MOBIL ALKALMAZÁSOK FEJLESZTÉSE GDF MOBILINFO

Átírás

1 MOBIL ALKALMAZÁSOK FEJLESZTÉSE GDF MOBILINFO Kaczur Sándor, Kállai Miklós Gábor Dénes Főiskola Absztrakt - A cikk ismerteti azokat a szempontokat, amelyeket mobil alkalmazások fejlesztése során figyelembe kell venni. A szoftverfejlesztés általános megközelítéséből kiemeljük a mobil platform esetén jól alkalmazható elveket/módszereket. Ismertetünk egy konkrét alkalmazást is, amely képes az intézmény tanulmányi rendszeréből kinyert adatokra építve órarendhez, vizsgához, fogadóórához kötődő adatokat megjeleníteni a hallgatók számára. Az alkalmazás Android és Windows Phone platformon valósult meg, Windows WCF Service szolgáltatásra építve. Bemutatjuk az alkalmazások funkcióit, megosztjuk a publikálás tapasztalatait. Kulcsszavak: felsőoktatás, mobil programozás, mobil technológia, mobil alkalmazás 2005-ben megjelent az OHA által fejlesztett Android mobil operációs rendszer [9], sok-sok szolgáltatással [10] elején az Apple cég több korábbi sikeres eszközre és új funkciókra építve piacra dobta az iphone okostelefont [11], szintén rengeteg funkcióval [12] ben jelent meg a Microsoft termékeként a Windows Phone okostelefon [13]. Jelenleg a mobiltelefonok penetrációja 85%-os világszerte [14], ezen belül az okostelefonoké egyre növekszik (1. ábra). BEVEZETÉS Az első kereskedelmi forgalomban elérhető mobiltelefon 1979-ben jelent meg a japán fővárosban [1]. Fontos tudni, hogy folyamatosan együtt fejlődtek/fejlődnek a készülékek, a vezeték nélküli rádiós hálózat és ezek szolgáltatásai. A mobilpiac négyszereplős: hálózatoperátor, szolgáltató/szolgáltatás, készülékgyártó, felhasználó. A mobiltelefon-hálózatok története generációkra bontható, ezek rövid összefoglalása több helyen is elérhető, pl.: [2]. Manapság a 3. generációs mobilhálózatok és eszközök korát éljük, de terjed a 4G is [3, 4]. A mobilkészülékek három fő kategóriába sorolhatók: egyszerű/általános, okostelefon, PDA. Ezek szolgáltatásai folyamatosan bővülnek, a kategóriák határai időről-időre változnak [5]. MÉRFÖLDKÖVEK Röviden tekintsük át a mobilpiac fejlődésének történetét gyártók és platformok szempontjából: 1996-ban megjelent a Palm Pilot 1000 PDA készülék [6], amely önálló termékkategóriát teremtett. Ugyanabban az évben megjelent a Windows CE operációs rendszer [7], egyben specifikálta azon eszközök jellemzőit (minimális hardverkövetelmény), amelyen működni tudott ben az Ericsson cég bemutatta Ericsson R380 néven első Symbian operációs rendszerre épített okostelefonját, valamint 2001-től a Nokia is Symbian rendszerű rendszerre épített [8]. 1. ábra Okostelefonok penetrációja [15] PLATFORMOK A mobil platform tekinthető hardvernek (készülék), operációs rendszernek, virtuális gépnek. Magába foglalja a mobil eszköz architektúráját, az eszközt működtető operációs rendszert, valamint a fejlesztési lehetőséget biztosító programozási nyelvet, dinamikus könyvtárakat és felhasználói felületet. Elterjedtségük folyamatosan változik (2. ábra). 24

2 egyre letisztultabb felhasználói felület, könnyebb használat, ICS verziótól kötelező téma, egyedi design is fejleszthető. Az Android platform hátránya a töredezettség, a funkcionalitásnak a legalacsonyabb még elterjedt API-hoz kell igazodnia. 2. ábra Okostelefonok operációs rendszerei [16] OKOSTELEFONOK Az okostelefonok funkcióira, tulajdonságaira nincs ipari szabvány definiálva. Teljes értékű operációs rendszerrel rendelkeznek. Biztosítanak , internet hozzáférést, tartalmaznak teljes billentyűzetet. Mini számítógépnek tekinthetők. Telepíthetők rájuk új alkalmazások, léteznek fejlesztőeszközök (SDK), amelyekkel saját magunk is készíthetünk mobil alkalmazásokat [17]. Néhány szolgáltatás/funkció, amelyet a mobil operációs rendszerek támogatnak: érintőkijelző, kamera, SMS, MMS, internet, kép- és hangrögzítés, Bluetooth, WiFi, GPS, digitális iránytű, érzékelők: accelerometer, gyroscope, ambient light, proximity. Mobil alkalmazásokhoz virtuális piactereken juthatunk hozzá [18, 19, 20], a bőség zavara adott az ingyenes és fizetős alkalmazások között. ANDROID Az Android egy Linux kernelre épülő operációs rendszer, amelyet a Dalvik virtuális gép futtat. Közvetlenül támogatja a mobil eszközök hardverkomponenseit és az elterjedt multimédiás formátumokat. Fejlesztője az Open Handset Alliance volt, később a Google. Nyílt forráskódú projekt, Apache licensszel. Nagy fejlesztői közösség tartozik hozzá júniusában világszerte 400 millió androidos eszköz van, valamint naponta egymillió új androidos eszközt aktiválnak [21]. A platformra Java nyelven fejleszthetőek alkalmazások, általában Eclipse fejlesztőeszközzel, speciális osztálykönyvtárral (Android SDK) kiegészítve. Alapvető építőkockának tekintjük az Activity-t. A GUI deklaratív módon is létrehozható. Jelenleg az Android alkalmazások az összes letöltés 50%-át adják a mobil alkalmazások piacán (3. ábra) [22]. A platformról és a fejlesztésről bővebben: [23]. 3. ábra Android alkalmazások letöltése világszerte (2012. április) Az API legújabb verziója is akkor jelent meg (4.1, kódneve Jelly Bean) [9]. A fő API verziók között jelentős design különbségek vannak. Az Android platform előnyei: WINDOWS PHONE A Windows Phone a Microsoft cég mobil platformját, operációs rendszerét jelenti. A korább elterjedt Windows Mobile platformot fejlesztették tovább, Windows CE kernelen alapul. Szigorú hardver követelményei vannak, szűkebb HCL-lel rendelkezik. Az újszerű letisztult, elegáns felhasználói felület neve Metro, speciális Silverlightos felületnek tekinthető. Több készülékgyártó is van: Samsung, HTC, LG, Nokia, de a designt nem módosíthatják. Jelenleg a 8-as verziónál tart. Támogatja a multitouch technológiát, további szolgáltatások: [24]. Szoftverfrissítések kizárólag a Microsoft felügyelete alatt történhetnek. Jellemzi a kód újrahasznosítás: WPF, Silverlight és WP7 között megosztható a forráskód, valamint az MVVM, mint robosztus architekturális tervezési minta. A platformra C# nyelven, Windows Phone SDK-val, Visual Studio fejlesztőeszközzel fejleszthetünk. A GUI itt is létrehozható deklaratívan, erre szolgál a XAML leíró nyelv. KORLÁTOK A szoftverfejlesztés lehetőségeit mindig behatárolja az operációs rendszer és a hardver. Asztali vagy webes alkalmazások fejlesztéséhez képest mobil platform esetén jelentősen szűkebb a keresztmetszet. Gyengébb, korlátozott a hardver: lassabb ARM típusú RISC processzor(ok) áll(nak) rendelkezésre, kisebb a felhasználható memória, korlátozott kapacitású energiaellátást/akkumulátort és kisebb kijelzőt biztosítanak a készülékek. Továbbá a grafikus komponensek száma kisebb, az SDK osztálykönyvtárai sem olyan szerteágazóak [17]. Mindezeket figyelembe kell vennünk, amikor mobil platformra fejlesztünk alkalmazásokat. Illik tudomásul venni a designra vonatkozó előírásokat, javaslatokat, emiatt nem tudunk minden platformon megegyező felhasználói felülettel rendelkező alkalmazást készíteni egy-egy alkalmazás esetén. A kisebb kijelző óriási kihívás, szemléletet kell váltani ahhoz, hogy kellően felhasználóbarát és jól használható felületet tudjunk készíteni. SPECIFIKÁCIÓ ÉS KÖVETELMÉNYEK A GDF mobilinfo legyen olyan egyszerűen használható mobil alkalmazás, amely képes az intézmény (GDF) tanulmányi rendszeréből kinyert adatokra építve órarendhez, vizsgához, fogadóórához kötődő adatokat megjeleníteni a hallgatók számára. A tanulmányi rendszerhez fejlesztett RESTful Windows Communication Foundation webservice előállítja a megjelenítendő adatokat csv formátumban a klienstől érkező kérés hatására személyre szabott és az adatforgalom minimalizálása érdekében tömörített módon. A mobil eszköz legyen képes hitelesített, titkosított módon (NEPTUN kód, NEPTUN jelszó) frissítést kezdeményezni. A megkapott tömörített adatot a kliens kicsomagolás után tárolja lokális adatbázisban, amelyet feldolgozva, többféle módon megjelenít. A WiFi statisztika alapján a megfigyelt időszakban az intézmény vezeték nélküli hálózatára kapcsolódott mobil 25

3 eszközök 70%-a Android, 20%-a ios, 10%-a egyéb platformra épül. Így az alkalmazott eszközök az alábbiak szerint alakulnak: Android platformon: Android SDK (minimum API level 7, Android 2.0/2.1), Eclipse IDE (Indigo, Juno), Android Developer Tools plugin for Eclipse (v15-20), teszthardver: Samsung Nexus S (GT-i9023) és Samsung Galaxy Nexus (GT-i9250), programozási nyelv: Java SE 1.6. Windows Phone platformon: Windows Phone SDK 7.1, Microsoft Visual Studio 2010 Express, Microsoft Blend for Windows Phone, teszthardver: Samsung Omnia 7 (GT-i8700), programozási nyelv: C#, Silverlight for Windows Phone. Windows WCF Service: Microsoft Visual Studio 2010 SP1, Microsoft SQL Server 2008, Entity Framework 4.0, programozási nyelv: C#. Az alkalmazás fejlesztésében részt vettek: Endrődi Tamás (adatbázis programozás), Kállai Miklós (WCF Service, Android és Windows Phone platform). A továbbfejlesztés egyik iránya az iphone platform, amelyet Zentai Norbert Zsolt fog elkészíteni. FEJLESZTÉS ANDROID PLATFORMON A Google a fejlesztéshez az Eclipse IDE fejlesztőeszközt választotta [25], ehhez készítette el az ADT (Android Developer Tools) plugint [26]. Ez teszi lehetővé az Android SDK használatát, biztosít kódkiegészítést, grafikus felület szerkesztőt, hibakeresőt, illetve előre elkészített alkalmazás sablonokat. A fejlesztés megkezdése előtt meg kellett határozni azt az API verziót, amit minimumnak tekintünk. Abban az időben az Android 2.1-es verziója még 10% fölötti részesedéssel bírt, így nem lehetett elhanyagolni. Az Android verziók és különböző gyártók felületeinek különbsége miatt egyedi grafikus felület került kialakításra. Így a hallgatók egy egységes alkalmazást kapnak. Az alapelv az volt, hogy a kezdőképernyőről azonnal elérhető legyen a személyes órarend, a vizsgaeredmények, a fogadóórák és az időrendi táblák. Következzen egy részlet a GUI forráskódjából (4. ábra). 4. ábra Androidos forráskód-részlet (xml, felület) Ez egy DashBoardLayout [27] felülettel lett megoldva, amelyen négy nagy gomb jelzi ikonokkal és feliratokkal az elérhető funkciókat. Innen tovább navigálva a továbbiakban listákkal találkozunk, melyek további navigációt tesznek lehetővé a listaelemeken való kattintással. Azokon a helyeken, ahol a hetek napjai között kell navigálni ott a ViewPager komponens [28] került felhasználásra, így a napok között lehet lapozgatni. Az alkalmazás indulásakor ellenőrzi, hogy van-e beállított felhasználónév és jelszó. Ezek hiányában megkéri a felhasználót, hogy adja meg ezeket, egyébként megjeleníti a kezdő képernyőt. Amennyiben nem létezik adatbázis, csatlakozik a szerverhez és letölti a személyre szabott csvt, amelyet feldolgozás után egy SQLite adatbázisban tárol későbbi offline használatra. A további frissítések lehetnek automatikusak (egyéni preferencia), illetve manuálisak. A fejlesztés során bár létezik emulátor egy Google (Samsung) Nexus S készülék szolgált fejlesztőeszközként. Ez nagyban megkönnyítette a hibakeresést, lehetett tesztelni WiFi és mobilhálózaton is a frissítések idejét. Néhány forráskód-részlet (5. ábra): 5. ábra Androidos forráskód-részlet (eseménykezelés és alkalmazáslogika) Amikor olyan állapotba került az alkalmazás, néhány kiválasztott hallgató megkapta az addigi verziót és a visszajelzéseik alapján a felmerült hibák javításra kerültek. 6. ábra A GDF mobilinfo alkalmazás a Google Play Storeban 26

4 Journal of Applied Multimedia 1./VIII./2013 HU A Play Store-ba ezután a tesztelés után került fel, egyelőre béta jelzővel [29] (6. ábra). A publikálási folyamat viszonylag egyszerű, melyet egy rövid regisztráció előz meg (a fejlesztői regisztráció 25$-ba kerül, mely egyszeri díj). A Play Store statisztikái alapján kb. 180 aktív telepítés van. Néhány képernyőkép az alkalmazásról (7. ábra): 9. ábra Windows Phoneos forráskód-részlet (eseménykezelés és alkalmazáslogika) Az alkalmazás funkcionalitása teljes mértékben megegyezik az androidos verzióéval, csak a felhasználói felületben van különbség a felhasználók számára. Néhány képernyőkép az alkalmazásról (10. ábra): 7. ábra A GDF mobilinfo alkalmazás néhány képernyőképe (Android) FEJLESZTÉS WINDOWS PHONE PLATFORMON Windows Phone-ra fejlesztéshez szükségünk van egy Visual Studio 2010-re (Express vagy magasabb kiadás) és a Windows Phone 7.1 SDK-ra [30]. A Windows Phone a Silverlight egy speciális változatát használja, így amit a Silverlight és Windows Presentation Foundation fejlesztésnél megtanultunk, azt itt azonnal használhatjuk. 10. ábra A GDF mobilinfo alkalmazás néhány képernyőképe (Windows Phone) TAPASZTALATOK, TOVÁBBFEJLESZTÉSI LEHETŐSÉGEK A két alkalmazás fejlesztése párhuzamosan történt, ez kiváló összehasonlítási lehetőséget biztosított a két platform között. Az androidos fejlesztés rugalmassága miatt szembeötlött a Windows Phone platform korlátossága. A hallgatók között villámgyorsan elterjedt az alkalmazás. Örömmel fogadták, hogy a tanulmányi rendszer praktikus kiegészítéseként a gyakran frissülő adatokhoz mobiltelefonjukon keresztül hozzáférhetnek, nem kell ezért a Neptunba bejelentkezni. A visszajelzések egyértelműen pozitívak. A GUI egyszerű, az alkalmazás telepítése könnyű. A tanár kollégák is megelégedéssel használják. Sok-sok tipikus, hétköznapi kérdést már nem személyesen/ ben tesznek fel a hallgatók, tehermentesítve ezzel a Tanulmányi Hivatal Információs Központját. Néhány ésszerű ötlet is érkezett a továbbfejlesztésre. Az iphone-os fejlesztés is zajlik már. 8. ábra Windows Phoneos forráskód-részlet (xaml, felület) Amennyiben valamely WPF vagy Silverlight alkalmazásunkat szeretnénk WP7-re portolni, akkor nagyon egyszerű dolgunk van: az eddig elkészült kódunkat szinte változtatás nélkül használhatjuk. Használhatjuk a népszerű és robosztus architekturális mintát a Model-ViewViewModel-t, röviden MVVM-et [31]. A Windows Phone egy merőben új, egyszerű, letisztult felhasználói felületet kínál számunkra. Ennek szellemében készült el az alkalmazás is. Itt panoráma nézet került implementálásra. Itt a DashBoardLayout helyett panoráma nézetet használtuk, illetve a ViewPager helyett a Pivot vezérlőt (funkcionalitásban ugyanaz) [32] (8. ábra). Néhány forráskód-részlet (9. ábra): HIVATKOZÁSOK [1] [2] [3] [4] 27 Mobile phone: y Mobile Phone Generations: htm Elindult a 4G Magyarországon: gon 4G/LTE:

5 [5] Types of Mobile Phones: [6] Pilot 1000 Retrospective: retrospective [7] The History of Microsoft Windows CE: 1.asp [8] Symbian: [9] Android (operating system): ystem) [10] Android (operating system): ystem)#features [11] Apple Press Info Apple Reinvents the Phone with iphone: -Reinvents-the-Phone-with-iPhone.html [12] Apple iphone 4S See all the amazing new things iphone can do: [13] Windows Phone Update History: [14] Mobile phone penetration now at 85% worldwide: [15] Global Smartphone Penetration: [16] Windows Phone to beat Android: humb/a/ae/world-wide-smartphone-market- Share.png/800px-World-Wide-Smartphone- Market-Share.png [17] Forstner, B., Ekler, P., Kelényi, I.: Bevezetés a mobilprogramozásba Gyors prototípusfejlesztés Python és Java nyelven, SZAK Kiadó Kft., Bicske, 2008, ISBN [18] Google Play Store: play.google.com/store [19] Marketplace: wwww.windowsphone.com/marketplace [20] App Store: [21] Android activates 1 million devices per day, 400 million exist: million-devices-per-day-400-million-exist-4x-asmany-as-a-year-ago [22] Android alkalmazások letöltése világszerte (2012. április): 800/600/ png [23] Android 4.1 APIs Android Developers: id-4.1.html [24] Windows Phone: ures [25] Eclipse Downloads: [26] ADT Plugin Android Developers: [27] Android UI Patterns: Implementating Dashboard and Action Bar: menting-dashboard-and-action-bar.html [28] ViewPager Android Developers: pport/v4/view/viewpager.html [29] GDF mobilinfo alkalmazás a Google Play Storeban: kallaim.gdfinfo&feature=search_result#?t=w251b GwsMSwxLDEsImluZm8ua2FsbGFpbS5nZGZpb mzvil0. [30] Download WP SDK 7.1: [31] THE MODEL-VIEW-VIEWMODEL (MVVM) DESIGN PATTERN FOR WPF: [32] Windows Phone 7 Part #5: Panorama and Pivot controls: Phone-7-Part-5-Panorama-and-Pivot-controls.aspx 28