Introducción a la programación para dispositivos móviles

Transcripción

1 Introducción a la programación para dispositivos móviles Programación de Sistemas Empotrados y Móviles (PSEM) Marco A. Peña marcoa@ac.upc.edu Una historia muy habitual AYUDA!!! 2 1

2 Índice de contenidos Generalidades Tipos de dispositivos móviles Sistemas operativos Tipos de aplicaciones Problemática de las aplicaciones móviles Plataformas de desarrollo Estándares Conclusiones Referencias 3 Índice de contenidos Generalidades Tipos de dispositivos móviles Sistemas operativos Tipos de aplicaciones Problemática de las aplicaciones móviles Plataformas de desarrollo Estándares Conclusiones Referencias 5 2

3 Generalidades Dispositivo móvil: aquel que disfruta de autonomía de movimiento y está libre de cableado La autonomía es relativa: Dispone de una batería La batería necesita recargarse periódicamente, limitando la movilidad La batería y el tamaño reducido limitan las prestaciones: Procesador más simple Menor cantidad de memoria Interfaces de usuario limitadas: Pantalla reducida, no hay teclado o es muy simple, pantalla táctil, menús gráficos, teclado virtual, reconocimiento de escritura, reconocimiento de voz, 6 Generalidades En consecuencia las aplicaciones para dispositivos móviles serán menos potentes que las de escritorio, a priori Una gran baza para ganar en funcionalidad es la capacidad de comunicación de los dispositivos: La lógica pesada de las aplicaciones puede estar en un potente servidor remoto Los inconvenientes: El dispositivo se encarece Consume más energía Sólo la interfaz en el dispositivo y toda la lógica en el servidor: Web Web móvil Internet móvil 7 3

4 Generalidades Conclusiones preliminares: Interfaz de las aplicaciones lo más simple posible Evitar la introducción de demasiada información desde el dispositivo Estudiar cuidadosamente el diseño de la interfaz Usar guías de estilo y recomendaciones al respecto Ventajas de los dispositivos móviles: Movilidad Potabilidad Acceso a información y servicios independientemente del lugar y el momento, gracias a la capacidad de comunicación 8 Índice de contenidos Generalidades Tipos de dispositivos móviles Sistemas operativos Tipos de aplicaciones Problemática de las aplicaciones móviles Plataformas de desarrollo Estándares Conclusiones Referencias 10 4

5 Tipos de dispositivos móviles Teléfonos móviles GSM, GPRS, UMTS SMS, WAP, WDL, SmartPhone Agendas electrónicas Organizadores de bolsillo PDAs PocketPC PalmOS Combinaciones de ambos En un solo dispositivo Como dos dispositivos interconectados: infrarrojos, Bluetooth, 11 Teléfonos móviles Pros Muy extendidos Ligeros y transportables Económicos Capacidad de comunicación innata Contras Poca potencia de proceso Poca memoria Capacidad de visualización limitadait Interacción avanzada no trivial 12 5

6 Organizadores de bolsillo (PDAs) Pros Visualización mejorada Interacción avanzada Pantalla táctil Reconocimiento de escritura Teclado virtual Teclado QWERTY incorporado Reconocimiento de voz Mayor capacidad de proceso Mayor memoria Contras Accesorios para comunicaciones Mayor tamaño y peso 13 Híbrido: PDA + teléfono móvil Si vienes del mundo del PDA PDA + módulo de comunicaciones HP Compaq, Toshiba, Palm, Si vienes del mundo del teléfono móvil Teléfono móvil con mayor capacidad de proceso e interacción Nokia, Sony-Ericsson, 14 6

7 Híbrido: PDA + teléfono móvil Emergente: plataformas Microsoft PocketPC Phone Edition Smartphone Basados en versiones de Windows CE con funcionalidades adicionales Look & Feel Windows 15 Otras alternativas Expansión de un dispositivo mediante interfaces de comunicación Conexión a redes o a otros equipos con acceso a redes Varias alternativas: Cable conectado a un teléfono móvil Modem Infrarrojos Bluetooth WLAN (Wi-Fi) 16 7

8 Índice de contenidos Generalidades Tipos de dispositivos móviles Sistemas operativos Tipos de aplicaciones Problemática de las aplicaciones móviles Plataformas de desarrollo Estándares Conclusiones Referencias 18 Palm OS Primera versión para las Palm Pilot en 1996 Actualmente: Oracle, Nokia, Handspring, Symbol, Sony, Más del 50% de cuota de mercado (año 2001) Más de 500 fabricantes y más de desarrolladores Tecnología Grafitti de reconocimiento de escritura Soporte a teclados, grabación de voz, cámaras, GSM, GPS, Muchas aplicaciones: PIM y seguridad (SSL) incluidas en el SO Sincronización HotSync: Windows, Linux, Recursos típicos: 2-16 MB RAM, 2-16 MB ROM Herramientas de desarrollo propietarias y abiertas 19 8

9 Palm OS 20 Palm OS 21 9

10 Windows CE Desarrollado a partir de Windows 95 y NT Base para el desarrollo de versiones específicas: PocketPC, HandHeldPC, SmartPhone, AutoPC, Actualmente soporta.net, IE, Windows Media, DirectX, Desarrollo y depuración sobre PC Rango de procesadores: Xscale, ARM, MIPS, SH, x86, Reconocimiento de escritura: natural y tipo graffiti Aplicaciones compatibles Windows: Office, Outlook, Sincronización ActiveSync: Windows-Outlook, Linux-Evolution Recursos típicos: MB RAM, 8-32 MB ROM Herramientas de desarrollo propietarias 22 Windows CE 23 10

11 Windows CE 24 Linux Versiones reducidas del núcleo de Linux con adaptaciones Orientado a laptops, PDAs, teléfonos móviles, wearables, Desarrollo y depuración sobre PC Herramientas de desarrollo abiertas Multitud de proyectos abiertos Muchas aplicaciones migradas de escritorio: shells, ftp, Aplicaciones basadas en Java, Phyton, Acceso al sistema como en escritorio: consola, GUI, 25 11

12 Linux 26 Linux 27 12

13 Symbian Propiedad de: Ericsson, Nokia, Panasonic, Motorola, Psion, Samsung Electronics, Siemens y Sony Ericsson Orientado a teléfonos móviles: alta gama, 2.5G y 3G Entorno multimedia de pequeño tamaño (200KB) Aplicaciones sobre VM: Conforme a Java MIDP 2.0 Desarrollo y depuración sobre PC Capa de aplicación en el SO con PIM y MMS incluidos Sincronización SyncML Herramientas de desarrollo propietarias y abiertas 28 Symbian 29 13

14 Symbian 30 Índice de contenidos Generalidades Tipos de dispositivos móviles Sistemas operativos Tipos de aplicaciones Problemática de las aplicaciones móviles Plataformas de desarrollo Estándares Conclusiones Referencias 32 14

15 Aplicaciones Web móviles Accesibles a través de un navegador: WAP, WML, chtml, HTML, Aplicaciones interactivas, dinámicas, Interfaz de usuario rica Controles Web Modelo de programación similar al de la Web El dispositivo sólo se encarga de la interfaz La lógica de procesamiento recae en un servidor remoto Dispositivo siempre on-line para aplicaciones dinámicas 33 Aplicaciones autónomas (standalone) La aplicación se instala en el dispositivo Tanto la interfaz como la lógica de la aplicación se ejecutan en el dispositivo El dispositivo debe tener cierta capacidad de proceso: CPU y memoria Cliente inteligente (Smart Client) Mayor control del dispositivo Modelo de programación similar al de escritorio La capacidad de comunicación no es determinante Dispositivo on-line y/o off-line dependiendo de la aplicación 34 15

16 Aplicaciones de notificación Envío y recepción de mensajes: noticias, chats, SMS, EMS, MMS, Interfaz de usuario muy simple Arquitectura de las aplicaciones: publicar / subscribir Pueden funcionar en casi cualquier dispositivo (e.g. pagers) Es imprescindible que el dispositivo tenga capacidad de comunicación Dispositivo siempre on-line 35 Índice de contenidos Generalidades Tipos de dispositivos móviles Sistemas operativos Tipos de aplicaciones Problemática de las aplicaciones móviles Plataformas de desarrollo Estándares Conclusiones Referencias 37 16

17 Aplicaciones Web móviles: navegador Aplicaciones de sobremesa: Navegador bastante estandarizado: IE, Netscape, Mozilla, Dispositivos móviles: Múltiples plataformas Múltiples navegadores Múltiples lenguajes de presentación: WML, chtml, HTML, A menudo soluciones propietarias: Pocket IE, Sony-Ericsson, Nokia, Openwave, 38 Aplicaciones móviles: pantalla Aplicaciones de sobremesa: El tamaño y resolución de la pantalla está bastante estandarizado Dispositivos móviles: Diferentes tamaños y resoluciones Diferentes funcionalidades: táctil, etc. Diferentes formas de interacción Teclado numérico Teclado QWERTY Teclado virtual Reconocimiento de escritura Puntero a modo de ratón 39 17

18 Aplicaciones móviles: desarrollo Desarrollo de aplicaciones standalone y de Web móvil tedioso: Diferentes versiones de un sitio Web para cada lenguaje de presentación Diferentes versiones de un sitio Web para cada dispositivo específico según sus capacidades A menudo un dispositivo sólo visualiza aplicaciones desarrolladas por su mismo fabricante El trabajo de los diseñadores y programadores se multiplica por el número de versiones Reutilización de código muy difícil El mantenimiento es costoso y propenso a errores e incoherencias 40 Aplicaciones móviles: desarrollo El desarrollo de aplicaciones para Internet móvil es tedioso: Cómo hacer que un sitio Web se visualice adecuadamente en un equipo de sobremesa y en un dispositivo móvil? Cómo crear servicios de Internet móvil que se visualicen adecuadamente en todos los dispositivos móviles? Razón para el fracaso de ciertas tecnologías y plataformas? WAP/WML e-moción de Movistar, y similares Y cuál es la razón para el éxito de esas mismas tecnologías? i-mode de NTT DoCoMo 41 18

19 Índice de contenidos Generalidades Tipos de dispositivos móviles Sistemas operativos Tipos de aplicaciones Problemática de las aplicaciones móviles Plataformas de desarrollo Estándares Conclusiones Referencias 43 Desarrollo en escritorio Forma más usual Igual que el desarrollo para escritorio, sólo cambia la compilación (cross compilation) ) Uso de emuladores para depurar 44 19

20 Desarrollo en escritorio Entornos integrados de desarrollo 45 Sun J2ME Lenguaje de programación (Java) y plataforma de ejecución para dispositivos con poca capacidad de proceso Soporte desde tarjetas inteligentes hasta dispositivos casi PCs Independiente del SO: Symbian, Linux, PalmOS, Aplicaciones standalone se ejecutan sobre una máquina virtual Independencia del sistema operativo y del hardware Diferentes VMs dependiendo de las capacidades del dispositivo Aplicaciones Web móviles MIDlets: Versión adaptada de los applets de J2SE Soporte WAP/WML, HTML, etc

21 Sun J2ME Java 2 Micro Edition J2ME J2SE J2EE Tecnologías Java 2 U U 47 Sun J2ME: Arquitectura Perfiles: conjunto mínimo de APIs disponibles para un tipo de dispositivo Configuraciones: requisitos mínimos de la máquina virtual y clases que han de estar disponibles Máquinas virtuales de Java RMI Personal MIDP PDA Foundation CLDC KVM CDC CVM Sistema Operativo 48 21

22 Sun J2ME: Máquinas virtuales MIDP PDA CLDC RMI Personal Foundation CDC CVM (Compact Virtual Machine) TV set-top box, automoción, 2MB a 16+MB Procesador de 16/32 bits KVM CVM Sistema Operativo KVM (Kilo Virtual Machine) Teléfonos móviles, pagers, PDAs, 128KB a 1MB Procesador de 16 bits 49 Sun J2ME: Configuraciones MIDP PDA CLDC RMI Personal Foundation CDC CDC (Connected Device Configuration) 2MB para plataforma Java Conexión a red Puede tener un interfaz de usuario sofisticada Usa la CVM KVM CVM Sistema Operativo CLDC (Connected Limited Device Configuration) 160KB a 512KB para plataforma Java Uso de baterías Conexión limitada a red (inalámbrica) Interfaz de usuario limitada Usa la KVM 50 22

23 Sun J2ME: Perfiles CLDC MIDP PDA CLDC RMI Personal Foundation CDC PDAP (Personal Digital Assistant Profile) Sistema Operativo Extensión de CLDC y MIDP para aplicaciones PIM y sincronización con PCs y otros PDAs Pantalla: mínimo 128x128 y 1bit Interfaz: apuntador (típicamente stylus) e introducción de texto Red: bidireccional, inalámbrica, intermitente y BW limitado Memoria: alrededor de 1MB total de ROM + RAM Alimentación: típicamente batería MIDP (Mobile Information Device Profile) Extensión de CLDC para dispositivos móviles de comunicación (datos y/o voz), pagers interactivos, PDAs de gama baja, Pantalla: mínimo 96x54 y 1bit Interfaz: teclado one-handed o two-handed, o pantalla táctil Red: bidireccional, inalámbrica, intermitente y BW limitado Memoria: 256KB ROM, 8KB+128KB RAM para el runtime Alimentación: típicamente batería KVM CVM 51 Sun J2ME: Herramientas de desarrollo Java 2 SDK versión 1.3 o superior J2ME Wireless Toolkit Preferentemente entorno de desarrollo visual: SunONE, JBuilder (Mobile Set), HetBeans, Referencia principal:

24 Sun J2ME: Entorno Sun ONE 53 Microsoft.NET Plataforma de ejecución (.NET Framework) multi-lenguaje (C#, VB, C++, J#, Smalltalk, Eiffel, ) Aplicaciones standalone se ejecutan sobre una máquina virtual.net Compact Framework Diferentes versiones dependiendo de las capacidades del dispositivo (PocketPC, Smartphone, otros) Sólo para sistemas operativos de Microsoft Aplicaciones Web móviles Sobre ASP.NET Renderizado adaptativo: identifica el dispositivo y genera la presentación optimizada según: Lenguaje de presentación: HTML, WAP/WML, chtml, Tipo y dimensiones de la pantalla Soporte para múltiples navegadores y dispositivos 54 24

25 Microsoft.NET VB C++ C# JScript J# Common Language Specification ASP.NET Web Forms Web Services ADO.NET y XML Base Class Library Windows Forms Visual Studio.N NET Common Language Runtime Sistema operativo 55 Microsoft.NET Aplicaciones standalone Visual Studio.NET Smart Device Extensions Aplicaciones Web móviles Visual Studio.NET Mobile Internet Toolkit evc Pocket PC + PPC Phone Edition Microsoft Smartphone Otros Dispositivos Windows CE.NET Compact Framework Desktop Controls ASP.NET Mobile Controls XML Web Services.NET Framework Windows CE Windows Server + IIS 56 25

26 Microsoft.NET: Compact Framework Versión ligera del.net Framework: Diseñado para dispositivos con recursos limitados Subconjunto de funcionalidades PocketPC Smartphone Ejecución segura en el dispositivo: JIT de alto rendimiento Experiencias de usuario: muy interactiva, offline y en red Fácil consumo de servicios Web Ajustable en tamaño y rendimiento Compatibilidad estricta con el.net Framework y VS.NET Lenguajes: VB.NET y C#.NET Framework (Escritorio).NET Compact Framework (PocketPC).NET Compact Framework (Smartphone) 57 Microsoft.NET: Herramientas de desarrollo.net Framework.NET Compact Framework.NET SDK Pocket PC and Smartphone SDKs Preferentemente entorno de desarrollo visual: Visual Studio.NET y ASP.NET WebMatrix (en desuso) Referencia principal:

27 Microsoft.NET: Visual Studio.NET 60 Otros entornos de desarrollo La mayoría de entornos dan soporte a dispositivos móviles: Entornos para Java, Delphi, Algunos fabricantes de SOs también ofrecen herramientas Symbian: Emuladores, documentación y SDKs para Java, C++, BASIC, Soportado por herramientas de: AppForge, Borland, Metrowerks, Sun, Nokia, Ericsson, Texas Instruments, Comunidad de software libre PalmSource: p p Emuladores, documentación y SDKs para Java, Pascal, C, C++, Soportado por herramientas de: CodeWarrior, Palm, Sony, Handspring, Kyocera,... Comunidad de software libre 61 27

28 Otros entornos de desarrollo PDA Toolbox ( : entorno RAD para PalmOS Hallogram Satellite Forms ( : entorno gráfico basado en Visual Basic para PalmOS y PocketPC 2002 ScoutBuilder ( : entorno RAD y lenguaje basado en BASIC para PalmOS CASL ( : entorno visual para PalmOS y PocketPC AppForge Mobile Visual Basic ( : parche para Visual Basic. Ejecución interpretada. 62 Índice de contenidos Generalidades Tipos de dispositivos móviles Sistemas operativos Tipos de aplicaciones Problemática de las aplicaciones móviles Plataformas de desarrollo Estándares Conclusiones Referencias 64 28

29 WWW, HTTP y HTML Web (WWW): red de ordenadores alrededor del mundo HTTP es HyperText Transfer Protocol :protocolo estándar de comunicación en la Web La información se almacena en documentos llamados páginas Web almacenadas en ordenadores llamados servidores Web Los ordenadores que acceden a la información se llaman clientes Web y usan un navegador Web Un navegador obtiene una página mediante una petición HTTP que contiene la dirección (URL) de la página La página contiene instrucciones llamadas tags HTML sobre cómo debe mostrarse HTML es Hyper Text Markup Language Estándares de Internet: World Wide Web Consortium (W3C) 65 XML XML es EXtensible Markup Language XML es un lenguaje de marcado parecido a HTML XML no substituye a HTML XML se diseñó para modelar y describir datos, por eso los tags no están predefinidos HTML se diseñó para formatear y presentar datos XML usa un Document Type Definition (DTD) o un XML Schema para describir los datos 66 29

30 JavaScript JavaScript no es Java Es un lenguaje de programación ligero Es interpretado, i.e. se ejecuta sin compilación previa Diseñado para añadir interactividad a las páginas HTML Suele ir incrustado en las páginas HTML Soportado por la mayoría de navegadores 67 WAP WAP es Wireless Application Protocol : protocolo estándar de la industria para mostrar contenidos en dispositivos inalámbricos, como teléfonos móviles WAP hereda de otros estándares de Internet WAP es un protocolo de comunicación de aplicaciones usado para el acceso a información y servicios mediante un micro navegador WAP usa el lenguaje de marcado WML (no HTML) WML deriva de XML

31 WML WML es Wireless Markup Language : un lenguaje de marcado derivado de HTML pero mucho más estricto WML se usa para crear páginas Web que pueden viasualizarse en un navegador WAP Las páginas Web en WML se denominan DECKS. Los DECKS constan de conjuntos de CARDS WML usa WMLScript para ejecutar código (sencillo) en el cliente WMLScript deriva de JavaScript, pero no se incrusta en las páginas WML Un script WMLScript se compila previamente en bytecode y se referencia mediante una URL 69 Índice de contenidos Generalidades Tipos de dispositivos móviles Sistemas operativos Tipos de aplicaciones Problemática de las aplicaciones móviles Plataformas de desarrollo Estándares Conclusiones Referencias 71 31

32 Conclusiones Hay que programar aplicaciones que generen el lenguaje de presentación adecuado y optimizado para: El dispositivo El sistema operativo El navegador Usar técnicas de programación que permitan aislar el interfaz de la lógica orientación a objetos y multi-capa Usar lenguajes modernos y entornos de integrados similares a los de escritorio, con emuladores, etc. J2ME y.net van en la dirección adecuada 72 Índice de contenidos Generalidades Tipos de dispositivos móviles Sistemas operativos Tipos de aplicaciones Problemática de las aplicaciones móviles Plataformas de desarrollo Estándares Conclusiones Referencias 74 32

33 Referencias Artículo: La programación de Dispositivos de Cómputo Móviles Artículo:.NET y la movilidad Artículo: Introducción a J2ME Artículo: Wi-Fi Sitio Web: Cátedra telefónica móviles (UPM) tme etsit es Sitio Web: Wap Forum Sitio Web: Glosario de terminología de comunicaciones móviles 75 Referencias Sitio Web: Diccionario de términos de Internet Sitio Web: Palm Source Sitios Web: Windows CE y Sitios Web: Linux - Qtopis y Sitio Web: Symbian - UIQ y Sition Web: Java 2 Micro Edition

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