Выбор инструментария и основы разработки мобильного приложения на платформе Android

Языки программирования Большинство приложений для Androidсоздаются с использования языка программирования Java.

«Java — это объектно-ориентированный язык программирования. Программы на Java транслируются в байт-код, выполняемый виртуальной машиной Java, которая обрабатывает байтовый код и передает инструкции оборудованию как интерпретатор. Достоинство подобного способа выполнения программ заключается в полной независимости байт-кода от операционной системы и оборудования, что позволяет выполнять Java — приложения на любом устройстве, для которого существует соответствующая виртуальная машина. Другой важной особенностью Java является гибкая система безопасности благодаря тому, что исполнение программы полностью контролируется виртуальной машиной. Любые операции, которые превышают установленные полномочия программы (например, попытка несанкционированного доступа к данным или соединения с другим компьютером) вызывают немедленное прерывание. Следует заметить, что фактически, большинство архитектурных решений, принятых при создании Java, было продиктовано желанием предоставить синтаксис, схожий с С/C++. В Java используются практически идентичные соглашения для объявления переменных, передачи параметров и операторов. Поэтому те, кто уже имеет опыт программирования на C/C++, смогут быстро освоиться и начать писать Java-приложения. 4».

Для разработки на языке Java потребуется установить JDK (Java Development Kit).

«JDK — это комплект разработчика приложений на языке Java, включающий в себя компилятор Java, стандартные библиотеки классов Java, примеры, документацию, различные утилиты и исполнительную систему Java Runtime Environment (JRE).».

Архитектура ОС Android.

Архитектура ОС Android имеет несколько уровней. Application

К этому уровню относятся предустановленные приложения, такие как браузер, календарь, карты и другое. Так же к этому уровне относятся установленные пользователем приложения.

Application Framework.

На этом уровне разработчикам предоставляется доступ к API. Так же архитектура позволяет приложениям получать доступ к уже реализованным возможностям других приложений, если есть доступ.

В framework входят:

• — Богатый и расширяемый набор представлений (Views), который может быть использован для создания визуальных компонентов приложений, например, списков, текстовых полей, таблиц, кнопок или даже встроенного web-браузера;
• — Контент-провайдеры (Content Providers), управляющие данными, которые одни приложения открывают для других, чтобы те могли их использовать для своей работы;
• — Менеджер ресурсов (Resource Manager), обеспечивающий доступ к ресурсам, не несущим кода, например, к строковым данным, графике, файлам и другим;
• — Менеджер оповещений (Notification Manager), благодаря которому все приложения могут отображать собственные уведомления для пользователя в строке состояния;
• — Менеджер действий (Activity Manager), который управляет жизненными циклами приложений, сохраняет данные об истории работы с действиями, а также предоставляет систему навигации по ним;
• — Менеджер местоположения (Location Manager), позволяющие приложениям периодически получать обновленные данные о текущем географическом положении устройства.

Android Runtime.

Среда выполнения прикладных программ, ключевым составляющими являются набор стандартных библиотек и Dalvik Virtual Machine. Все приложения на Android запускаются в собственном экземпляре виртуальной машины Dalvik.

Dalvik Virtual Machine является частью мобильной платформы Android. Это виртуальная машина, автором которой является Дэн Бронштейн.

Dalvik проектировалась специально под платформу Android. Учитывался тот факт, что платформа строит все процессы как изолированные, выполняющиеся каждый в сво? м адресном пространстве. Виртуальная машина оптимизирована для низкого потребления памяти и работы на мобильном аппаратном обеспечении. Начиная с версии Android 2.2., Dalvik использует JIT (Just-in-Time) компиляцию. В результате этих особенностей, получилась быстрая и производительная виртуальная машина, что не может не сказываться на работе приложений в целом.

Dalvik использует собственный байт-код. При разработке приложения под Android переводятся компилятором в специальный машинно — независимый низкоуровневый код. При выполнении на платформе именно Dalvik интерпретирует и выполняет такую программу.

Dalvik способна переводить байт-коды Java в коды собственного формата и также исполнять их в своей виртуальной среде. Программный код пишется на языке Java, а после компиляции все. class файлы конвертируются в формат. dex (пригодный для интерпретации в Dalvik) с помощью специальной утилиты dx, входящей в состав Android SDK.

Libraries.

Уровень предназначенный для эффективного решения типовых задач. Библиотеки реализованы на языке С/С++ и скомпилированы под конкретное аппаратное обеспечение устройства.

• — Surface manager — управляет доступом к подсистеме отображения 2D и 3D графических слоев;
• — Media Framework — библиотеки с помощью которых система осуществляет запись и вывод графических и аудио данных. Поддерживаются форматы, такие как MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG и PNG и т. д.;
• — SQLite — движок для работы с базами данных;
• — OpenGL | ES — библиотеки для работы с 3D графикой;
• — FreeType — движок для шрифтов и отображения текста;
• — WebKit — браузерный движок;
• — SGL — движок для работы с 2D графикой;
• — SSL — библиотеки для поддержки криптографического протокола SSL;
• — libc — библиотека стандартных вызовов языка C.

Ядро Android.

Ядром Android является ядро Linux версии 2.6 и включает в себя основные системные службы: безопасность, управление памятью, управление процессами и модель драйверов. Так же была добавлена поддержка программного обеспечения используемого в мобильных устройствах.

Java-интерфейсы для Android.

• — android.app — предоставляет доступ к модели приложения;
• — android. content — упрощает доступ к контенту, публикации и обмена сообщениями между приложениями и их компонентами;
• — android. database — используется для доступа к данным опубликованным контент провайдерами и включает управление классами SQLite баз данных;
• — android. opengl — интерфейс для работы с OpenGLES 3D графикой;
• — android. os — предоставляет приложению доступ к стандартным системным сервисам операционной системы;
• — android. text — используется для отображения и работы с текстом;
• — android. view — основной инструментарий для создания пользовательского интерфейса;
• — android. widget — предварительно созданные компоненты пользовательского интерфейса, такие как кнопки, слои, листы, менеджеры разметки, радио кнопки и другое;
• — android. webkit — для использования возможностей веб-браузера внутри приложений.

Activities.

Activity — это форма, которой можно задать свою разметку и разместить на ней элементы пользовательского интерфейса, такие как кнопки, текстовые строки и другие. Мобильное приложение состоит из одного или нескольких.

Activity. Из одного Activity можно вызывать другое, а также передавать атрибуты.

• — Activity может находиться в одном из трех состояний:
• — Running — в этом состоянии Activity взаимодействует с пользователем;
• — Paused — Activity все еще видно пользователю, но работа ведется с другим Activity;
• — Stopped — Activity не видно пользователю.

Смена состояний сопровождается вызовом соответствующих методов:

• — Void onCreate () — вызывается при создании Activity. Здесь производится создание экземпляров классов View, запись данных в списки и так далее;
• — void onStart () — вызывается при запуске Activity;
• — void onRestart () — вызывается перед тем как Activity становится видным для пользователя;
• — void onResume () — вызывается перед тем как Activity начинает взаимодействовать с пользователем, в этот момент Activity начинает принимать весь пользовательский ввод;
• — void onPause () — вызывается системой перед возобновлением другого Activity. Данный процесс предназначен для сохранения данных, сокращения нагрузки на аппаратную часть устройства. Другое Activity не будет возобновлено пока процесс не завершится;
• — void onStop () — вызывается когда Activity больше не видно пользователю;
• — void onDestroy () — вызывается перед уничтожением Activity.

Services — это процесс, который запускается в фоновом режиме. Services будет работать даже, если Activity приложения закрыта.

Services имеет методы жизненного цикла:

• — void onCreate () — Services создается;
• — void onStart (Intent intent) — начинается жизнь цикла. В него передается объект типа Intent, который передавался в метод startServices ();
• — voidonDestroy () — Services уничтожается, освобождая выделенную под него память.

Broadcast receivers.

Broadcast receiver — рассылает и реагирует на широковещательные сообщения, например сообщение о минимальном заряде батареи.

Он не отображает пользовательский интерфейс, но может запустить Activity или использовать Notification Manager для уведомления пользователя.

Имеет один метод жизненного цикла onReceive (), в который передается объект Intent, содержащий сообщение адресованное пользователю. Когда программа возвращается из данного метода, процесс Broadcast receiver считается законченным.

Content providers.

Данный процесс предоставляет доступ к данным. Может предоставлять доступ не только своему приложению, но и другим.

Выбор инструментария для разработки.

Для разработки будем использовать Android studio, потому что эта среда была разработана корпорацией Google для создания мобильных приложений на Android. Она не требует установки дополнительных компонентов, например, ADT (Android Development Tools), AVD (Android Virtual Machine), все необходимое будет установлено в процессе установки среды.

Android studio имеет ряд преимуществ упрощающих разработку. В них входят:

Помощь в написании кода.

Среда будет подсказывать возможные слова, строки или даже целые классы, которые, возможно, мы хотим написать и использовать, вставляя их автоматически.

Шаблоны кода и интеграция с GitHub.

Новые проекты использует шаблонный код, а также есть возможность синхронизации приложений с GitHub.

Системные требования для установки Android studio:

Windows.

Microsoft® Windows® 8/7/Vista (32 или 64-bit) 2 GBRAMминимум, 4 GBRAMрекомендовано 400 MBпространства на жестком диске Не менее 1 GB для Android SDK, эмулятора системных образов и кэша 1280×800 минимальное разрешение экрана.

Java Development Kit (JDK) 7.

Optional for accelerated emulator: Intel® processor with support for Intel® VT-x, Intel® EM64T (Intel® 64), and Execute Disable (XD) Bit functionality.

Mac OS X.

Mac® OS X® 10.8.5 or higher, up to 10.9 (Mavericks) 2 GB RAM minimum, 4 GB RAM recommended 400 MB пространства на жестком диске Не менее 1 GB для Android SDK, эмулятора системных образов и кэша 1280×800 минимальное разрешение экрана.

Java Runtime Environment (JRE) 6 Java Development Kit (JDK) 7.

Optional for accelerated emulator: Intel® processor with support for Intel® VT-x, Intel® EM64T (Intel® 64), and Execute Disable (XD) Bit functionality.

Linux.

GNOME or KDE desktop.

GNU C Library (glibc) 2.15 или новее.

2 GBRAMминимум, 4 GBRAMрекомендовано 400 MBпространства на жестком диске Не менее 1 GB для Android SDK, эмулятора системных образов и кэша 1280×800 минимальное разрешение экрана.

Oracle® Java Development Kit (JDK) 7 Дополнительный инструментарий и сервисы Genymotion.

Дополнительно будем использовать Genymotion. Genymotion представляет из себя AVD (Android Virtual Machine). Он не является обязательным, так как Android studio имеет возможность запуска AVD. Однако Genymotionболее быстрый и удобный.

Основные преимущества:

• 1. Скорость работы. Запуск виртуальной машины происходит за несколько секунд.
• 2. Совместимость со всеми Android API и имеет плагины для бесшовной разработки на Android Studio.
• 3. Возможность тестировать различные сценарии использования приложения, например, заряд батареи, нахождение по GPS, уровень связи и т. д.

GitHub.

Исходный код — код программы в понятной для человека форме. Исходный код в процессе компиляции или интерпретации преобразуется в машинный код и выполнятся ЭВМ.

GitHub — ресурс позволяющий выкладывать исходный код. Преимуществами использования GitHub являются:

• 1. Выкладывать свои и просматривать чужие разработки, комментировать и обсуждать решения.
• 2. Использовать готовые решения для создания более серьезных проектов.
• 3. Упрощает работу в команде при разработке программного обеспечения.

Пожарная безопасность является важной составляющей охраны жизнедеятельности человека. Для отслеживания возникновения пожаров и их дальнейшего тушения используется специальное оборудование. Однако, данное оборудование требует регулярной проверки рабочего состояния. Современные технологии позволяют упростить учет данных объектов. Мобильное приложение должно помочь пользователю отслеживать состояние объектов пожарной безопасности.

Было дано определение мобильного приложения и разобраны его классификации.

Рассмотрена методология написание технического задания и проектирования моделей: концептуальная модель, Use Case, IDEF1X.

Выбран и обоснован язык программирования для разработки мобильного приложения на платформе Android.

Разобрана архитектура операционной системы Android. Изучены основы разработки мобильных приложений на платформе Android.

Выбран и обоснован инструментарий для разработки мобильного приложения. А так же дополнительные программы и сервисы упрощающие разработку мобильных приложений.