【毕业学位论文】（Word原稿）基于Android的数据云备份系统设计与实现-软件工程

中图分类号： 学校代码： 10055 密级： 硕 士 专 业 学 位 论 文 中文题目：基于 数据 云 备份系统设计与实现 文作者 指导教师 申请学位 工程硕士 培养单位 学科专业 软件工程 研究方向 答辩委员会主席 评 阅 人 南开大学研究生院 二一 三 年十月 南开大学学位论文使用授权书 根据南开大学关于研究生学位论文收藏和利用管理办法，我校的博士、硕士学位获得者均须向南开大学提交本人的学位论文纸质本及相应电子版。 本人完全了解南开大学有关研究生学位论文收藏和利用的管理规定。南开大学拥有在著作权法规定范围内的学位论文使用权 ，即： (1)学位获得者必须按规定提交学位论文 (包括纸质印刷本及电子版 )，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生学位论文，并编入南开大学博硕士学位论文全文数据库； (2)为教学和科研目的，学校可以将公开的学位论文作为资料在图书馆等场所提供校内师生阅读，在校园网上提供论文目录检索、文摘以及论文全文浏览、下载等免费信息服务； (3)根据教育部有关规定，南开大学向教育部指定单位提交公开的学位论文； (4)学位论文作者授权学校向中国科技信息研究所及其万方数据电子出版社和中国学术期刊 (光盘 )电子出版社提交规定范围 的学位论文及其电子版并收入相应学位论文数据库，通过其相关网站对外进行信息服务。同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。 非公开学位论文，保密期限内不向外提交和提供服务，解密后提交和服务同公开论文。 论文电子版提交至 校图书馆网站： 。 本人承诺：本人的学位论文是在南开大学学习期间创作完成的作品，并已通过论文答辩；提交的学位论文电子版与纸质本论文的内容一致，如因不同造成不良后果由本人自负。 本人同意遵守上述规定。本授权书签署一式两份，由研究生院 和图书馆留存。 作者暨授权人签字： 20 年 月 日 南开大学研究生学位论文作者信息 论文题目 姓 名 学号 答辩日期 论文类别 博士 学历硕士 硕士专业学位 高校教师 同等学力硕士 院 /系 /所 软件学院 专业 软件工程 联系电话 通信地址 (邮编 )： 备注： 是否批准为非公开论文 否 注：本授权书适用我校授予的所有博士、硕士的学位论文。由作者填写 (一式两份 )签字后交校图书馆， 非公开学位论文须附南开大学研究生申请非公开学位论文审批表。 南开大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 年 月 日 非公开学位论文标注说明 (本页表中填写内容须打印 ) 根据南开大学有关规定，非公开学位论文须经指导教师同意、作者本人申请和相关部门批准方能标注。未经批准的均为公开学位论文，公开学位论文本说明为空白。 论文题目 申请密级 限制 ( 2年 ) 秘密 ( 10 年 ) 机密 ( 20 年 ) 保密期限 20 年 月 日至 20 年 月 日 审批表编号 批准日期 20 年 月 日 南开大学学位评定委员会办公室盖章 (有效 ) 注： 限制 2年 (可少于 2年 );秘密 10年 (可少于 10 年 );机密 20年 (可少于 20年 )摘要 摘要 从计算机时代的开始，数据的存储一直是最核心的需求。随着大数据时代来临 ,数据价值越来越被重视。作为保护数据最常用的方式，云备份成为企业和个人选择数据保护的首选方法。另一方面，伴着 动互联网的兴起，数据信息更呈现了分散和跨平台的特点，针对 统的开放性，如何更好的把握系统多样性更好的兼容终端适配，以便让用户个性化的数据得到安全、便捷的存储成为了需要解决的问题。 在产品的设计和开发中，我们采用敏捷开发的 理念管理产品团队和开发团队。敏捷开发以人为核心，采用循序渐进及迭代的开发方法，核心原则包括：主张简单以及拥抱变化。在敏捷开发中，软件项目的构建被切分成多个子项目，各个子项目的成果都经过测试，具备集成和可运行的特征。论文在对 台的技术现状以及发展趋势的进行简要介绍的基础上，详细分析了开发各个环节，并予以实施。 产品实现了 台上基本数据类型的备份还原，可以轻松一键实现备份到服务器、个人电子邮箱和本地存储卡。用户不但可以自由选择需要备份的内容，如：通讯录、短信、视频、图片等，更可以选 择某一条数据进行备份，满足了用户个性化备份的需求。结合移动应用的特点，该产品具有低耦合性、实时性、便于移植的特点，同时可维护性强， 具有很强的市场竞争力 。 关键字 ： 移动数据 产品设计 目录 to be of As of is of as in of of to s of to it to be We on of To be is a on to In up of of in of in to of up in It up to by be to to a of to up As a of 录 in of as as 录 录 摘要 . I . 一章 绪 论 . 7 第一节 引言 .二节 开发背景与意义 .三节 项目的主要工作 .二章 相关理论技术基础 . 8 第一节 台概述 . 述 . 台构架 . 用的构成与工作机制 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 第二节 台构架 . 简介 . 配置开发环境 .三章 产品需求分析与设计 . 18 第一节 系统目标 .二节 系统功能需求分析 . 数据备份 . 数据压缩与安全 . 网络逻辑处理 . 界面交互设计 .三节 系统整体设计 . 系统结构设计 . 备份操作分析 . 还原操作分析 .四章 备份还原设计与实现 . 24 第一节 份方案与设计 .录 V 信息读取模块的实现 . 短信息备份恢复模块的设计 . 其他数据类型处理 .二节 文件压缩与安全的实现 . 文件压缩模块 . 数据加密模块 .三节 还原服务器数据 .四节 系统对逻辑服务器操作 . 数据还原用户信息 . 数据备份信息上传 . 获取用户备份列表 . 删除备份条目 . 获取用户加密密码 .四节 界面易用性设计 . 备份数据流程设计 .备份数据首页 .备份信息的提示 .备份过程的人机交互 . 云端数据还原设计 .还原提醒界面 .还原过程的人机交互 . 易用性环节设计 .历史记录查询 .断点续传操作 .加密数据设置 .五章 测试与验收 . 55 第一节 功能测试 . 单机备份还原 . 跨机备份还原 .二节 交互测试 .三节 压力测试 .四节 功能测试 .五章 工作与总结 . 57 第一节 主要工作 . 备份功能的实现 . 个人信息的加密 . 服务器的逻辑操作 . 备份数据的还 原功能 .录 二节 展望 .考文献 . 59 致谢 . 60 个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果 . 61 基于 数据云备份系统 7 第一章 绪 论 第一节 引言 如今全国 3经突破 占全部智能手机 用户的 18%。3随着 3G 时代的到来，移动互联网的全面发展，手机的功能变得越来 越强大，手机里的数据对于用户来说都非常的重要，特别是通讯录、通话记录 、短信息、邮件等数据个人数据，一旦手机丢失、误删除 或其他意外，会给用户带来 无法挽回的损失 ，数据备份与还原这个应用可以帮助用户解决这个问题。 第二节 开发背景与意义 为移动时代的主力操作系统，正在以几何速度迅猛的增长。目前在 场有 20万款 用程序。谷歌也证实，已激活了数亿部 与此同时， 应用的数据量也随之增长，照片、通讯录、文件等重要信息的 跨平台共享 成为首要用户需求。作为智能机市场占有率最高的 终端数据 备份还原 当然是最为关键的课题。 第三节 项目的主要工作 本文主要论述了从用户需求分析产品设计阶段，数据备份还原的开发详细设计与实现阶段，包括最后的产品测试验收。 论文对 统发展情况以及应用开发现状进行了介绍， 阐述了用户信息的备份还原的背景和必要性。从软件功能角度出发，结合使用过程中实际的用户体验。用应用活动图、用例图以及补充等方式说明 。定制了详细的 论文在分析 统框架的基础上，设计了整体的云备份还原的机制。其中备份还原过程中的不同类型 的读写 、数据管理 、文件压缩 等基本功能作为基于 数据云备份系统 8 应用层的组成部分来实现。而文件系统的安全性则主要在系统核心进行设计。并通过连接器机制在用户终端与逻辑处理服务器进行消息传递。通过系统的总体设计明确了数据备份还原的软件构架以及在 论文中主要对应用开发的关键技术进行了详细的研究 。涉及到数据的读取模块、备份模块、不同数据类型的处理、加密解密的实现、整 体数据的压缩等相关的知识点，阐述了应用的详细设计与实现过程。 最后对产品进行了基本的功能 测试和验收工作。 第二章 相关理论技术基础 第一节 台概述 述 最初平台由 公司 自主研发 ， 后由 2005 续对 营，它 的 底层 基础功能由 它的内置应用软件由各公司自行开发，相对开放的平台性，给 近 两年的操作系统 经 成为 主力智能手机 系统， 不但击败了称霸十余年手机市场的塞班系统，而且发展势头也超越了 为了最受还原的智能平台 。采用 (第一台谷歌的手机 美国摩托罗拉， 。现在， 中国大 陆厂有 ：魅族（ 华为、中兴、联想、蓝魔等。 综上所述，考虑到 据未来市场的占有率，我在毕业设计中选择了基于 基于 数据云备份系统 9 台构架 在开始研发工作前，首先 对 台自外而内分为应用层、应有程序架构层、运行库层、 核层。 如下图： 图 2.1 台架构图 （ 1）最上层是“应用层”：包含一些核心应用程序，我们开发的应用程序也属于这一层，开发语言为 用开发主要是在这一层） （ 2）然后是“应用程序框架层”：根据我自己的理解，应用程序框架层主要是将开发需要调用的功能封装并模块化，这样便于复用以及便于开发者对其进行替换。说白了，应用程序框架其实就是封装的各个现成的类。（ 改 度定制） （ 3）接下来是“运行库层”：该层包含 C/C+开发的库、 发的核心库和 基于 数据云备份系统 10 （ 4）最下面一层是“ 件驱动程序包含其中，开发语言是 了解了上面的内容，关于 用开发、系统开发和驱动开发；应用开发和系统开发主要使用 言，并且需要对应用程序框架及运行原理有很清楚的认识；而驱动开发则需要了解 需要具备 第二节 台构架 配置开发环境 在本小节中将介绍我在开发 ，配置的环境过程。首先 ， 要下载并安装 是运行 序必须的 。 接下来下载 装 最后安装 过这些开发环境配置，就可以进行虚拟机的设置。下边开始详细介绍具体实现的过程。 载 载 成开发环境，首先 登录 到，选择 下载 图 据个人电脑的配置选择，本次设计选择的是 安装 件 基于 数据云备份系统 11 接下来要安装 为了方便以方便、快捷地创建、运行并调试 首次运行 提示设置 菜单栏选择 项 ， 对话框中 ” 并回车， 会 显示如下图： 图 载 件 选择 钮， 然后按照引导提示的步骤完成安装。 单击中 “I ，再单击 “ ， 这样就 开始安装 基于 数据云备份系统 12 图 始安装插件 安装期间会提示 “，选择 装完成后选择 会出现如下选项： 图 件已安装 并且 口中会出现 项，说明 件安装成功。 安装 下载好 ，开始安装， 用了 言 ，所以需要先安装 以上版本。 下载 完成后直接解压 下载后的 接下来还需要在 将 样就可以 在 统的模拟器运行程序、进行基于 数据云备份系统 13 调试 工作 等 。 也可以下载 安装完插件后，需要做一些简单的配置。 这里文件的绝地地址是 D: 寻找合适的 于 数据云备份系统 14 图 正在下载 以直接选择 后再选择 本设计中是 全选的，接下来的安装过程持续了几个小时 。 安装完毕后，关闭 启动 选择 项中的 性。 进入 表中， 选择 D:击 单击 建 拟器 在 DK 对话框的左边选中 击右部的 钮（你可能需要把对话框拉宽才能看见这个按钮），填写参数： 基于 数据云备份系统 15 图 创建 击 钮，完成模拟器的创建。 创建模拟器需要一点时间，一般来说，为模拟器设定的内存越大用的时间越久。 基于 数据云备份系统 16 图 动模拟器 设定参数后，单击 动模拟器 ： 基于 数据云备份系统 17 图 模拟器初始界面 上 面 显示的模拟器进行了一些设置，如时区选择、语言选择。至此，环境搭建完毕，可以进行开发了。 基于 数据云备份系统 18 第三章 产品需求分析 与设计 第一节 系统目标 要解决用户终端数据备份需求，正确的保存与还原信息为用户数据方便高效的操作提供支持。应用的研究目标为针对 究并设计一款 一款简洁好用的数据备份还原手机客户端软件，可以轻松一键实现备份 到 个人电子邮箱和本地存储卡。用户不但可以自由选择需要备份的内容，如：通讯录、 通话记录、 短信、视频、图片等。为了用户的数据安全，我们为用户提供了数据加密功能，用户可以对自己的数据包进行密码加密后 压缩继续进行 双重保证用户的安全和隐私。 为了节省存储空间并且方便用户管理个人数据，系统使用了压缩功能，之前得到的用户数据将被压缩成 进行后续处理。 实现内容包括系统的界面设计、用户体验交互、内部的操作流程，最终成功运行在 第二节 系统 功能 需求分析 从用户的角度出发，备份还原功能包括四个部分：数据备份、用户数据 压缩与 安全、 网络逻辑处理 、界面交互 设计 。 数据备份 在 据多样性是最重要的需求。主要数据包括：短信、彩信、通讯录、通话记录和多媒体文件。每种 数据格式的存储方 式，读写方法都需要定制处理。在备份过程中需要检验应用目录的有效性，动态监测否插入 /移除等状态。 基于 数据云备份系统 19 据 压缩 与 安全 客户端对用户备份数据进行压缩处理，及提高网络传输效率又可以保证还原的完整性。 时下各种恶意软件威胁着用户数据安全，保证备份数据的安全成为备份的一个重点需求。 默认系统会对备份的数据进行 个人数据不会暴露在 或服务器上。在压缩过程中还会设置压缩加密，实现双重数据安全保护。 络 逻辑处理 与 逻辑处理 服务器建立连接，获取备份信息包括： 文件名、用户名、设备编号、上传文件时间戳、断点续传的位置标识等 。我设计了历史记录方便用户创建多个备份还原点，同时还原支持断点续传功能。在还原时逻辑服务器会将数据传输进行标记，可识别上次下载进度保证数据完整。客户端执行 来自服务器逻辑，完成 备份还原 操作 。 面交互设计 应用 提供方便的导航功能 ，用引导的方式进行备份还原操作。另外， 在用户操作 时 需要提交服务器申请，会有一段潜在的用户等待时间。 我们设置了 进度界面，减少不必要的潜在等待时间。 防错机制 处理， 用户可以清晰地提供提示信息， 例如：用户选择备份内容 后，提供给用户备份摘要， 方便用户继续 进行操作 。 根据用户需求设计如下功能界面： 序号 主模块 子模块 1 一键备份 启动页面 2 选择文件 3 备份向导 _选择备份方式 4 备份向导 _设置个人邮箱 5 备份提醒页 6 设置备份密码 7 开始备份 基于 数据云备份系统 20 8 备份完成 9 一键还原 扫描备份数据 10 输入还原密码 11 还原完成 12 历史记录 备份记录 13 继续操作 表 备份平台功能表 第三节 系统整体 设计 分：手机客户端、逻辑处理服务器端、用户信息存储服务器。论文完成的工作基于 的开发，主要设侧重于客户端的处理与实现。 统结构设计 基于 数据云备份系统 21 图 备份 还原整体结构图 逻辑处理 服务器： 处理备份 逻辑 是本系统的核心模块，与客户端的交互中负责处理所有客户端发 送的请求。并将结果信息返回给客户端。在与用户信息存储服务器交换数据的过程中 ， 主要担当了将用户备份信息存储到用户信息存储服务器的角色，并负责管理与解析其中 的数据。能够按照设计的逻辑并行处理多个用户的请求。他负责与系统所有模块交互， 将整个系统管理起来 。 手机客户端是所有终端用户请求的发起端。用户备份、还原、查询等请求，都是通过手机客户端发送给服务器的。是真实用户的直接使用对象 。 用户存储服务器是所有用户信息的实际存储容器。他为用户信息提供了高效的存储方式，使用户信息能够较快速的查询和写入并在一定程度上优化了存储空间。其中的数据由逻辑处理服务器管理。 份操作分析 备份操作由客户端想逻辑服务器发起请求，准备本地数据的同时，将备份信息进行处理上传到逻辑服务器中。 等待逻辑处理服务器的反馈，从而完成备份应用。 基于 数据云备份系统 22 图 备 份用户用例图 首先用户选择备份数据，此时需要根据不同的数据类型读取数据。数据类型包括短信、通讯录、通话记录、多媒体文件等。通过备份存储到手机终端本地，程序验证 用空间。 选择备份 地点， 并将所选数据进行加密、压缩处理。通过 供的方法连接网络，存储到目标空间。 在提交数据的同时，终端会上传 用户名、客户端的唯一标示，所传数据的文件名、时间戳 、断点位置 等信息 。 逻辑服务器与用户存储服务器通讯，核实 加密信息、数据时间等 信息后反馈客户端备份请求。 然后客户端 启动 上传数据，建立新的备份历史 记录。 原操作分析 还原操作由客户端发起，向逻辑处理服务器请求数据，并加压缩到系统位置。 基于 数据云备份系统 23