Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Р. О. Газдаг Національний університет «Львівська політехніка»

Скачати 151.15 Kb.

Р. О. Газдаг Національний університет «Львівська політехніка»




Скачати 151.15 Kb.
Сторінка2/2
Дата конвертації13.03.2017
Розмір151.15 Kb.
1   2

Для ОС Android існує спеціальний магазин програм (Android Market) в якому за невеликі гроші можна купити програми. Щоб викласти програму на продаж потрібно мати ліцензію, яку можна вільно купити на офіційному сайті Android Market-у.

Компанія Google надає розробникам спеціальний набір Android SDK (Software Development Kit), також різні плагіни для середовищ розробки і емулятори Android OS (з 1.1 до 3.01 версії).



Рис. 1.1. Структура операційної системи Android

Дана операційна система на найнижчому рівні містить ядро Linux ,яке зв’язано з бібліотеками openGl ES Surface Manager, SQLlite, WebKit та іншими, на цьому ж рівні знаходяться надбудови, що дозволяють виконувати програми (рис. 1.1.). Це так звана віртуальна машина Dalvic, та деякі бібліотеки ядра.

Віртуальна машина - модель обчислювальної машини, створеної шляхом віртуалізації обчислювальних ресурсів: процесора, оперативної пам'яті, пристроїв зберігання та вводу і виводу інформації.

Dalvik — заснована на регістрах віртуальна машина, розроблена і написана Деном Борнштейном та іншими, як частина мобільної платформи Android. Dalvik оптимізований для низького споживання пам'яті, це нестандартна регістр-орієнтована віртуальна машина, яка добре підходить для виконання на RISC-архітектурі процесорів, котрі часто використовуються у мобільних та вбудованих пристроях, таких, як комунікатори й планшетні комп'ютери. Більшість віртуальних машин, що використовуються на десктопах, є стек-орієнтованими, включаючи стандартну віртуальну машину Java від Sun/Oracle.

Структура системи Android містить 4 рівні (рис. 1.1.) [11].



  • Ядро Linux

Містить драйвера різних пристроїв та реалізовує на низькому рівні взаємодію апаратної частини з верхніми рівнями.

  • Рівень системних бібліотек та віртуальної машини Dalvic

Даний рівень містить бібліотеки що потрібні для реалізації виконання популярних стандартних функцій таких наприклад як вивід 2d-3d графіки, декодування(тільки програмне) відео та аудіо, система баз даних та інше. Також на даному рівні знаходиться віртуальна машина Dalvic та деякі системні бібліотеки буз яких вона не працює. Дана система створена для того щоб можна було виконувати на ній java подібні прикладні програми.

  • Рівень програмних структур

Являє собою абстрагований рівень що містить різні системи керування функціями фізичного апарату. Над віртуальною машиною в структурі ОС знаходиться прикладний програмний інтерфейс та деякі специфічні системи управляння, що доступні для розробника.

Прикладни́й програ́мний інтерфе́йс (інтерфейс програмування додатків, інтерфейс прикладного програмування) (англ. Application Programming Interface, API) - набір визначень взаємодії різнотипного програмного забезпечення.

І найвище місце в структурі посідають прикладні програми. Сюди входить система виводу,управляння Activity, управління телефонією, управляння програмними пакетами, управляння GPS пристроєм і т.д.

  • Найвищий рівень – рівень прикладних програм

Даний рівень займається виконанням прикладних програм.

Застосунок, застосовна програма, прикладна програма (англ. application, application software; пол. aplikacja; рос. приложение, прикладная программа) - користувацька комп'ютерна програма, що дає змогу вирішувати конкретні прикладні задачі користувача.

Програми для Dalvik пишуть на мові Java [12]. Незважаючи на це, стандартний байт-код Java не використовується, замість нього Dalvik VM виконує байт-код власного формату. Після компіляції текстів програми на Java (за допомогою javac) утиліта dx з «Android SDK» перетворює .class файли у формат .dex, придатний для інтерпретації в Dalvik. З бібліотек класів Dalvik не застосовує ані Java SE, ані Java ME Class Library в тому числі, класи Java ME, AWT та Swing не підтримуються(класи з різними засобами реалізації інтерфейсів в Windows, Linux). Замість цього використовується своя власна бібліотека, побудована на підмножині Java-реалізації Apache Harmony. Ця віртуальна машина і буде виконувати програми з розширенням «*.apk». Також компанія Google надає підтримку та інформацію про застосування тих чи інших можливостей платформи на офіційному сайті Android. Вищенаведені факти переконали мене обрати дану платформу як основну для виконання поставленого завдання.



  1. Особливості та основні поняття географічних інформаційних систем при розробці алгоритмічно-програмної системи керування міським транспортом

Для побудови будь-якої системи керування, яка пов’язана з рухом міського, залізничного, повітряного та морського транспорту, тобто в яких безпосередньо потрібна інформація з карт різного роду, обов’язково використовують географічну інформаційну систему.

Географічна інформаційна система (ГІС, геоінформаційна система) - програмно-апаратний комплекс, призначений для збору, управління, аналізу і відображення просторово-розподіленої інформації.

Морськи́й тра́нспорт - вид водного транспорту. До морського транспорту відноситься будь-яке судно, здатне пересуватися водною поверхнею (морів, океанів і прилеглих акваторій), а також просто перебувати на плаву і виконувати при цьому певні функції, пов'язані з перевезенням, зберіганням, обробкою різних вантажів; перевезенням та обслуговуванням пасажирів.

Геоінформаці́йна систе́ма - сучасна комп'ютерна технологія, що дозволяє поєднати модельне зображення території (електронне відображення карт, схем, космо-, аерозображень земної поверхні) з інформацією табличного типу (різноманітні статистичні дані, списки, економічні показники тощо).

ГІС – не тільки і не стільки інформаційні системи для географії, скільки інформаційні системи з географічно організованою інформацією. У найпростішому варіанті географічні інформаційні системи - поєднання звичайних баз даних (атрибутивної інформації) з електронними картами, тобто потужними графічними засобами.

Основна ідея ГІС – зв'язок даних на карті і в базі даних. ГІС – це ті аналітичні засоби для роботи з будь координатно-прив'язаною інформацією. В принципі, ГІС можна розглядати як певне розширення концепції баз даних. У цьому сенсі ГІС фактично являє собою новий рівень і спосіб інтеграції і структурування інформації. ГІС пропонує абсолютно новий шлях розвитку картографії. Долаються основні недоліки звичайних карт - їх статичність і обмежена ємність як носія інформації.

Носі́й інформа́ції (data medium) - матеріальний об'єкт , створений природою або ж навмисно людиною, за допомогою якого можна зберігати і передавати інформацію

В останні десятиліття паперові карти через перевантаженість інформацією стають нечитабельними. ГІС ж забезпечує управління візуалізацією інформації. З'являється можливість виводити (на екран, на тверду копію) тільки ті об'єкти або їх множини, які цікавлять нас в даний момент. Фактично здійснюється перехід від складних комплексних карт до серії взаємопов'язаних приватних карт. При цьому поліпшується структурованість інформації, а, отже, підвищується ефективність її обробки та аналізу. У ГІС карта оживає і стає дійсно динамічним об'єктом в сенсі:

• змінності масштабу;

• перетворення картографічних проекцій;

Картографічні проекції (рос. картографические проекции, англ. cartographic projections, нім. kartographische Projektionen f pl) - способи зображення земного сфероїда на площині, при яких кожній точці M зображуваної поверхні відповідає точка M ′ , яка називається її зображенням на площині.

• варіювання об'єктним складом карти;

• можливості опитувати через карту в режимі реального часу численні бази даних;

• зміни способу відображення об'єктів (колір, тип лінії тощо), у тому числі і визначення символів через значення атрибутів, тобто синхронізації візуалізації зі змінами в базах даних;

• легкості внесення будь-яких змін.

ГІС є класом інформаційних систем, які мають свої особливості. Вони побудовані з урахуванням закономірностей геоінформатики та методів, що застосовуються в цій науці. ГІС як інтегровані інформаційні системи призначені для вирішення різних завдань науки і виробництва на основі використання просторово - локалізованих даних про об'єкти і явища природи і суспільства. Нерозривно з ГІС пов'язані геоінформаційні технології. Геоінформаційні технології можна визначити як сукупність програмно-технологічних засобів отримання нових видів інформації про навколишній світ.

Світ - назва планети Земля з людської точки зору, як місце заселене людськими істотами. Термін часто вживається для означення суми людського досвіду та історії, людського стану взагалі. На земній кулі проживає понад 7 мільярдів людей.

Геоінформаційні технології призначені для підвищення ефективності: процесів управління, зберігання та подання інформації, обробки та підтримки прийняття рішень.

ГІС має ряд особливостей, які необхідно враховувати при вивченні цих систем. Одна з особливостей ГІС і геоінформаційних технологій полягає в тому, що вони є елементами інформатизації суспільства. Це полягає у впровадженні ГІС і геоінформаційних технологій в науку, виробництво, освіту і застосування у практичній діяльності одержуваної інформації про навколишню реальність.

Автоматизованою інформаційною системою (АІС) називають організаційно-технічну систему, що використовує автоматизовані інформаційні технології з метою навчання, інформаційно-аналітичного забезпечення науково-інженерних робіт і процесів управління. У відповідності з даним визначенням ГІС потрапляє в клас автоматизованих інформаційних систем.

Також особливістю ГІС є те, що вона є інтегрованою інформаційною системою. Інтегровані системи побудовані на принципах інтеграції технологій різних систем. Необхідно розглянути місце ГІС серед інших автоматизованих систем, що вимагає дати коротку класифікацію цих систем. Вибираючи різні аспекти розгляду автоматизованих інформаційних систем, їх можна зовсім по-різному класифікувати.


  1. Організація даних в ГІС

Тематичні дані зберігаються в ГІС у вигляді таблиць, тому проблем з їх зберіганням і організацією в базах даних не виникає. Найбільші проблеми являє зберігання та візуалізація графічних даних. Основою візуального представлення даних за допомогою ГІС технологій служать спеціальні графічні моделі.

Графі́чна моде́ль, або імові́рнісна графі́чна моде́ль (ІГМ, англ. probabilistic graphical model, PGM) - це ймовірнісна модель, для якої умовні залежності[en] між випадковими змінними виражено графом. Вони поширені в теорії ймовірностей, статистиці, - зокрема, баєсовій, - та в машинному навчанні.

Вони поділяються на векторні і растрові моделі. У загальному випадку моделі просторових (координатних) даних можуть мати векторне або растрове подання, містити або не містити топологічні характеристики. Цей підхід дозволяє класифікувати моделі за трьома типами: растрова модель; векторна не топологічна модель; векторна топологічна модель. Всі ці моделі взаємно перетворені. Тим не менш, при одержанні кожної з них необхідно враховувати їх особливості. У ГІС формі подання координатних даних відповідають два основних підкласу моделей - векторні і растрові (ніздрюваті або мозаїчні). Можливий клас моделей, які містять характеристики, як векторів, так і мозаїк. Вони називаються гібридними моделями. Між векторними і растровими зображеннями є відмінність, характерне саме для ГІС. Растрові зображення відображають поля даних, тобто носять польовий характер. Векторні зображення в ГІС, як правило, відображають геоінформаційні об'єкти, тобто носять об'єктний характер.

Якщо векторна модель дає інформацію про те, де розташований той чи інший об'єкт, то растрова - інформацію про те, що розташоване в тій чи іншій точці території. Це визначає основне призначення растрових моделей - безперервне відображення поверхні.



  1. Основні області застосування ГІС

Мабуть, головним козирем ГІС є найбільш "природне" (для людини) подання як власне просторової інформації, так і будь-який іншої інформації, що має відношення до об'єктів, розташованих у просторі. Способи подання атрибутивної інформації різні: це може бути числове значення з датчика, таблиця з бази даних (як локальної, так і віддаленої) про характеристики об'єкта, його фотографія, територіальне зображення об’єктів, маршрутів, транспортних сполучень або реальне відео зображення, нарешті, звуковий запис. У розробці системи керування міським транспортом ГІС відіграє вагому роль,оскільки, завдяки неї, ми отримаємо доступ до карти,яка є невід’ємною частиною руху транспорту, або ж його планування наперед.

Таким чином, ГІС можуть допомогти скрізь, де використовується просторова інформація та інформація про об'єкти, що перебувають у певних місцях простору.

Якщо ж подивитися на деякі області та економічний ефект застосування ГІС, то вони можуть робити просторові запити і проводити аналіз. Здатність ГІС проводити пошук в базах даних і здійснювати просторові запити дозволила багатьом компаніям заробити мільйони доларів.

ГІС допомагає скоротити час отримання відповідей на запити клієнтів; виявляти території підходящі для необхідних заходів; виявляти взаємозв'язки між різними параметрами (наприклад, ґрунтами, кліматом і врожайністю).



  1. Роль предметно-орієнтованих ГІС у системах керування рухом міського транспорту

Предметно-орієнтовані ГІС бувають: державні, регіональні, субрегіональні і локальні, або ж місцеві.

ГІС розрізняються предметною областю інформаційного моделювання, наприклад, міські ГІС, або муніципальні ГІС, МГІС, природоохоронні ГІС, туристичні і т.п.

Предме́тна о́бласть (ПрО) - множина всіх предметів, властивості яких і відношення між якими розглядаються в науковій теорії. В логіці - гадана область можливих значень предметних змінних логічної мови.

Серед них особливе широко поширені міські інформаційні системи. Ці системи базуються на цифрових картах, або цифрової картографічної основи з тематичними шарами, що є геопросторовим базисом ГІС, можуть підключатися бази даних нерухомості, пам'ятників містобудування і архітектури, відомостей по геології, історії розвитку і т.п. У базі даних також можна організувати зберігання як графічної, так і всієї технічної, довідкової і іншій документації. Інтегровані ГІС, ІГІС поєднують функціональні можливості ГІС і систем цифрової обробки зображень (даних дистанційного зондування) в єдиному інтегрованому середовищі.

Наукові, технічні, технологічні та прикладні аспекти проектування, створення та використання ГІС вивчаються геоінформатики.


  1. Основні концепції інформаційної візуалізації в ГІС

Інформаційна візуалізація - це процес формування ментальної моделі даних, за допомогою чого забезпечується уявлення про їх внутрішній структурі.

Моде́ль да́них (англ. Data model) - абстрактне представлення реального світу, що відображає тільки ті об'єкти, що безпосередньо стосуються програми. Це, як правило, визначає специфічну групу об'єктів, їх атрибутивне значення і відношення між ними.

Завдання інформаційної візуалізації  уявлення і виявлення (можливо прихованих) взаємовідносин, структур і окремих характеристики досліджуваних даних. Це дуже важливе при плануванні міського транспорту, оскільки це допомагає при уявленні користувача про місцевість, в якій власне він знаходиться.

У зв'язку з цим можна розглянути набір операцій інформаційної візуалізації, що складається з: загального огляду; зміни розміру фрагмента; фільтрації; деталізації за запитом; встановлення залежностей за певною ознакою; вилучення даних за заданою ознакою; запис послідовності операцій.

Загальний огляд дає короткий огляд всієї сукупності даних. За рахунок zooming-у можна збільшити або зменшити масштаб фрагмента зображення, вибраного в загальному огляді. Фільтрація відкидає нецікаві елементи, дозволяючи користувачам керувати вмістом екрана. При деталізації користувачів вибирає елемент або групу елементів і отримує детальну інформацію про них. Для встановлення залежності за ознакою користувачів призначає якийсь ознака (атрибут), які дозволяє відібрати потрібні елементи. Впорядкування елементів масиву також будується на основі встановлення зв'язку з деякими ознаками (дата запису, алфавітний порядок). Витяг даних за ознакою дозволяє витягувати підмножину елементів, що задовольняють призначених ознакою (вік, стать, хобі) і працювати з ними.


  1. Огляд найпопулярніших програмних систем керування рухом міського транспорту

Для реалізації даного проекту потрібно створити спеціалізовану активну карту з пошаровою організацією географічних даних на даній карті. Велику роль у розробці відіграє вже існуюча GPS-карта Google Maps.

Гугл ка́рти (англ. Google Maps) - набір додатків, побудованих на основі безкоштовного картографічного сервісу і технологій, які надає компанія Google.

Такі програмні системи не рідкість, їх можна знайти як в он-лайн сервісах деяких сайтів, так і в різного типу додатках для різних платформ. Але Android відносно нова платформа тому таких програм для неї існує не багато. Характеристики даних програм можна подивитись в таблиці наведеній нижче (табл. 1.1. ). Дані для таблиці були взяті з популярного Інтернет магазину Android Market. Даний магазин дозволяє людям по всьому світу ділитися додатками або продавати їх за деяку суму. Щоб продавати свої додатки на даному сайті, потрібно пройти реєстрацію та сплатити 25$ за спеціальну ліцензію. Після істотного аналізу отриманих з Інтернет магазину Android Market я помітив, що більшість аналогів має невеликий функціонал та високу ціну. Проаналізовані програми чітко діляться на 3 групи: ті які містять інформацію тільки на карті, тобто інформація про місцезнаходження і способи досягнення вибраного пункту по карті, ті, в яких можна розглянути тільки шлях між двома пунктами в місті, оптимальні маршрути і детальна інформація про відповідний транспорт, або ті в яких це поєднано, але ці програми обмежені певним регіоном.

Таблиця 1.1.



Характеристики програмної системи керування рухом міського транспорту

Назва

Пошук оптимального маршруту від А до Б

Можливість огляду місцевості та маршрутів на карті

Детальна інформація про транспорт

Доступ до Інтернету

Тільки місто Львів

Lviv Router

присутній

відсутній

відсутня

Не потрібен

Так

Транспорт Львова

присутній

присутній

відсутня

Потрібен

Так

Easy Way

присутній

присутній

присутня

Потрібен

Ні

Карти і навігація

відсутній

присутній

відсутня

Потрібен

Ні

Wikiroutes


присутній

присутній

присутня

Потрібен

Ні

Тому метою даної роботи повинно бути створення універсальної програми, що буде поєднувати можливість визначення місцезнаходження на карті,а також прокладення маршруту між двома точками,при чому має бути забезпечена можливість перепрограмувати на будь-яку місцевість за допомогою зміни бази даних, звідки черпається інформація для орієнтації в транспорті.



Висновок

У статті було описано сучасні мобільні операційні системи та міські інформаційні системи з мобільним інтерфейсом, які бурхливо розвиваються і стали дуже популярними в наш час. Зроблено детальний огляд найпопулярніших на ринку мобільних платформ та міських інформаційних систем, а також найпопулярніших програмних систем керування рухом міським транспортом. Розглянуті особливості та основні поняття географічних інформаційних систем при розробці системи керування міським транспортом, організація даних в них, основні області застосування, предметно-орієнтовані ГІС та особливості їхньої візуалізації.

Враховуючи особливості мобільних операційних систем, їх переваги та недоліків, найоптимальнішим варіантом є створення мобільного додатка системи керування рухом міського транспорту на базі ОС Android.

Виконання поставлених у статті задач зможе забезпечити розроблення спеціальної алгоритмічно-програмної системи керування рухом міського транспорту на базі операційної системи Android.



1.Роджерс Р. Android. Разработка приложений./ Р. Роджерс, Д. Ломбардо –М.:  Эком, 2010. 2. Голощапов А. Google Android: программирование для мобильных устройств./ А. Голощапов -М.:  БХВ-Петербург 2010. 3. Приложения - Android Маркет // Android Маркет. – Режим доступу: https://market.android.com/. Дата доступу: 11.05.11. 4. Тараненко А. Операционная система для смартфона // Все про IT - ITC.UA . –Режим доступу: http://itc.ua/articles/operacionnaya_sistema_dlya_smartfona_chto_vybrat_44554 . - Дата доступу: 11.05.11. 5. Frank A. Android in action/ A. Frank, S. Robi :. Maning Publication Co, 2011. 6. David E. The Dalvik Virtual Machine Architecture/ E. David :. Digital book, 2010. 7. Frank A. Android in action/ A. Frank, S. Robi :. Maning Publication Co, 2011. 8. David E. The Dalvik Virtual Machine Architecture/ E. David :. Digital book, 2010. 9. Joshua E. Programming for the Java™ Virtual Machine / E. Joshua :. Addison-Wesley Professional 2007. 10. Jurgen P. NetBeans Platform 6.9 Developer's Guide/ P. Jurgen :. Packt Publishing, 2010. 11. Junya I. The Complete Eclipse Guidebook: From Installation to Plug-In/ I. Junya,  S.  Kotaro :. Digital book, 2003.12. Mark L. Beginning android 2/ L.Mark L. Murphy :. Apress, 2010. 13. Mark L. Pro android 2/ L.Mark L. Murphy :. Apress, 2010. 14. Alfonso V. Romero VirtualBox 3.1: Beginner's Guide / V. Alfonso Romero :. Packt Publishing, 2010.
1   2


Скачати 151.15 Kb.

  • Особливості та основні поняття географічних інформаційних систем при розробці алгоритмічно-програмної системи керування міським транспортом
  • Основні області застосування ГІС
  • Роль предметно-орієнтованих ГІС у системах керування рухом міського транспорту
  • Основні концепції інформаційної візуалізації в ГІС Інформаційна візуалізація - це процес формування ментальної моделі даних
  • Огляд найпопулярніших програмних систем керування рухом міського транспорту
  • Характеристики програмної системи керування рухом міського транспорту