Программирование для мобильных платформ. Android и WP. Учебный курс

Программирование для мобильных платформ

Android и WP. Учебный курс

Иван Андреевич Трещев

Владимир Александрович Тихомиров

Общий анализ Анастасия Сергеевна Ватолина

© Иван Андреевич Трещев, 2020

© Владимир Александрович Тихомиров, 2020

ISBN 978-5-4498-9458-8

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Раздел 1. Windows Phone – Silverlight и xna

ВВЕДЕНИЕ

Много чего можно отнести к мобильным программируемым устройствам. В принципе – это любая программируемая компьютерная техника, которую человек может перетащить с собой в дипломате. В наш курс будут входить только:

– сотовые телефоны;

– смартфоны;

– коммуникаторы;

– КПК (карманные персональные компьютеры).

Сотовые телефоны

Сотовый телефон оснащен прошивкой – выполняющей роль примитивной операционной системы (ОС), компоненты которой простой смертный, не знающий языка программирования, вряд ли сможет изменить. Однако большинство современных аппаратов помимо неизменяемой прошивки имеют в своем арсенале программную платформу Java2ME (Java 2 Micro Edition), которая позволяет закачивать на телефон приложения, написанные на языке Java, в том числе и игры. Скорее всего, по мере удешевления смартфонов сотовые телефоны, а вместе с ними и платформа Java2ME, канут в лету. Однако на данный момент в интернете можно найти довольно большое количество приложений, которые для неё подходят. Кроме этой платформы, существуют ещё две: Mophun (живет только в старых телефонах Sony Ericsson, например SonyEricssonT610) и BREW. Последняя увидела свет позже, чем Java2ME, в 2001 году, и изначально предназначалась для CDMA-телефонов, затем была адаптирована и для телефонов стандарта GSM, но широкого распространения пока так и не получила, по крайней мере в России.

Смартфоны

Название «смартфонов» произошло от двух английских слов: «Smart», что в переводе означает «умный», и «Phone» – телефон. То есть смартфон – это умный телефон. А какой телефон можно считать «умным»? Разумеется, клиента электронной почты, WAP-браузера и «продвинутого» редактора рингтонов тут недостаточно. Речь идет о других, компьютерных функциях аппарата. То есть у него должна быть настоящая операционная система, большой дисплей, Bluetooth и/или инфракрасный порт. Также «ум» телефона подчеркивают возможность синхронизации с ПК, наличие слотов расширения и достаточный объем памяти для установки приложений.

Рисунок 1. Разновидности смартфонов

От стоящих ниже на лестнице эволюции телефонов смартфонам достались телефонная клавиатура и отсутствие сенсорного дисплея.

Коммуникатор

Коммуникатор – это карманный компьютер с функциями телефона. Это значит, что в устройстве зачастую не бывает телефонной клавиатуры (рис.), в обязательном порядке имеются полноценная операционная система и сенсорный экран. Многие модели коммуникаторов делаются очень просто – берется серийная модель смартфона, добавляется GSM-модуль и выводится на рынок в качестве новой модели с ценой сотни на полторы больше, чем у «родителя».

Рисунок 2. Разновидности коммуникаторов

От этого, правда, часто страдает эргономика, которая у большинства КПК и так не блещет. Либо получается начисто лишенная всех удобств, но крайне функциональная «коробка», либо непроизводительная и нефункциональная, но очень красивая поделка. «Золотая середина» все же иногда встречается. Общепризнанным эталоном коммуникатора является Sony Ericsson P900/910 (рис. 2). Но за удобство приходится платить.

Удобству использования коммуникаторов сильно способствуют разные аксессуары, количество которых намного больше, чем у смартфонов. При помощи двух-трех дополнительных аксессуаров можно превратить коммуникатор в машину, ничем по удобству не уступающую ноутбуку. Тем, кому необходимо писать большие тексты или заполнять огромные отчеты, наверняка поможет дополнительная клавиатура. Есть даже резиновые клавиатуры, которые при желании можно свернуть в трубочку. А если созданные на коммуникаторе работы захочется напечатать, минуя настольный компьютер – тоже нет проблем. Благо для мобильных устройств выпущено немало компактных и удобных принтеров. Так что владелец коммуникатора вполне может начать работать, едва выйдя из дома. Что, как известно, никогда и никем не возбраняется.

Рисунок 3. Разновидности коммуникаторов с клавиатурами

Корманный персональный компьютер

КПК – это карманные персональные компьютеры со своей памятью, процессором, слотами расширения, звуковой системой, ну и, конечно же, дисплеем. КПК от своих старших собратьев отличаются меньшим дисплеем, который, к тому же, реагирует на прикосновение специальной палочки – стилуса – и flash-памятью, которая, в отличие от винчестера, занимает меньше физического места.

Чаще всего КПК сравнивают по функциональности с ноутбуками. Хотя это совершенно разные устройства, предназначенные для использования в разных целях. Основное различие их в том, что для работы с ноутбуком Вам, прежде всего, нужно где-то его поставить и самому принять удобное положение, а также дождаться загрузки операционной системы. С КПК все гораздо проще. В метро, в трамвае, сидя или стоя, Вы запросто включаете его и, управляя стилусом либо цифровой клавиатурой (если есть), будете спокойно работать. Процесс включения занимает считанные секунды.

Также немаловажно то, что при работе с ноутбуком Вы пользуетесь клавиатурой для набора текстов, а в КПК для этого используется стилус. Для набора текста используется «виртуальная клавиатура». Также можно писать слова от руки, как Вы это делаете ручкой на бумаге. С первого взгляда это не очень удобно, но, потренировавшись, можно вполне быстро набирать небольшие заметки или статьи. При желании, никто не мешает купить дополнительную клавиатуру, которая будет соединяться с Вашим КПК по Bluetooth или через USB-порт.

Раньше считалось, что КПК могут использоваться только для набора текстов, прослушивания музыки и простеньких игр – из-за слабых процессоров и малого наличия памяти. На сегодняшний день современные КПК обладают высокоскоростными процессорами по 400, 520 и выше МГц, что вполне достаточно для просмотра несжатого видео в формате DivX, 3D игр типа Doom, работы с базами данных и большими электронными таблицами. Память тоже можно расширить, купив дополнительную карту на 1, 2 или больше ГБ, благо такие карты дешевеют с каждым днем.

Рисунок 4. Разновидности карманных персональных компьютеров (КПК)

От смартфонов КПК отличаются только тем, что в них не вставляется SIM карта и в них нет телефонной связи. В противовес – аппаратные мощности КПК (процессор, память, размер экрана и т.д.) существенно выше.

1 Обзор операционных систем мобильных устройств

В сотовых телефонах, как говорилось выше, нет операционной системы, как таковой, там – прошивка, на которую «натянута» виртуальная Java машина, исполняющая программы, называемые «мидлетами».

Настоящие операционные системы начинаются со смартфонов. Смартфоны и коммуникаторы имеют возможность устанавливать дополнительное программное обеспечение, зачастую от сторонних разработчиков, для добавления новых возможностей и расширения функциональности.

В коммуникаторах и смартфонах широкое распространение получили операционные системы:

– Symbian OS

– Windows Mobile

– Palm OS

– iPhone OS

– BlackBerry OS

– Samsung Bada

– Системы на базе Linux:

Google Android,

Palm webOS,

Access Linux Platform,

Nokia Maemo.

Кроме ОС существуют еще достаточно интересные приложения, дополняющие саму операционную систему, расширяющие ее функциональность и меняющие внешний вид. Как пример, можно вспомнить TouchFLO 3D для коммуникаторов HTC или фирменный интерфейс TouchWIZ, используемый в мобильных устройствах Samsung.

1.1 Palm OS

Palm OS система – достаточно редкая. Из различных околокомпьютерных СМИ мы слышим, что у Palm «не все в порядке». И это не удивительно, учитывая, что сейчас не каждый сведущий в ОС человек даст однозначный ответ на вопрос: «Кому принадлежат права на Palm OS?»

Рисунок 1.1 Дизайн

Palm OS

Palm OS Garnet принадлежит ACCESS, но Palm Inc купила у ACCESS «пожизненное право» на исходный код Palm OS 5.4 Garnet, а это значит, что она имеет право разрабатывать свои продукты на этой основе. Также заявлена и шестая версия системы, но под ее парусами еще не работает ни одно устройство.

Несмотря на все проблемы, число «пальмоводов» более чем внушительно, а значит, эту операционку рано сбрасывать со счетов. Что большинству пользователей нужно от КПК? Максимальное использование дисплея, честная надежность, мультимедийность, безболезненная синхронизация с ПК, приличное время работы без подзарядки. Все это есть в устройствах на основе Palm OS. Плюсов много, а минусы.…

Вообще разработчики сейчас стремятся вперед, множат плюсы, во многом забывая о минусах. Болезнь Palm OS еще с детства – это отсутствие нормальной многозадачности. Иными словами многозадачность здесь реализована по шаблону «почувствуй себя пользователем мобильного телефона», то есть, запустив одно приложение, Вы не сможете запустить параллельно другое. К тому же сложно положительно охарактеризовать такое собирательное понятие, как мультимедийность, говоря о его реализации его в Palm OS.

Достоинства:

– Нетребовательна к ресурсам;

– Очень удобный интерфейс пользователя;

– Удобная синхронизация с ПК;

– Надежность;

Недостатки:

– Отсутствует полноценная многозадачность;

– Не развиты мультимедийные функции;

– Система не развивается (хотя возможно компания HP сможет это преодолеть);

1.2 Symbian OS

До последнего времени, это самая распространенная операционная система для смартфонов. По прогнозу аналитиков из компании «Garnter», в 2012-м году Symbian все еще будет самой распространенной операционной системой для смартфонов, однако ее доля уменьшится с почти 50% до 39% (на фото – Samsung i8910 Omnia HD).

Symbian OS изначально создавалась исключительно для смартфонов, прототипом для нее послужила операционная система EPOC 32. Впервые эта операционка от компании Psion – одного из пионеров рынка КПК – была использована в КПК Psion Series 5 в 1997 году. Она была создана для работы с процессорами ARM, традиционными для мобильных устройств, и обеспечивала работу с клавиатуры и через сенсорный экран. Несомненным плюсом в пользу новой системы стало разграничение графического интерфейса и другого ПО – это позволило адаптировать систему под устройства с любыми характеристиками экрана и клавиатуры, а производителям – использовать разные интерфейсы. ПО EPOC 32 также отличалось компактностью, что позволяло бес проблем использовать его на устройствах с ограниченными ресурсами. EPOC32 Release 5u (Symbian OS v5) была оптимизирована для работы с коммуникационными протоколами (например, с протоколами сотовой связи). В ней появилась возможность работы с Интернетом и почтой, обработки файловых вложений и SMS. На ее основе работал популярный смартфон начала 2000-х – Ericsson R380.

Рисунок 1.2 Дизайн Symbian OS

Самыми распространенными платформами на базе Symbian сейчас являются: Series 60 (самая популярная платформа, используется на моделях Nokia, Panasonic, Samsung, Lenovo, LG и Sony Ericsson и д.р.), Series 80 (использовалась в некоторых моделях Nokia), Series 90 (сейчас используется только на Nokia 7710), UIQ (модели Nokia, Benq, Motorola, Arima, Sony Erisson, и MOAP (закрытая платформа, устанавливается на телефонах Fujitsu, Sony Ericsson, Mitsubishi и Sharp).

Series 60 создавалась для смартфонов с телефонной клавиатурой, в ОС закладывалась поддержка экранов высокого разрешения, управление приложениями через сенсорный ввод.

Разработкой и продвижением данной операционки занимается некоммерческая организация Symbian Foundation, созданная в 1998 году, в ее состав входят 40 компаний, среди которых «Samsung», «Nokia», «LG Electronics», «Sharp», «Sony Ericsson», «Huawei», Motorola, Siemens, Panasonic, Fujitsu, Sony, Sanyo, Ericsson, AT&T, Psion, STMicroelectronics, Texas Instruments и другие.

Программ, предназначенных для Symbian OS, существует огромное количество; их можно узнать по расширению SIS. Файлы в формате SIS представляют собой самораспаковывающийся архив. Работоспособность Symbian вызывает только положительные отклики. Даже на смартфонах с ограниченными ресурсами система работает без сбоев и зависаний. Очень хорошо реализована многозадачность, то есть одновременное выполнение нескольких приложений. Новый Symbian (Symbian 3) будет готов уже в ближайшие месяцы, а вот когда появятся первые смартфоны с ним – неизвестно.

Достоинства:

– Низкие требования к памяти и процессору;

– Функция освобождения неиспользуемой памяти;

– Стабильность;

– Малое количество вирусов для этой платформы;

– Быстро выходят новые версии и исправляются нестабильности;

– Большое количество программ.

Недостатки:

– Для связи с ПК нужно устанавливать дополнительный софт

– Несовместимость программ для старых и новых версий

1.3 Windows Mobile

Windows Mobile – общее название нескольких вариантов операционных систем для мобильных устройств, на сегодня является сильнейшим решением в своем роде, для которого выпущено немалое количество программного обеспечения (на фото – Samsung i8000 Witu AMOLED).

Рисунок 1.3 Дизайн Windows Mobile

Главные преимущества Windows Mobile – привычный по настольным ПК интерфейс, хорошая реализация многозадачности, поддержка аппаратов с высоким разрешением экрана, большое разнообразие моделей смартфонов, обилие программного обеспечения на любой вкус и под любые задачи. Сегодняшнее заполнение рынка Windows Mobile – коммуникаторов позволяет пользователю практически в любом ценовом диапазоне найти достойные модели.

Среди программ для устройств в Windows Mobile есть и софт, хорошо знакомый по настольным ПК. С 5-й версии операционной системы появилась новая версия набора офисных программ «Office Mobile»: это знакомые «Word», «Excel», «Outlook», и «Internet Explorer», и «Windows Media Player».

На данный момент в устройствах используется версия Windows Mobile 6.5, но уже имеется информация о Windows Mobile 7.0 и 7.1. Одной из основных характеристик новой системы станет поддержка управления в режиме multitouch и интегрированное веб-приложение Silverlight для обработки мультимедиа. Доработан также режим блокировки устройства: теперь на экран телефона выводится намного больше информации: о новых SMS, вызовах, времени и дате. Также были оптимизированы выпадающие меню, установлена более легкая в управлении обновленная версия Internet Explorer Mobile.

Стоит отметить, что компания Microsoft представила бету Microsoft Office Mobile. Пакет включает в себя Word Mobile, Excel Mobile и PowerPoint Mobile. В нем реализована поддержка онлайн-приложений, кроме того, улучшены характеристики отдельных мобильных приложений: в Outlook Mobile реализована возможность отображения переписки в виде разговора и группировка связанных между собой писем, в, Excel Mobile есть возможность масштабировать таблицы и разворачивать их на весь экран, также с помощью Mobile Document Viewer можно проще работать с файлами, расположенными на удаленных серверах.

Достоинства:

– Схожесть с настольной версией

– Удобная синхронизация

– В комплекте идут офисные программы

– Многозадачность

Недостатки:

– Высокие требования к оборудованию

– Наличие большого числа вирусов

– Нестабильности в работе

1.4 Android

Android – одна из самых молодых мобильных ОС, основанная на операционной системе Linux, платформа для мобильных телефонов, разрабатываемая Open Handset Alliance (OHA). Разработка инициирована компанией Google (на фото – Samsung i5700 Galaxy Spica).

Рисунок 1.4 Дизайн Android

Основным преимуществом Android по сравнению с другими операционными системами является практически полностью открытая архитектура и глубокая интеграция с сервисами Google. Уже сейчас существует достаточно большое количество программного обеспечения для этой ОС, чтобы практически любой пользователь не почувствовал себя обделенным, при этом рынок ПО развивается достаточно динамично.

Работать с этой операционкой удобно, она отлично подходит именно для таких устройств как коммуникаторы, самый большой плюс которых – использование онлайновых сервисов. Прогноз погоды, котировки акций, новости – со всем этим вы можете ознакомиться посредством вашего мобильного устройства. Плюс ко всему удобно реализована работа с социальными сетями, файловыми сервисами.

1.5 BlackBerry OS

BlackBerry – это торговая марка беспроводного ручного устройства, которое было впервые представленное в 1997 году компанией Research In Motion. Основная функция – мгновенное корпоративное общение. Главное отличие смартфона BlackBerry – это моментальная синхронизация с корпоративным почтовым сервером. Пользователь получает почту на смартфон непосредственно в момент ее поступления на корпоративный почтовый ящик. При этом обеспечена надежная защита данных с помощью уникальной системы шифрования. Объем передаваемого траффика – минимален, что актуально в роуминге. Серверы, через которые предоставляется сервис защищенной почты находятся в Америке и Англии. Этими смартфонами пользуются в основном компании и не мелкие, т.к. удовольствие не дешевое. По поводу исключительной защищенности есть и ложка дегтя – публикации, о том, что многие спецслужбы получили коды шифрования от этой системы.

Основной функционал операционной системы Blackberry OS заточен под офисного, бизнес-пользователя Полная QWERTY-клавиатура, специально спроектированная для набора большими пальцами рук, «прокрутка» содержимого экрана и возможность копировать из других сообщений и из Интернета делают написание писем особенно быстрым и удобным. Стандартные приложения для смартфонов BlackBerry позволяют просматривать вложенные файлы большинства основных форматов и работать с ними.

Рисунок 1.5 Дизайн BlackBerry OS

В «Приложениях» находятся текстовый и графический редакторы, редактор презентаций полностью совместимых с настольными офисными программами. Это весомое конкурентное преимущество, т.к. в других ОС офисные программы необходимо приобретать, они занимают оперативную память (не встроены в ОС) и не всегда стабильно работают. Планшет BlackBerry PlayBook станет первой моделью, созданной специально для корпоративных пользователей, сочетая в себе полную многозадачность и высокую производительность при работе с мультимедиа. Операционная система BlackBerry Tablet OS была создана специально для планшетных компьютеров.

Новый браузер на основе Webkit открытого движка (как и конкуренты Safari, Google Chrome и др.) поддерживает увеличение отдельных участков страниц при помощи жестов и одновременную работу нескольких сессий (при помощи закладок), а также обладает высокой эффективностью, то есть для его работы требуется меньший объем загружаемых данных.

При создании операционной системы BlackBerry были сохранены все преимущества платформы BlackBerry и в дополнение к функционалу для работы в Интернет, включили в состав новой операционной системы множество новых мультимедийных приложений, простых и удобных в использовании и интегрированных с другими функциями смартфона. Кроме того, в новой версии операционной системы появились такие функции, как Ленты новостей социальных сетей (Social Feeds) и Универсальный поиск (Universal Search), которые дополнительно расширяют и без того богатый спектр возможностей для общения.

1.6 iPhone OS

Apple iOS (ранее называвшаяся iPhone OS) – операционная система, разработанная компанией Apple на основе стационарной Mac OS X для мобильных устройств: iPhone, iPod Touch, iPad.

Сегодня это лидер рынка во многих странах, но в Азии и Европе, как и в России все еще сильны позиции устаревающей Symbian, а США в спину дышит молодая поросль Android и офисная Blackberry.

Рисунок 1.6 Дизайн iPhone OS

iOS – это полностью закрытая платформа, которая заставляет пользователя приобретать ее продукцию как софт так и хард, включая многочисленные аксессуары, а также контент и предоставляющая взамен простоту пользования, дружелюбный интерфейс, работоспособность и прочие добродетели.

Достоинства:

– Удобство пользования;

– Качественная служба поддержки;

– Регулярные обновления, устраняющие многие проблемы в работе;

– Возможность купить в App Store множество различных программ

Недостатки:

– Необходимость джайлбрейка для установки неофициальных приложений;

– Заблокированный характер ОС;

– Отсутствие многозадачности;

– Нет встроенного редактора документов.

1.7 Bada

Bada – собственная система компании Samsung. Она была представлена в феврале 2010 года, а первое устройство на этой ОС – Samsung 8500 Wave было очень успешным рынке. Легко различить у Самсунга устройства на BADA (морская тематика) называются Wave (Волна), на Android (космическая тематика) – Galaxy (Галактика)

Рисунок 1.7 Дизайн Bada

BADA – это скорее мобильная платформа, но при этом не полноценная операционная система.

В смысле развития собственной экосистиемы Samsung идет по стопам Apple, копируя их решения которые даже внешне похожи на яблочные :

– Книжный магазин содержит 60 000 книг и продолжает развиваться, клон Apple Bookstore;

– Сервис Dive позволяет найти телефон с помощью определения местоположения и закрыть к нему доступ или стереть информацию;

– Socilal Hub позволяет систематизировать работу с социальными сетями, обьединяя контакты, календарь и информацию поступающую от их в единый поток данных, который пользователь получает непрерывно с помощью push-технологий на свое мобильное устройство.

1.8 TouchWiz от Samsung

Рисунок 1.8 Дизайн Samsung

Пользовательский интерфейс TouchWiz (модели Samsung SGH-F480 TouchWiz, Samsung s8000 Jet, Samsung WiTu, Samsung M8800 Pixon) появился в результате эволюции интерфейса Croix (на фото – Samsung s8000 Jet).