MOBIL ALKALMAZÁSOK FEJLESZTÉSE GDF MOBILINFO

MOBIL ALKALMAZÁSOK FEJLESZTÉSE GDF MOBILINFO Kaczur Sándor, Kállai Miklós Gábor Dénes Főiskola kaczur@gdf.hu, kallai@gdf.hu 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]. 2007 elején az Apple cég több korábbi sikeres eszközre és új funkciókra építve piacra dobta az iphone okostelefont [11], szintén rengeteg funkcióval [12]. 2010-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. 2000-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

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 e-mail, 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. 2012 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

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

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/e-mailben 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: http://en.wikipedia.org/wiki/mobile_phone#histor y Mobile Phone Generations: http://www.funsms.net/mobile_phone_generations. htm Elindult a 4G Magyarországon: http://nol.hu/gazdasag/elindult_a_4g_magyarorsza gon 4G/LTE: http://www.tmobile.hu/lakossagi/mobil_szelessav/hasznos/4g

[5] Types of Mobile Phones: http://www.ehow.com/facts_4914968_typesmobile-phones.html [6] Pilot 1000 Retrospective: http://www.palminfocenter.com/news/8493/pilot- 1000-retrospective [7] The History of Microsoft Windows CE: http://www.hpcfactor.com/support/windowsce/wce 1.asp [8] Symbian: http://hu.wikipedia.org/wiki/symbian [9] Android (operating system): http://en.wikipedia.org/wiki/android_(operating_s ystem) [10] Android (operating system): http://en.wikipedia.org/wiki/android_(operating_s ystem)#features [11] Apple Press Info Apple Reinvents the Phone with iphone: http://www.apple.com/pr/library/2007/01/09apple -Reinvents-the-Phone-with-iPhone.html [12] Apple iphone 4S See all the amazing new things iphone can do: http://www.apple.com/iphone/features/ [13] Windows Phone Update History: http://www.microsoft.com/windowsphone/enus/howto/wp7/basics/update-history.aspx [14] Mobile phone penetration now at 85% worldwide: http://www.ameinfo.com/291448.html [15] Global Smartphone Penetration: http://www.asymco.com/2011/12/13/globalsmartphone-penetration-below-10 [16] Windows Phone to beat Android: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/t 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 978-963-9863-01-9 [18] Google Play Store: play.google.com/store [19] Marketplace: wwww.windowsphone.com/marketplace [20] App Store: http://www.apple.com/iphone/fromthe-app-store [21] Android activates 1 million devices per day, 400 million exist: http://androinica.com/2012/06/android-activates-1- million-devices-per-day-400-million-exist-4x-asmany-as-a-year-ago [22] Android alkalmazások letöltése világszerte (2012. április): http://www.knowyourmobile.com/siteimage/scale/ 800/600/315613.png [23] Android 4.1 APIs Android Developers: http://developer.android.com/about/versions/andro id-4.1.html [24] Windows Phone: http://en.wikipedia.org/wiki/windows_phone#feat ures [25] Eclipse Downloads: http://www.eclipse.org/downloads [26] ADT Plugin Android Developers: http://developer.android.com/tools/sdk/eclipseadt.html [27] Android UI Patterns: Implementating Dashboard and Action Bar: http://www.androiduipatterns.com/2011/01/imple menting-dashboard-and-action-bar.html [28] ViewPager Android Developers: http://developer.android.com/reference/android/su pport/v4/view/viewpager.html [29] GDF mobilinfo alkalmazás a Google Play Storeban: https://play.google.com/store/apps/details?id=info. kallaim.gdfinfo&feature=search_result#?t=w251b GwsMSwxLDEsImluZm8ua2FsbGFpbS5nZGZpb mzvil0. [30] Download WP SDK 7.1: http://www.microsoft.com/enus/download/details.aspx?id=27570 [31] THE MODEL-VIEW-VIEWMODEL (MVVM) DESIGN PATTERN FOR WPF: http://msdn.microsoft.com/enus/magazine/dd419663.aspx [32] Windows Phone 7 Part #5: Panorama and Pivot controls: http://www.silverlightshow.net/items/windows- Phone-7-Part-5-Panorama-and-Pivot-controls.aspx 28