; nâng cao tốc ñộ lập trình với Foundation Classes và Active Template Library; xây

dựng những giải pháp công nghệ với các khả năng qua các ADO cho WinCE, xử lý

các tác vụ qua MTS – Microsoft Transaction Server, và sự tích hợp gần gũi hơn với

các dịch vụ của hệ ñiều hành WinCE

Sự khác biệt chính trong việc lựa chọn giữa eMbedded Visual Tools và Visual

Studio.Net ñể phát triển ứng dụng là lựa chọn Native Code hay Manage Code Với

VisualStudio.Net (Manage Code) người lập trình sẽ rất ñơn giản trong việc sinh mã

qua việc nhắp thả và các hỗ trợ có sẵn Tuy nhiên chương trình sẽ không ñược tối ưu

tốt nhất về mặt bộ nhớ cũng như tốc ñộ thực hiện chương trình so với Native Code

của eMbedded Visual Tools

b .NET Compact Framework và Visual Studio

Microsoft NET Compact Framework là khung làm việc chung cho việc phát

triển phần mềm trên thiết bị thông minh dựa trên công nghệ Microsoft NET Nó ñem lại khả năng thực thi các mã nguồn trung gian và các dịch vụ Web XML trên

thiết bị nhỏ .NET Compact Framework là một tập con của Net Framework, nó có

hầu hết các tính năng của phiên bản NET Framework ñầy ñủ Kích cỡ nhị phân của

nó cũng nhỏ hơn so với NET Framework khoảng 20 lần (kích cỡ của NET

Framework khoảng 30MB, trong khi NET Compact Framework vào khoảng

1,5MB) Tuy nhiên, NET Compact Framework ñược thiết kế một cách ñặc biệt

cho những thiết bị có tài nguyên giới hạn như PDA hay ñiện thoại thông minh

.NET Compact Framework ñơn giản hoá việc xây dựng và triển khai ứng dụng trên

thiết bị di ñộng nhưng vẫn cho phép ñảm bảo tận dụng ñược tất cả các ưu ñiểm và

khả năng của thiết bị

NET Compact Framework hoạt ñộng trên bộ biên dịch ngay tại thời ñiểm thực

thi (Just-In-Time Compiler – JIT Compiler) với hiệu quả cao Common Language

Runtime (CLR) ñược xây dựng từ phần nền tảng ñặc trưng cho NET Compact

Framework ñể có thể thực thi hiệu quả hơn trên các thiết bị nhỏ và giới hạn về bộ

nhớ, tài nguyên và tiết kiệm năng lượng ðể có thể thực thi ñược các ứng dụng xây

dựng bằng NET Compact Framework, thiết bị phải cài hệ ñiều hành hỗ trợ NET

Compact Framework Runtime .NET Compact Framework yêu cầu tối thiểu

Windows CE.NET (Windows CE version 4.1 for released version of the NET Compact Framework) với hai ngoại lệ: Microsoft Pocket PC, Microsoft Pocket PC

2002 và Microsoft Pocket PC phone phải hỗ trợ NET Compact Framework Smart

phone 2002 không hỗ trợ NET Compact Framework, tuy nhiên Smart phone 2003

có hỗ trợ

.NET Compact Framework có thể chạy trên rất nhiều các thiết bị phần cứng

chạy Windows CE Bảng dưới ñây cho chúng ta thấy các bộ xử lý cùng hệ ñiều

hành ñược hỗ trợ bởi NET Compact Framework

Tất cả các thiết bị Pocket PC chạy hệ ñiều hành Pocket PC version 2003 hoặc

mới hơn ñều có sẵn NET Compact Framework trong ROM Bảng dưới ñây liệt kê

các bộ xử lý và hệ ñiều hành ñược NET Compact Framework hỗ trợ

Hình 2.4 Kiến trúc lớp của NET Compact Framework

Tên CPU Phiên bản hệ ñiều hành hỗ trợ

Intel ARM 4 Pocket PC 2000, 2002, 2003, và WinCE 4.1 hoặc mới hơn

Intel ARM 4i Pocket PC 2000, 2002, 2003, và WinCE 4.1 hoặc mới hơn

Hitachi SH3 Pocket PC 2000, 2002, 2003, và WinCE 4.1 hoặc mới hơn

Hitachi SH4 Pocket PC 2003 và WinCE 4.1 hoặc mới hơn

Intel 80x86 Pocket PC 2000, 2002, 2003, và WinCE 4.1 hoặc mới hơn

MIPS 16 Pocket PC 2000, 2002, 2003, và WinCE 4.1 hoặc mới hơn

MIPS II Pocket PC 2000, 2002, 2003, và WinCE 4.1 hoặc mới hơn

MIPS IV Pocket PC 2000, 2002, 2003, và WinCE 4.1 hoặc mới hơn

Bảng 3 Các bộ xử lý và hệ ñiều hành ñược NET Compact Framework hỗ trợ

Như vậy NET Compact Framework có thể chạy trên nhiều phần cứng (và nhiều

bộ vi xử lý) khác nhau Có ba mức hỗ trợ cho các thiết bị phi chuẩn:

- Hỗ trợ ñầy ñủ triển khai và gỡ lỗi: mức hỗ trợ này có nghĩa IDE có thể triển

khai cùng với thiết bị và gỡ lỗi mã nguồn ñang chạy trên thiết bị

- Hỗ trợ triển khai: có nghĩa IDE chỉ có thể triển khai trên thiết bị nhưng không

thể gỡ lỗi chạy trên thiết bị

- Hỗ trợ Target: có nghĩa là chúng ta có thể phát triển ứng dụng bằng Visual

Studio nhưng chúng ta phải tự cài ñặt Compact Framework trên thiết bị và sao chép

vào thiết bị

ðặc trưng và lợi ích chính của NET Compact Framework

1 Chia sẻ mã nguồn và tăng cường hiệu quả

2 Mã nguồn mạnh mẽ (Robust Code)

3 Bảo mật thực thi

4 Triển khai tự ñộng

5 Phát triển ứng dụng nhanh chóng và ñáp ứng nhu cầu thương mại

6 Mã lệnh duy nhất nhưng có thể thực thi tuỳ thuộc vào mỗi loại CPU khác

nhau trên cùng nền tảng mà không cần biên dịch lại mã nguồn

7 Các ứng dụng và dịch vụ có thể dễ dàng chuyển từ thiết bị này sang thiết bị

khác

8 Tập con của NET Framework có thể dễ dàng mang chuyển

9 Khả năng gọi các thư viện liên kết ñộng của Win32 mà không cần viết lại

chúng

10.Có thể gỡ lỗi và xây dựng ứng dụng bằng công cụ Visual Studio Net

11.Mã nguồn ít bị lỗi ngoài mong muốn vì các biến ñã ñược khởi tạo

12.Không biên dịch ngay thành mã thực thi cuối cùng Mã lệnh thực thi trên

thiết bị chỉ ñược sinh ra khi ứng dụng ñược kích hoạt

13.Những ñối tượng không sử dụng sẽ ñược giải phóng tự ñộng ñể tránh rò rỉ tài

nguyên bộ nhớ một cách tối thiểu

Hình 2.5 Kiến trúc nền của NET Compact Framework

14.Sử dụng cùng qui ước ñặt tên với NET Framework

15.Sử dụng phương thức truy xuất ñối tượng ñơn giản (SOAP)

Không gian tên và thư viện lớp của NET

.Net Framework chứa một tập các nhóm thư viện lớp, trong ñó ñịnh nghĩa hàng

trăm lớp khác nhau (hình 2.6)

Các nhóm thư viện lớp cung cấp các chức năng làm việc với hệ thống Mục ñích

của các nhóm lớp này là ñịnh ra cấu trúc không gian tên phân tầng nhằm dễ dàng sử

dụng và thuận tiện cho người lập trình Các lớp này ñộc lập với ngôn ngữ lập trình,

do ñó có thể sử dụng trong nhiều ngôn ngữ khác nhau và ñược tích hợp hoàn toàn

vào môi trường Visual Studio NET ñể dễ dàng xây dựng ứng dụng .NET

Framework và NET Compact Framework sử dụng chung các lớp trong không gian

tên này

Windows Forms

.NET Framework cho phép tạo các ứng dụng phía máy trạm với giao diện phong

phú sử dụng Windows Form Windows Form là một tập con của thư viện lớp

Windows Forms Sử dụng Windows Forms, ta có thể truy cập vào những chức năng

mạnh mẽ của Windows User và GDI mà chỉ cần kéo thả trong Visual Studio NET

Tất cả các ñặc tính của Windows Forms của NET Framework ñều có trong NET

Compact Framework Các ñặc tính này chỉ khác biệt một chút khi phát triển ứng

dụng ñể tăng cường hiệu quả về kích cỡ và hiệu năng

Hình 2.6 Không gian tên trong NET Framework

và NET Compact Famework

Windows Forms của NET CF gần giống như Windows Forms của NET

Framework ñầy ñủ Các nút minimize, nút maximize và nút close xuất hiện trong

hộp ñiều khiển của ứng dụng, các nút này có hành vi như là ứng dụng trên desktop

Chúng ta có thể loại bỏ các nút ñó bằng cách gán thuộc tính ControlBox của Form

là false Chúng ta cũng có thể loại bỏ nút minimize và nút maximize bằng cách thiết

lập các thuộc tính MinimizeBox và MaximizeBox thành false

Khi một form ứng dụng Windows CE NET ñược tạo bằng phần thiết kế Form

của Visual Studio.NET, kích cỡ ñược thiết lập là 640 x 450 Có thể thay ñổi thuộc

tính Size nếu nó không phù hợp Mặc dù lớp Form ñược ñưa ra thuộc tính

FormBorderSytle, thiết lập thuộc tính Sizable sẽ không ảnh hưởng tới ñường viền

của cửa sổ Những ứng dụng Windows CE NET không thể thay ñổi kích cỡ Nó chỉ

có thể thu nhỏ, phóng to hết màn hình

ðể xây dựng ứng dụng Windows Forms, Net Compact Framework hỗ trợ rất

nhiều lớp mô tả các thành phần xây dựng giao diện cũng như khả năng ñồ họa

Ứng dụng Windows Forms chạy trên thiết bị sẽ không quản lý các form có sử

dụng native ActiveX controls như trong NET Framework

Ngoài ra NET Compact Framework không hỗ trợ một số ñiều khiển như:

GroupBox, RichTextBox, NotificationBubble, Print Controls, CheckedListBox, ColorDialog, ErrorProvider, HelpProvider, LinkLabel, Splitter, FontDialog

Lập trình mạng

Socket là kỹ thuật giao tiếp chuẩn cho các máy tính trên mạng cục bộ (LAN) và

mạng diện rộng (WAN) và cả Internet Mô hình socket gồm một máy tính chờ kết

nối và một hoặc nhiều máy khác tạo kết nối ñến nó

Máy tính chờ kết nối, gọi là host hoặc server, lắng nghe kết nối vào trên một

cổng nào ñó Máy tính có một ñịa chỉ IP duy nhất, giống như là 172.68.112.34, và

hàng nghìn cổng sẵn sàng, nó sẵn sàng cho nhiều chương trình cùng lắng nghe kết

nối, mỗi kết nối sử dụng một cổng riêng

Máy tính tạo kết nối (client) phải xác ñịnh ñịa chỉ IP hoặc tên của máy chờ kết

nối Có thể sử dụng DNS tra cứu ñể xác ñịnh ñịa chỉ IP liên quan ñến tên

Client quyết ñịnh cổng nào ñược dùng ñể kết nối với host Ví dụ: Web servers

thường lắng nghe trên cổng 80 Ứng dụng tự xây dựng thường sử dụng một lượng

lớn các cổng không giống nhau, ñược sử dụng bởi bất kỳ ai, như là 10998 Phạm vi

số hiệu cổng mà ứng dụng có thể sử dụng phụ thuộc vào hệ ñiều hành Một số hệ ñiều hành dự trữ một số số hiệu cổng ñặc biệt, ví dụ 1024 ðể tránh trùng ñịa chỉ

cổng với các ứng dụng thông dụng khác, nên chọn các cổng từ 2000 và 60000

Không gian tên System.Net.Sockets ñược sử dụng ñể cung cấp giao diện truy

xuất các chức năng của các giao thức hạ tầng mạng Chúng hỗ trợ nhiều giao thức

mạng khác nhau Ngoài ra NET Compact Framework còn cung cấp các lớp khác ñể ñơn giản hoá việc phát triển các nhiệm vụ chung rất hữu ích với những ñoạn mã làm

việc chung trên trên nhiều ứng dụng khách/chủ trên giao thức TCP Ví dụ như:

Hỗ trợ phân luồng (Threading)

Luồng (Threading) ñược sử dụng ñể thực thi nhiều tác vụ cùng một thời ñiểm

Ví dụ, một tác vụ kiểm tra chính tả trong khi ñang soạn email trong Microsoft

Outlook Một luồng bắt ñầu khi một ứng dụng khởi ñộng

Luồng ñược phát triển trong không gian tên System.Threading Không gian tên

này cho phép ta lập trình ña luồng Các lớp này hỗ trợ các chức năng tạo, quản lý và

huỷ các luồng

Mã thực thi ña thành phần (Native Code InterOp)

Trong khi xây dựng ứng dụng, nhiều khi không phải tất cả các mã trình ñều ñược viết bằng mã nguồn của NET Framework (managed code) Ví dụ, ñôi khi bạn

muốn gọi một ñoạn mã ñã ñược viết bằng C hay C++ (Win32 DLL hoặc COM

object) Bản thân hệ ñiều hành Windows CE không ñược viết bằng managed code

Vì vậy, bản sẽ gặp phải trường hợp mà NET Compact Framework không cung cấp

chức năng bạn yêu cầu hay bạn muốn gọi những thư viện liên kết ñộng (DLL) có

sẵn mà không muốn viết lại chúng vì lý do thời gian .NET Compact Framework hỗ

trợ một tập con của NET Framework ñể giải quyết trường hợp trên:

• Platform Invoke (P/Invoke) ðược sử dụng ñể gọi các thư viện liên kết ñông của Windows( Windows DLLs) Các chức năng và thuộc tính của

P/Invoke ñược sử dụng nhờ không gian tên System.Runtime.InteropServices

• COM Interoperability (COM Interop) ðược sử dụng ñể làm việc với các ñối tượng COM Thật không may, ñiều này không có trong NET Compact

Framework ðặc trưng này tốn nhiều bộ nhớ và tài nguyên của bộ vi xử lý,

không phù hợp với mục ñích của NET Compact Framework Có một lớp ñóng gói ñược viết bằng eMbedded Visual C++® sẽ phải ñược sử dụng Chú

ý rằng eMbedded Visual C++ rất hay ñược sử dụng ñể viết các thư viện liên

kết ñộng (DLL) cho các thiết bị sử dụng Windows CE.NET ðể soạn thảo

tệp thư việc ñầu ra cho Pocket PC thì phải sử dụng công cụ EDITBIN ñể

soạn thông tin ñầu ñề (header information) trên tệp thư viện ñộng

Toàn cầu hoá ứng dụng (Globalization)

Các lớp trong NET Compact Framework cung cấp khả năng ñịnh dạng theo văn

hoá ñịa phương (culturally-aware) dựa vào cài ñặt (regional setting) trên hệ ñiều

hành Khả năng này cho phép phần ứng dụng hiển thị các thông tin như ngôn ngữ, ñịnh dạng ngày tháng, tiền tệ, ñịnh dạng số một cách linh ñộng tuỳ thuộc vào cài ñặt

của người dùng trên hệ ñiều hành

Lớp CultureInfo ñược sử dụng ñể lấy thông tin về các ñịnh dạng trong hệ ñiều

hành Ngoài ra, NET Compact Framework còn hỗ trợ toàn cầu hoá ứng dụng bằng

cách sử dụng tệp tài nguyên (resource files)

XML

XmlWriter ðể sử dụng các lớp hỗ trợ XML, phải khai báo (import) không gian tên

System.Xml Các lớp này cho phép ứng dụng NET Compact Framework chỉ có thể ñọc tài liệu XML theo hướng tiến về phía trước (forward motion) Nghĩa là, lớp

XmlReader cho phép ñọc tài liệu XML như một chuỗi các nút, mỗi nút biểu diễn

một phần tử, thuộc tính, giá trị xâu ký tự (text value) hay các thành phần khác của

dữ liệu Ta chỉ có thể di chuyển ñến nút kế tiếp ñể lấy thông tin, không thể quay

ngược lại nút phía trước ñã ñi qua Nếu ứng dụng yêu cầu ñọc tài liệu theo ñịnh

hướng ngược lại ñể lấy thông tin về nút cha thì phải sử dụng chức năng DOM (ñược

cung cấp trong lớp XmlDocument, không ñược hỗ trợ trong NET Compact

Framework) Chức năng này ñược khuyến cáo không nên dùng vì lý do hiệu năng

và giới hạn bộ nhớ của thiết bị di ñộng

ADO.NET và SQL CE

ADO.NET là tên chỉ một tập hợp các lớp truy cập cơ sở dữ liệu trong giới lập

trình NET Tập hợp các lớp trong ADO.NET rất nhiều, tuy nhiên, thực hiện thao

tác dữ liệu khá ñơn giản và kết nối dữ liệu từ xa có thể thao tác ñược chỉ với một vài

dòng lệnh