原文： Mobile Learning Application for Basic Router and Switch Configuration on Android Platform 以下为浙江师范大学本科毕业设计(论文)外文翻译。译者：王露婷;校译：阮高峰。
摘要：本文介绍了以路由器和交换机的基本配置为例的安卓平台移动学习应用的设计与开发，采用了Java编程语言，帮助在马来西亚马拉工业大学计算机网络技术部、计算机和数学科学学院的学生学习计算机网络课程。我们的做法是结合多媒体动画的概念和命令语句，创建一个普遍的学习环境，来系统地呈现路由器和交换机配置。有了这个移动学习应用，学生可以随时随地根据自己的进度学习。本移动学习应用计划对目前的传统课堂和电子学习系统加以补充。初步测试表明，一个精心呈现的多媒体动画功能，通过移动电话传送，有着巨大的潜力来促进并加强学习过程。
关键字：安卓平台；Java编程语言；移动学习应用；路由器和交换机配置
一、简介
计算技术在学习方面的用途已经以各种不同的方式被注意到。在过去的几十年里，电子学习已经被世界上许多地方的公立学校和大学生接受并采用。他们对电子学习这个术语和技术都很熟悉，然而近些年来，移动技术的快速发展开辟了一个被称为移动学习的全新领域。移动学习是电子学习的下一代，基于移动设备（Sharples，M，2005）。诸如IEEE 802.11、蓝牙和GPRS的这些无线技术被运用到台湾真理大学的一个项目当中，该项目旨在研究非正式课堂和电子书包系统的发展（Chang C，Sheu J，2007）。一个名为Math4Mobile的试点案例研究在包含手机应用程序的新环境中进行，旨在支持移动学习（Botzer，G，2007）。总之，该研究表明移动学习促进了学生的经验学习。 P．Pocatilu，F.Alecu和M.Vetrici提出了安卓平台的分布式移动学习应用开发的主要步骤（2010）。客户端应用程序使用Web服务与服务器通信。开发的原型包括测试模块。使用Web服务的移动学习应用程序通过在移动客户端和服务器之间提供一个标准化的通信方式来推动开发进程。有一项关于如何使用移动设备和移动应用开发作为一种机制来教计算机科学专业的学生编程入门的研究（Mahmoud,Q.H和Popowicz，P.,2010）。他们的研究目的是将移动设备集成到计算机教育当中，相较于其它教学方法可能会提供学生更多的好处。在他们的研究中，途径包括以Java微型版（ME）平台和黑莓智能手机作为设备。该应用相关的软件工具，如黑莓的Java开发环境，用于构建基于Java ME和黑莓的应用程序和黑莓智能手机模拟器。 田纳西大学的马丁有一个项目，开发了基于谷歌的安卓平台和苹果的iOS平台的移动学习应用，用于电气工程课程中调查其对学生成绩的影响。这些应用是基于测试风格和触摸应用程序来提问学生有关电气工程学科的问题。有几种不同的问题可供选择，包括数字逻辑门分析、离散信号卷积和数字滤波器的设计。一旦学生完成任务，评分结果可以自动发送到老师的电子邮箱（Potts，J，Moore，N和Sukittanon，S.，2011）。
二、系统设计和开发
图1展示了系统的总体设计。 
（一）硬件和软件要求
以下是开发该应用程序所需的硬件需求：
个人台式机/笔记本已经被用于开发此应用程序，并且在开发过程中所有软件将被安装。所需的最小内存大小是1GB，以便能够成功运行或执行应用程序。
服务器存储此应用程序和内容发布，开发者需要上传路由器和交换机的基本配置内容到数据库。选择MediaFire文件托管存储此应用程序。用户很容易从这个托管站点下载应用程序，如果他们想要使用该应用程序。智能手机相较于一个当代基本功能的手机，能够提供更先进的计算能力和连通性。
移动手机和功能手机可能被认为是内部集成了移动电话的掌上电脑。对于这个项目，使用三星Galaxy，因为它支持此应用程序开发的安卓平台。
以下是开发该应用程序所需的硬件需求：
谷歌开发的手机操作系统安卓是基于Linux内核的修改版本。安卓操作系统上运行的Java应用程序软件堆栈由Java面向对象应用框架基于Java核心库构成。安卓的软件开发工具包（SDK）包含一组全面的开发工具，用于开发支持安卓平台的手机应用程序。
Eclipse是插件运行的平台，致力于构建开放的开发平台，该平台包括可扩展的框架、工具，以及在运行时构建、开发和管理软件。
Eclipse是一个可用于编写程序来开发移动应用的软件，例如使用Java编程语言。该平台由供应商用于构建解决方案的开源软件组件工具组成，插件集成了软件的工作台。
Adobe Photoshop是一个图形编辑软件,由Adobe系统开发并发布。该软件用于制作此应用程序的背景界面，是当前商业位图和图像处理软件的市场领导者。
（二）设置笔记本电脑
设置笔记本电脑需要几个阶段，例如：
用安卓软件开发工具（ADT）和模拟器（AVD）安装并配置Eclipse，以准备开发计算机，确保它满足系统要求。之后安装Windows SDK起动器包，因为使用的操作系统是Windows 7。开发者需要添加用于开发SDK的包，在应用程序可以被开发之前从安卓SDK管理器中安装。
下一步是安装Eclipse。Eclipse可以为安卓开发适当改编，因为开发人员可以得到插件来帮助创建安卓项目。Eclipse有几个版本，为了此项目的开发，开发者使用供Java开发人员使用的Eclipse集成开发环境（IDE）。
然后需要安装安卓开发工具（ADT）。安装这个，要打开Eclipse，选择帮助，而不是点击“安装新软件”。然后单击“添加”按钮，创建一个新条目：名字：“Android ADT”（这个空间是为自己的个人使用）和位置：https://dl-ssl.google.com/android/eclipse/。检查所有的盒子安装工具，然后点击“我同意”，“下一步”，“是的”，等到它要求重新启动eclipse。
最后也是重要的一点，开发人员需要创建安卓虚拟设备（AVD），作为在电脑上运行和测试安卓应用程序项目的模拟器。在同一个“安卓SDK和AVD管理器”中选择左边的“虚拟设备”，创建一个“新”的。不同的AVD会代表不同的安卓版本以及不同的硬件规格和屏幕密度。
（三）设置服务器
设置服务器需要几个阶段，例如：
首先，需要在应用上传并存储在Mediafire文件托管数据库前注册一个帐户。注册表单必须在继续下一个步骤前完成。
将应用程序文件上传到到数据库，只需拖动安卓应用程序文件（.apk），等到上传过程完成。下载链接将自动由文件托管生成。点击分享链接，它会打开生成的链接。用户可以使用此链接下载得到这个移动学习应用程序。
开发者可以在数据库中访问安卓应用程序包（.apk）时，内容交付开发过程完成。只有开发人员可以对数据库中的文件进行更改。
（四）设置手机
设置手机需要几个阶段，例如：
开发者需要确保手机在开发过程结束时可以安装应用程序。包括检查一些设置，确保手机设置成正确的方式，然后用已安装和配置好的USB线连接手机到电脑。手机要准备开始运作，有几个步骤需要遵循：
点击“主页”按钮，进入手机的主屏幕。
点击主屏幕上的“菜单”按钮，然后单击“设置”，再点击“应用程序”。
如果手机有一个未知来源设置，确保未知来源复选框被选中。
点击“开发”，确保USB调试和保持唤醒的复选框都被选中。
最后，用USB数据线连接手机和已安装并配置好的电脑。
（五）移动学习模块
显示应用程序的流程需要几个设计阶段。原型开发包括五项活动：流程图、背景图、用例图、故事板和内容交付框架。 移动学习应用的原型故事板有以下模块：
应用程序的主模块菜单。用户可以点击任何可取的选择，如下所示。
关于此应用程序的介绍模块和一些关于开发者的细节可供用户了解。
在用户做路由器和交换机的一些基本配置之前，组件模块需要进行简单的网络连接。当用户单击每个组件时，将会有每个组件的解释说明。
本教程模块将会提供关于如何做路由器和交换机的基本配置的一步一步的过程。所有的基本配置命令将显示在这里，以便用户日后可以很容易地地学习如何实现它们。
结合从教程模块中所学的知识，配置模块通过练习帮助用户进一步加强对交换机和路由器的基本配置的掌握。此模块可以作为衡量用户理解程度的评估。
关于模块包含的项目成员的个人资料。
该系统采用了思科（Wendell Odom，2011）提供的教科书的内容。独立的模块编写，并且共享数据。每个模块都有一个关联的屏幕，都从主屏幕启动。
三、测试和结果
测试此应用程序，开发人员使用三星Galaxy S手机固件版本（2.3.4 - GINGERBREAD）运行安卓平台。用户可以使用蜂窝技术或无线网络在互联网上下载此应用程序。 
图2显示了下载页面，这是当用户想下载使用这个关于路由器和交换机的基本配置的移动学习应用时。用户进入下载链接http://www.mediafire.com/?v6msmbm3t15o3ss下载应用程序，然后如上页面将会出现。点击下载按钮，应用程序会自动下载到用户的手机。 可以在手机内部下载文件夹中找到托管文件传输过来的安装程序包文件。安装应用程序，点击Basic Network.apk文件，如图3a所示，是安卓安装包文件。下一个屏幕如图3b所示，会在单击安卓包文件后出现。用户将被询问是否想要安装此应用程序。点击安装按钮继续安装进程，单击取消终止安装。点击安装应用程序后将会安装。屏幕显示安装进度，将在下一个屏幕如图3c中显示。安装过程大约花费几分钟，完成后应用程序可以在移动电话上使用。 
安装过程完成后，转到手机主屏幕，如图4a所示。主菜单上出现一个图标标签是基本配置的应用程序，表示该应用程序已被安装。点击图标，用户可以开始使用应用程序。这是最后的阶段，所有的任务，如安装和配置都已完成。在这个阶段，应用程序需要进行测试，以确保功能运行正常，找出任何可能出现的缺陷。利益相关者测试应用程序，结果则被填充到给定的测试结果表中。配置模块测试的细节和结果在应用程序中将进行如下说明。 
点击图4a主屏幕上的基本配置的图标标签，开始使用应用程序。应用程序主菜单将会出现，如图4b所示。点击图4b中应用程序主菜单的配置练习，用户将在做配置任务前得到地址表和拓扑，如图5a所示。用户需要按照地址表中的ip地址、子网掩码和默认网关。 
用户单击next按钮进入模拟屏幕。模拟屏上有路由器、PC1、PC2、交叉电缆，测试连接按钮任务，如图5b所示。用户需要点击交叉电缆，随后fastethernet0/0和fastethernet0/1将会出现。选择fastethernet0/0，然后单击路由器，把它连接到PC1。采用相同的步骤，点击fastethernet0/1，然后单击路由器，把它连接到PC2。 在根据地址表提供的信息来配置PC1和PC2之前，用户需要点击PC1进入PC1的菜单配置，如图6a所示。现在用户点击PC2，PC2的菜单配置出现，如图6b所示。应用与PC1相同的步骤，用户需要设置PC2的IP地址、子网掩码和网关。对于PC2，输入的IP地址是192.168.20.2，子网掩码为255.255.255.0，网关是192.168.20.1。然后，点击应用保存之前输入的数据，并且返回到模拟屏幕。当用户在模拟屏上点击路由器图标，路由器命令行接口配置将会出现，如图6c所示。 
这是路由器的命令行界面（CLI），用户需要配置路由器。路由器和两台PC机通过fastethernet0/0和fastethernet0/1有线连接后，用户需要配置。首先，用户输入ena进入路由器的特权模式。在特权模式下，用户输入config terminal进入路由器的配置模式。用户需要设置fastethernet0/0的配置。输入interface fa0/0进入fastethernet0/0接口。用户为这个接口输入的IP地址是192.168.10.1，子网掩码是255.255.255.0。为了确保接口启用，用户输入no shutdown命令。现在用户需要设置fastethernet0/1的配置，但在此之前，应用退出命令退出fastethernet0/0接口。在路由器配置模式下，输入interface fa0/1进入fastethernet0/1接口。此接口输入的IP地址是192.168.20.1，子网掩码是255.255.255.0。然后输入no shutdown命令，以确保接口启动。最后，路由器的整个配置完成后，配置完成消息框将会出现。输入end命令退出命令行界面（CLI）并且返回到模拟屏。 完成路由器和PC1、PC2的所有配置后，用户需要通过点击模拟屏上的测试连接按钮进行测试连接。如果路由器和PC连接成功，连接成功的消息框将会在屏幕上出现。反之，如果连接失败，连接失败的消息框将会出现，此时用户可以做故障排查。 点击故障排查测试，开始故障排查。 
图7a展示了排查故障的拓扑。为了故障排查，两台PC和路由器都设置了不正确的IP地址、子网掩码和默认网关，使得连接失败。用户需要基于给定的路由表解决和纠正错误，确保连接成功。 PC1不正确的IP地址192.168.10.1和子网掩码192.168.10.10，如图7b所示。 用户使用正确的IP地址192.168.10.2和子网掩码192.168.10.1矫正错误。纠正所有错误之后，用户点击应用按钮，保存所做的更改，并返回故障仿真检测。PC2给定的不正确的IP地址192.168.20.1和子网掩码192.168.20.5，如图7c所示。 用户使用正确的IP地址192.168.20.2和子网掩码192.168.20.1矫正错误。点击应用按钮保存之前所做的更改，并返回故障仿真检测。 当用户点击路由器时，图8a出现。这表明已经在路由器中输入了不正确的IP地址和子网掩码。用户需要纠正不正确的IP地址和子网掩码。点击编辑按钮进入命令行界面（CLI）的故障排查进行配置更改，如图8b所示。 图8c中有一个文本域供用户输入正确的配置，输入命令后点击回车按钮。首先，用户输入ena进入路由器的特权模式。输入config t命令进入路由器的配置模式。使用int fa0/0命令进入fastethernet0/0接口，输入正确的IP地址192.168.10.1和子网掩码255.255.255.0。 然后，输入int fa0/1进入fastethernet0/1接口，输入正确的IP地址192.168.20.1和子网掩码255.255.255.0。更改后，点击应用按钮保存配置并返回故障仿真检测。 
进行所有更改并保存后，用户可以再一次点击路由器，检查配置是否已经改变。下面的图9显示了和之前相比正确的IP地址和子网掩码。 
最后，完成所有校正后，用户需要检查PC1、PC2和路由器之间的连接是否成功。用户点击测试连接按钮，当连接成功时，屏幕上会显示一条消息，如上图9所示。
四、结论和未来的工作
开发移动应用不是一项容易的任务。在本文中，我们介绍了开发安卓移动学习应用的主要步骤。客户端应用程序使用Web服务与服务器通信，下载应用程序。系统开发包括测试模块。测试结果表明，该系统正常运行。 下一步，我们将对原型进行评估，评估该系统的学习效率和效果。该系统将持续发展，未来的工作包括改善系统，在系统中添加更多的内容模块和多项选择题，创造更多交互式学习选择的分类体系，不断增强系统来满足学生的需求，进一步的实验将进行更长一段时间。
五、致谢
本研究由以下机构支持：UiTM卓越研究基金(教师强化研究)资助计划、研究管理协会、马来西亚雪兰莪州莎阿南马拉工业大学，下批编号No. 600-RMI/DANA 5/3/RIF (61/2012)。
参考文献
Sharples, M. (2005). Disruptive devices: mobile technology for conversational learning. International Journal of Continuing Engineering Education and Life Long Learning, 12(5/6), 504-520. Chang C., Sheu J.(2007). Design and Implementation of Ad Hoc Classroom and eSchoolbag Systems for Ubiquitous Learning, Proc. of IEEE International Workshop on Wireless and Mobile Technologies in Education (WMTE 2002) , (p. 8-14). Botzer, G and Yershalmy, M. (2007) Mobile application for mobile learning. Paper presented at IADIS International Conference on Cognition and Exploratory Learning in Digital Age (CELDA 2007) P. Pocatilu, F. Alecu and M. Vetrici (2010). Measuring the Efficiency of Cloud Com-puting for E-learning Systems, WSEAS TRANSACTIONS on COMPUTERS, Issue 1, Volume 9, January 2010, pp. 42-51. Mahmoud, Q.H and Popowicz, P. (2010). A mobile application development approach to teaching introductory programming. Paper presented at Frontiers in Education Conference (FIE), 2010 Potts, J, Moore, N and Sukittanon, S. (2011). Developing Mobile Learning Applications for Electrical Engineering Courses. Paper presented at Southeaston, 2011 Proceedings of IEEE. Wendell Odom (2011). CCNA ICND2 640-816 Official Cert Guide, 3rd Edition, Cisco Press 2011.