J2ME ñược phát triển từ kiến trúc Java Card, Embeded Java và Personal Java của phiên bản Java 1.1. ðến sự ra ñời của Java 2 thì Sun quyết ñịnh thay thế Personal Java và ñươc gọi với tên mới là Java 2 Micro Edition. J2ME là nền tảng cho các thiết bị có tính chất nhỏ, gọn: Version 1 Version 2 PCs JDK 1.1.x Java 2 Platform. J2SE PDAs and Communicators PersonalJava Java 2 Platform. J2MSE/CDC
Phones and Pagers J2ME/CLDC
Embedded Devices EmbeddedJava J2ME/CLDC
Smart Cards JavaCard JavaCard
Lý do mà lập trình viên chọn J2ME
• Java ban ñầu ñược thiết kế dành cho các máy với tài nguyên bộ nhớ hạn chế.
• Thị trường của J2ME ñược mở rộng ra cho nhiều chủng loại thiết bị như:
o Các lọai thẻ cá nhân như Java Card
o Máy ñiện thoại di ñộng
Trang 43
o Các hộp ñiều khiển dành cho tivi, thiết bị giải trí gia dụng … Kiến trúc của J2ME
CLDC (Connected Limited Device Configuration)
ðịnh nghĩa về Configuration (Cấu hình): là ñặc tả ñịnh nghĩa một môi trường phần mềm cho một dòng các thiết bị ñược phân loại bởi tập hợp các ñặc tính, ví dụ như:
• Kiểu và số lượng bộ nhớ • Kiểu và tốc ñộ bộ vi xử lý • Kiểu mạng kết nối
Do ñây là ñặc tả nên các nhà sản xuất thiết bị như Samsung, Nokia… bắt buộc phải thực thi ñầy ñủ các ñặc tả do Sun qui ñịnh ñể các lập trình viên có thể dựa vào môi trường lập trình nhất quán và thông qua sự nhất quán này, các ứng dụng ñược tạo ra có thể mang tính ñộc lập thiết bị cao nhất có thể. Ví dụ
Trang 44 như một lập trình viên viết chương trình game cho ñiện thoại Samsung thì có thể sửa ñổi chương trình của mình một cách tối thiểu nhất ñể có thể chạy trên ñiện thọai Nokia, hoặc Motorola. Hiện nay Sun ñã ñưa ra 2 dạng Configuration:
• CLDC (Connected Limited Device Configuration - Cấu hình thiết bị kết
nối giới hạn): ñược thiết kế ñể nhắm vào thị trường các thiết bị cấp thấp
(low-end), các thiết bị này thông thường là máy ñiện thọai di ñộng và PDA với khoảng 512 KB bộ nhớ. Vì tài nguyên bộ nhớ hạn chế nên CLDC ñược gắn với Java không dây (Java Wireless ), dạng như cho phép người sử dụng mua và tải về các ứng dụng Java, ví dụ như là Midlet.
• CDC- Connected Device Configuration (Cấu hình thiết bị kết nối): CDC
ñược ñưa ra nhắm ñến các thiết bị có tính năng mạnh hơn dòng thiết bị thuộc CLDC nhưng vẫn yếu hơn các hệ thống máy ñể bàn sử dụng J2SE. Những thiết bị này có nhiều bộ nhớ hơn (thông thường là trên 2Mb) và có bộ xử lý mạnh hơn. Các sản phẩm này có thể kể ñến như các máy PDA cấp cao, ñiện thoại web, các thiết bị gia dụng trong gia ñình … Cả 2 dạng Cấu hình kể trên ñều chứa máy ảo Java (Java Virtual Machine) và tập hợp các lớp (class) Java cơ bản ñể cung cấp một môi trường cho các ứng dụng J2ME. Tuy nhiên, chúng ta chú ý rằng ñối với các thiết bị cấp thấp, do hạn chế về tài nguyên như bộ nhớ và bộ xử lý nên không thể yêu cầu máy ảo hổ trợ tất cả các tính năng như với máy ảo của J2SE, ví dụ, các thiết bị thuộc CLDC không có phần cứng yêu cầu các phép tính toán dấu phẩy ñộng, nên máy ảo thuộc CLDC không ñược yêu cầu hỗ trợ kiểu float và double.
CLDC ñịnh nghĩa một bộ các giao tiếp cơ bản cho lập trình ứng dụng và máy ảo cho những thiết bị hạn chế về tài nguyên như mobile phones, pagers, và PDA (personal digital assistant). Khi kết hợp với profile như là MIDP, nó cung cấp Java platform vững chắc cho việc phát triển các ứng dụng mà liên
Trang 45 quan ñến bộ nhớ có giới hạn, sức mạnh xử lý, và khả năng về ñồ họa bị hạn chế.
CLDC là thành phần cơ bản của kiến trúc Java 2 Platform, J2ME. Công nghệ J2ME ñược phổ biến trong phạm vi API như configuration, profiles, and package tùy chọn. Môi trường ứng dụng J2ME bao gồm configuration như CLDC và profile như MIDP(Mobile Information Device Profile). Hơn nữa, các package tùy chọn cung cấp khả năng xác ñịnh cụ thể các chức năng như gửi thông ñiệp wireless, Mutimedia capture và chức năng phát lại (playback). Do việc tùy thuộc về phần cứng, cho nên các nhà thiết kế và phát triển sản phẩm phải chọn những gói thích hợp, sử dụng APIs hỗ trợ truy cập thuận lợi ñến các component.
CLDC ñược thiết kế ñể mang lại sự tiện ích trên Java platform cho các thiết bị kết nối mạng mà bị hạng chế về tốc ñộ xử lý, bộ nhớ, và khả năng về ñồ họa. Như các cấu hình sau:
• Bộ xử lý 16-bit hoặc 32-bit với tốc ñộ clock là 16MHz hoặc cao hơn. • Tối thiểu 160 KB ñể dùng thư viện CLDC và máy ảo.
• Tối thiểu 192 KB tiêu tốn cho Java platform.
• Tiêu thụ năng lượng thấp, hoạt ñộng nhờ vào năng lượng pin.
• Dùng kết nối wireless hoặc băng thông có giới hạn và không liên tục. MIDP (Mobile Information Device Profile)
ðịnh nghĩa về Profile: Profile mở rộng Configuration bằng cách thêm vào các class ñể bổ trợ các tính năng cho từng thiết bị chuyên biệt. Cả 2 Configuration ñều có những profile liên quan và từ những profile này có thể dùng các class lẫn nhau. ðến ñây ta có thể nhận thấy do mỗi profile ñịnh nghĩa một tập hợp các class khác nhau, nên thường ta không thể chuyển một ứng dụng Java viết cho một profile này và chạy trên một máy hỗ trợ một profile khác. Cũng với lý do ñó, bạn không thể lấy một ứng dụng viết trên J2SE hay J2EE và chạy trên các máy hỗ trợ J2ME. Sau ñây là các profile tiêu biểu:
Trang 46
• Mobile Information Device Profile (MIDP): profile này sẽ bổ sung các
tính năng như hỗ trợ kết nối, các thành phần hỗ trợ giao diện người dùng … vào CLDC. Profile này ñược thiết kế chủ yếu ñể nhắm vào ñiện thọai di ñộng với ñặc tính là màn hình hiển thị hạn chế, dung lượng chứa có hạn. Do ñó MIDP sẽ cung cấp một giao diện người dùng ñơn giản và các tính năng mạng ñơn giản dựa trên HTTP. Có thể nói MIDP là profile nổi tiếng nhất bởi vì nó là kiến thức cơ bản cho lập trình Java trên các máy di ñộng (Wireless Java)
• PDA Profile: tương tự MIDP, nhưng với thị trường là các máy PDA với
màn hình và bộ nhớ lớn hơn
• Foundation Profile: cho phép mở rộng các tính năng của CDC với phần
lớn các thư viện của bộ Core Java2 1.3
MIDP 2.0 là phiên bản chỉnh sửa từ MIDP 1.0, và bao gồm một số ñặc tính mới như là giao diện cho người sử dụng ñược hỗ trợ nhiều hơn, truyền thông ña phương tiện và game, kết nối tốt hơn, bảo mật hơn.
• Cải tiến giao diện: thông qua kinh nghiệm người dùng, cải thiện khả năng chuyển ñộng của ứng dụng, và có khả năng mở rộng hơn nữa. Như là các cải thiện về Screen và Item. Thêm nữa, là các cải tiến về cách bố trí (layout) ñộng cho việc di chuyển dễ dàng hơn.
• Hỗ trợ Media : âm thanh, video ñược cải tiến; cho phép âm thanh và video chạy liên tục.
• Hỗ trợ Game: MIDP 2.0 thêm Game API vào tiêu chuẩn xây dựng game. MIDP Game API bao gồm các chức năng game cụ thể, như là các sprite và tiled layer và hỗ trợ về ñồ họa. Các chức năng ñược làm ñơn giản hơn và cải thiện về ñiều khiển tốt hơn nhờ vào ñồ họa và hiệu năng.
• Mở rộng kết nối: thông thường thì theo chuẩn HTTP, MIDP 2.0 hỗ trợ thêm HTTPS, datagram, sockets, server sockét, và các serial giao tiếp
Trang 47 port. Mở rộng này làm cho khả năng kết nối ñơn giản hơn, là tiêu chuẩn ñể tương thích với các cấu trúc phần mềm ñã tồn tại.
• Bảo mật: MIDP 2.0 thêm vào model bảo mật end-to-end mạnh mẽ, ñược xây dựng theo các tiêu chuẩn mở, mà có thể bảo vệ mạng, các ứng dụng và thông tin trên các thiết bị di ñộng. Còn hỗ trợ cả HTTPS và các tiêu chuẩn ñã tồn tại như SSL và WTLS cho phép chuyển giao dữ liệu mã hóa. Các domain bảo mật chống lại các truy cập không ñược xác nhận và chức năng không hợp lệ cho ñến khi các truy cập, chức năng ñược cho phép và chứng thực.
Máy ảo KVM (K Virtual Machine) :
Cũng giống như trên PC, muốn thực thi một ứng dụng Java, chúng ta cần phải có một máy áo JVM (Java Virtual Machine). Khi bạn biên dịch mã nguồn Java thành một lớp (.class) và ñặt chúng vào trong file lưu trữ JAR của Java, máy ảo JVM sẽ biên dịch file .class này thành mã thự thi, và ñược ñiều khiển bởi JVM. Các mã trong file .class gọi là mã bytecode.
ðối với thiết bị cấu hình dạng CDC, máy ảo JVM có toàn bộ chức năng tương ñương với máy ảo phục vụ môi trường J2SE.
ðối với thiết bị cấu hình dạng CLDC, Sun cài ñặt một phiên bản thu nhỏ hơn dành cho JVM gọi là K Virtual Machine (KVM).