INGENIERÍA TÉCNICA EN INFORMÁTICA DE SISTEMAS DIARIO DE VIAJE. Realizado por ANTONIO GUILLÉN ÁVILA RAFAEL GARCÍA NARANJO

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1 ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA INFORMÁTICA INGENIERÍA TÉCNICA EN INFORMÁTICA DE SISTEMAS DIARIO DE VIAJE Realizado por ANTONIO GUILLÉN ÁVILA RAFAEL GARCÍA NARANJO Dirigido por Dr. JOSÉ RAMÓN PORTILLO FERNÁNDEZ Departamento MATEMÁTICA APLICADA I Sevilla, Septiembre de 2012

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3 INDICE 1. Introducción Definición de Objetivos Análisis de antecedentes y aportación realizada Análisis temporal y de costes de desarrollo Planificación Herramientas para el desarrollo Equipos de desarrollo Eclipse + Android SDK Dropbox Dispositivos físicos Manual de Android e instalación del entorno de trabajo Introducción a Android Breve historia Estructura de Android Estructura de una aplicación Android Ciclo de vida de una aplicación en Android Prioridad de procesos Herramientas para el desarrollo Instalación de Eclipse Instalar SDK Android Instalar plugin de Android para Eclipse Completar la instalación Otras herramientas útiles Otras funcionalidades del emulador Dalvik Debug Monitor Service Android Debug Bridge Manual de usuario Presentación del Proyecto Ventana de la Lista de Viajes (Ventana Principal) Ventana de Nuevo Viaje

4 6.4. Ventana de la Lista de Lugares Ventana de Nuevo Lugar Ventana Lugar Diseño e implementación Diseño Implementación Pruebas Ampliaciones Conclusiones Bibliografía

5 1. Introducción 5

6 Este documento tiene como propósito detallar la labor realizada durante el periodo de ejecución del proyecto final de carrera, el cual consiste en una aplicación para dispositivos móviles Android. Esta aplicación presenta un diario de viaje, que permite documentar los viajes visitados, añadiendo información relevante para el usuario, fotos y enlaces a wikipedia, archivados por viaje y lugar, pudiendo localizar estos lugares visitados mediante su posición GPS y mostrarlos a través de Google Maps. Todo esto mediante Android, que es una plataforma de programación de software para dispositivos móviles creada por Google. El objetivo de esta aplicación es tener un recuerdo con imágenes, información y comentarios que hayamos introducido en los viajes realizados. Además, los usuarios podrán consultar datos de los lugares visitados en cualquier momento, ya que todos los dispositivos Android disponen de acceso a Internet. También, esta aplicación añade nuevas funcionalidades para interactuar con sus datos. Ya que el objetivo de realizar un proyecto fin de carrera no es sólo la aplicación en sí, sino el paso de estudiante a ingeniero, la estructura del documento sigue una línea temporal, dónde se explica al inicio del mismo los pasos previos que cualquier Ingeniero Informático debe realizar antes de comenzar la implementación, y concluyendo con las ideas y reflexiones obtenidas tras su finalización, tanto sobre la aplicación como a nivel personal en la etapa final como estudiante. Como último aspecto importante, este trabajo ha servido como primera toma de contacto con el mundo laboral, además de como finalización del ciclo de formación universitaria. 6

7 2. Definición de Objetivos 7

8 Hoy en día es cada vez más habitual el uso de Internet, del GPS y la cámara en un dispositivo móvil, aunque alguna de estas opciones puede que ya se encontraran hace unos años en los móviles, incluso todas ellas, ha sido con la llegada de los smartphone cuando la usabilidad ha sufrido una mejora considerable, gracias sobre todo a las prestaciones de los dispositivos móviles con la introducción de procesadores de última generación, incluso saliendo los últimos con varios núcleos, lo que permite que el hardware instalado en los móviles haya obtenido una mejora considerable. Debido a esta mejora vimos interesante usar estas opciones para crear una aplicación que permitiera unir todas ellas, con la finalidad de mejorar la organización y el acceso a la información que un usuario haya obtenido de un viaje. El objetivo principal de este proyecto es desarrollar una aplicación que permita al usuario realizar un diario de viaje que organice la información recopilada por el usuario para así tener un recuerdo en su dispositivo móvil, introduciendo fotos y enlaces a wikipedia del lugar visitado, a la vez que podemos añadir comentarios. Para ello utilizamos la cámara de fotos, GPS y acceso a internet con los que cuentan estos dispositivos. La aplicación nos ayudará a localizar en el mapa algún lugar visitado previamente, y ver las imágenes capturadas con sus respectivos comentarios, leyendo toda la documentación enlazada con la Wikipedia, para así, dar la máxima facilidad posible al usuario que desee ver los viajes que ha realizado. En los primeros compases del diseño, hemos partido de varias ideas desde las cuales desarrollar el resto. En primer lugar, queríamos hacer uso de algunas de las funciones propias de este tipo de teléfonos. Para ello, partimos de la idea de otorgar una gran importancia al GPS que incluyen la mayoría de smartphones actualmente a la venta, así como hacer uso de Internet y la cámara. Partimos de la idea de ofrecer un producto simple e interesante desde el punto de vista del público. En primer lugar, tras comentar la aportación que se ha realizado y analizar temporalmente el Proyecto, se verán algunas características de los dispositivos móviles que hemos utilizado durante el proyecto y que usan la plataforma Android, como son el Samsung I5800 Galaxy 3 y el HTC Wirefire S. Dispondremos de una completa guía de instalación de Eclipse y su SDK (kit de desarrollo de software) y, asimismo, explicaremos como instalar el plugin ADT en Eclipse o en el entorno de desarrollo que estemos utilizando, necesario para empezar a crear aplicaciones propias en Android. Después, se explicarán cada uno de los artilugios que usaremos en nuestro proyecto y de los cuales está dotado el dispositivo, como puede ser el caso del GPS y la cámara, entre otros, y de qué forma se hace uso de ellos. 8

9 Para finalizar, se explicará la complejidad de desarrollar el diario de viaje y cómo a través de la cámara del teléfono móvil y el GPS, podremos localizar los distintos puntos visitados. Una vez explicado, se mostrará el resultado de probarlo en nuestro dispositivo móvil. Respecto a los objetivos personales, teniendo en cuenta que el mundo de la informática está en continua evolución, se busca aprender a utilizar las nuevas tecnologías puesto que aunque se termine la etapa de estudiante, un informático va a estar aprendiendo a usar nuevos lenguajes de programación o tecnologías durante toda su vida laboral. En este caso, el objetivo personal es aprender a programar para una plataforma en la que no se ha trabajado durante la carrera, dado que Android es un sistema operativo muy reciente en el que aún no se ha profundizado a nivel académico. Además Android es uno de los sistemas operativos móviles con mayor cuota de mercado dentro de los dispositivos móviles, aun siendo uno de los últimos en ser lanzados, lo que demuestra su buena adaptación dentro de este mundo móvil y pensamos que podría ser una buena salida laboral en este mercado tan competitivo que hay en estos momentos, por lo que también fue un aliciente por el cual nos decidimos a programar con esta plataforma. 9

10 3. Análisis de antecedentes y aportación realizada 10

11 Para la realización del Proyecto, se empieza recolectando cierta información de un manual de Introducción a Android con el título Curso programación Android (Salvador Gómez Oliver) al que se hace referencia en la bibliografía, ya que ninguno de nosotros había programado previamente con Android y no conocíamos los conceptos básicos ni la forma de comenzar la aplicación. Consideramos este manual lo suficientemente completo como para iniciarnos en Android, puesto que abarca todos los temas necesarios para empezar a desarrollar un aplicación en esta plataforma. Además de ello, este manual tocaba temas importantes para nuestra aplicación como Localización geográfica y Mapas, y aunque estos estaban desarrollados de una forma muy básica y el manual no toca otros temas que son base de nuestra aplicación, como la utilización de la cámara, ha sido imprescindible para nosotros en el desarrollo del proyecto gracias a la base que hemos obtenido sobre el desarrollo de aplicaciones Android. Pero nuestra gran fuente de información aportada ha sido Internet. Una buena parte de la documentación del proyecto ha sido recolectada de diversas webs y, aunque en la bibliografía están señaladas dichas páginas, hay que destacar por su amplio contenido e información que permite conocer bien como funciona Android y su API, tanto para los que estén empezando como para los que tengan algún conocimiento previo. Para poder devolver la localización de un punto de interés donde estemos, así como su información complementaria, veremos que el SDK de Android sirve de gran ayuda, y que haciendo uso de GoogleMaps (que será muy útil y necesario en nuestro proyecto) hace que programar esta aplicación, a pesar de su dificultad, sea un poco más ameno. Toda la información recolectada en internet y de los distintos libros consultados nos ha ayudado para aprender este lenguaje de programación nuevo para nosotros y saber cómo funciona, pero una vez que se obtienen estos conceptos bases, parte del código que se utiliza para desarrollar la aplicación ha sido ingeniada por nosotros para que se ajuste a la idea que diseñamos. Por supuesto no hemos creado la aplicación desde cero, se han utilizado trozos de código obtenido de las distintas fuentes de información que hemos consultado, pero sí que hemos ideado gran parte de la aplicación cuyo código esta implementado por nosotros (con esto no queremos decir que estas acciones no estén implementadas ya, si no que en nuestro caso las hemos implementado nosotros desde nuestras propias ideas para que se ajusten a nuestra aplicación). Por tanto, como creemos que sucede con cualquier proyecto informático, la aplicación ha sido desarrollada usando código de terceros y código implementado por nosotros para así poder llevar a cabo este proyecto de final de carrera. 11

12 4. Análisis temporal y de costes de desarrollo 12

13 4.1. Planificación En este apartado se ha analizado el tiempo dedicado a la realización del proyecto. Se especificará cuánto tiempo hemos estado investigando acerca del funcionamiento de Android, cuánto nos ha costado realizar la aplicación que hemos llevado a cabo en este Proyecto, el tiempo dedicado a escribir la memoria junto con los distintos manuales de uso que ésta incluye, así como las pruebas realizadas para comprobar que la aplicación funcionaba correctamente. Este proyecto fue iniciado a partir de Octubre de Estuvimos 2 meses realizando tareas de investigación. También instalamos las versiones del SDK de Android y empezamos a ver cómo funcionaban las aplicaciones de los primeros ejemplos más sencillos, como el típico Hello, Android. Debido a las prácticas de empresa que en ese momento hacíamos los dos y la cercanía de los exámenes de la convocatoria de Diciembre, se tuvo que aplazar un poco la realización del proyecto. A principio de Febrero y tras una documentación exhaustiva y que se detallará en la Bibliografía, comenzamos a desarrollar las primeras aplicaciones mas decentes en Android. Es necesario destacar que en ningún momento hemos dejado de documentarnos. Así mismo, aparte de ir anotando las horas dedicadas grupal e individualmente, se iban dando pinceladas a la realización de la memoria, anotando enlaces para la bibliografía y comentando el código de las aplicaciones básicas que realizamos. A comienzos de Marzo, y una vez aclarados algunos conceptos sobre los cuales teníamos dudas a la hora de implementar, la aplicación empezó a tomar una base sólida. Durante los meses de Abril, Mayo y Junio se realizó la parte importante de la aplicación, y se amplió de manera considerable todo el trabajo de investigación. Igualmente, se escribieron los manuales de usuario que contiene la memoria, tanto del uso de Android en general como de nuestra aplicación en particular, y de cómo realizar aplicaciones para este sistema operativo de Google. Sin lugar a dudas, nuestra experiencia nos dice que a pesar de la numerosa documentación que habíamos consultado, y del conocimiento de la herramienta, tiene un lugar importante la corrección de fallos en cuanto a tiempo se refiere. Una vez que la aplicación estaba casi lista, nos costó bastante tiempo la tarea de depurar el código y retocarlo de forma que consiguiera mostrar resultados óptimos. A continuación mostramos gráficamente los tiempos dedicados a cada apartado de este proyecto, desde todo el trabajo de investigación, hasta la realización de la documentación del mismo. En total, aproximadamente 345 horas de trabajo cada uno repartidas de la siguiente forma: 13

14 Tarea Horas estimadas Horas reales Investigación Desarrollo de la aplicación Memoria Pruebas Total Horas estimadas Investigación Desarrollo de la aplicación Memoria Pruebas Horas reales Investigación Desarrollo de la aplicación Memoria Pruebas 4.2. Herramientas para el desarrollo El coste de nuestro proyecto ha sido nulo, debido a que ya teníamos cada uno un móvil con sistema operativo Android, un equipo para desarrollar la aplicación y todas las herramientas que hemos empleado para el desarrollo del software son de libre adquisición. 14

15 Equipos de desarrollo Hemos usado distintos equipos para las distintas fases del proyecto. Tanto las labores de implementación, como las de documentación, están sincronizadas a través de internet, por lo que no hemos tenido ningún tipo de problema para mantener la coherencia de las distintas fases. Los equipos usados son: Equipo1: CPU Intel Pentium M 760 processor (2.0 GHz, 533MHz FSB, 2MB L2 cache) RAM 2GB DDR2 Targeta gráfica Intel Graphics Media Acelerator 900 Sistema Operativo Windows XP Profesional Equipo2: CPU RAM Targeta gráfica Sistema Operativo Core i5-2410m (2,30 / 2,90 GHz Turbo, FSB 1333 MHz, 3 MB L2) 4GB DDR3 (1333MHz) Intel HD 3000 (HM65), hasta MB Windows7 64bit Home Premium Eclipse + Android SDK El conocido entorno de desarrollo supone la mejor herramienta para programar en Android, debido a su fuerte orientación JAVA. Incluye todas las librerías necesarias para el desarrollo de aplicaciones, así como una máquina virtual configurable para probar el funcionamiento. Si se emplean dispositivos físicos, el propio Eclipse puede instalar y ejecutar la aplicación mediante una simple conexión USB, ofreciendo además todo tipo de herramientas para facilitar la programación, localizar errores, etc. Además, es completamente gratuito y de código abierto. Más información en: 15

16 Dropbox Dropbox es un servicio de alojamiento de archivos multiplataforma en la nube, operado por la compañía Dropbox. El servicio permite a los usuarios almacenar y sincronizar archivos en línea entre computadoras, y compartir archivos y carpetas con otros usuarios. Más información en: Dispositivos físicos El uso de la máquina virtual incluida en Eclipse no permite la manipulación de los sensores, además el rendimiento de las aplicaciones queda muy por debajo del que se obtiene al ejecutarlo en un dispositivo real. Debido a esto, para el desarrollo de este proyecto hemos adquirido dos Smartphones de gama alta y diferente hardware para poder hacer las pruebas pertinentes. Ambos están actualizados al sistema operativo Android 2.2. Las especificaciones de ambos dispositivos, las hemos obtenido en la web y son las siguientes: Samsung I5800 Galaxy 3 General Body Display Sound Memory Data 2G Network GSM 850 / 900 / 1800 / G Network HSDPA 900 / 2100 Announced 2010, June Status Available. Released 2010, July Dimensions x 55 x 12.9 mm Weight 109 g Type TFT capacitive touchscreen, 16M colors Size 240 x 400 pixels, 3.2 inches (~146 ppi pixel density) Multitouch Yes - Touch Wiz 3.0 Alert types Vibration; MP3, WAV ringtones Loudspeaker Yes 3.5mm jack Yes - DNSe (Digital Natural Sound Engine) Card slot microsd, up to 32GB, 1GB card included Internal 512MB ROM, 256MB RAM GPRS Class 10 (4+1/3+2 slots), kbps EDGE Class 10, kbps Speed HSDPA, 3.6 Mbps 16

17 Camera Features Battery WLAN Wi-Fi b/g/n, Wi-Fi hotspot (Android 2.2) Bluetooth Yes, v3.0 with A2DP USB Yes, microusb v2.0 Primary 3.15 MP, 2048x1536 pixels, autofocus Features Geo-tagging, face and smile detection Video Yes, Secondary No OS Android OS, v2.1 (Eclair), upgradable to v2.2 CPU Samsung S5P MHz Sensors Accelerometer, proximity, compass Messaging SMS(threaded view), MMS, , Push Mail, IM Browser HTML Radio Stereo FM radio with RDS GPS Yes, with A-GPS support Java Yes, via Java MIDP emulator Colors Black, White - MP4/DivX/XviD/WMV/H.264/H.263 player - MP3/WAV/eAAC+ player - Organizer - Document editor (Word, Excel, PowerPoint, PDF) - Google Search, Maps, Gmail, YouTube, Calendar, Google Talk integration - Voice memo - Predictive text input Standard battery, Li-Ion 1500 mah Stand-by Up to 620 h (2G) / Up to 510 h (3G) Talk time Up to 15 h 30 min (2G) / Up to 7 h 15 min (3G) HTC Wildfire S General Body Display Sound Memory Data 2G Network GSM 850 / 900 / 1800 / G Network HSDPA 900 / 2100 HSDPA 850 / 1900 or HSDPA 2100 (Australia) Announced 2011, February Status Available. Released 2011, May Dimensions x 59.4 x 12.4 mm Weight 105 g - Touch-sensitive controls Type TFT capacitive touchscreen, 256K colors Size 320 x 480 pixels, 3.2 inches (~180 ppi pixel density) - HTC Sense 2.1 UI Alert types Vibration, MP3, WAV ringtones Loudspeaker Yes 3.5mm jack Yes Card slot microsd, up to 32GB, 2GB included Internal 512 MB ROM, 512 MB RAM (418 MB user-available) GPRS Up to 114 kbps EDGE Up to 560 kbps Speed HSDPA, 7.2 Mbps; HSUPA, 384 Kbps 17

18 Camera Features Battery WLAN Wi-Fi b/g/n, Wi-Fi hotspot Bluetooth Yes, v3.0 with A2DP, EDR USB Yes, microusb v2.0 Primary 5 MP, 2592 x 1944 pixels, autofocus, LED flash Features Geo-tagging, face detection Video Yes, Secondary No OS Android OS, v2.3 (Gingerbread), upgradable to v2.3.5 Chipset Qulacomm MSM7227 CPU 600 MHz ARM 11 GPU Adreno 200 Sensors Accelerometer, proximity, compass Messaging SMS(threaded view), MMS, , Push , IM Browser HTML Radio Stereo FM radio with RDS GPS Yes, with A-GPS support Java Yes, via Java MIDP emulator Colors Black, Silver, Brown, Lilac - SNS integration - Google Search, Maps, Gmail - YouTube, Google Talk, Picasa integration - MP3/AAC+/WAV player - Xvid/MP4/H.264 player - Organizer - Voice memo - Predictive text input Standard battery, Li-Ion 1230 mah Stand-by Up to 360 h (2G) / Up to 570 h (3G) Talk time Up to 7 h 10 min (2G) / Up to 5 h 50 min (3G) 18

19 5. Manual de Android e instalación del entorno de trabajo 19

20 5.1. Introducción a Android Android es una pila de software de código abierto que incluye un sistema operativo, middleware, y aplicaciones clave con una serie de librerías API para poder desarrollar aplicaciones a las cuales se les pueden dar la forma y el funcionamiento específico para que pueda funcionar en teléfonos móviles. Hasta hace poco, poder desarrollar aplicaciones para teléfonos móviles era dificilísimo porque se programaban bajo sistemas operativos propios y entornos de desarrollo cerrados, a los cuales era imposible acceder. Así mismo, los propios terminales priorizaban las aplicaciones nativas, haciéndolas prevalecer frente a aplicaciones que se hayan desarrollado por terceras partes. Esto suponía una barrera infranqueable para los desarrolladores de este tipo de aplicaciones. En Android las aplicaciones tanto nativas como las desarrolladas por terceras partes son escritas usando la misma API y ejecutadas en las mismas condiciones. Es por ello que en Android todas las aplicaciones son iguales sin hacer ninguna distinción ni discriminación. Históricamente, los desarrolladores codificaban sus aplicaciones en lenguajes de bajo nivel, para lo que era necesario entender el hardware específico sobre el que iban a trabajar, y generalmente solían ser un dispositivo sencillo o un rango de dispositivos provenientes del mismo fabricante. En la actualidad, los avances realizados en el desarrollo de aplicaciones para terminales móviles, han hecho que se pueda programar con un nivel de abstracción para que el programador se aísle de la capa hardware y no estar pendiente de ella. Entre las características del sistema operativo Android destacamos: Todas sus aplicaciones se programan en lenguaje Java y son ejecutadas en una máquina virtual específica diseñada para esta plataforma. Todo su software se ha realizado bajo una licencia Apache, de modo que el código es de libre distribución. También una de las causas primordiales por las cuales se ha escogido una licencia Apache, es porque este tipo de licencia permite que se realicen modificaciones sobre el software inicial y una vez que se 20

21 realicen los oportunos cambios, no exige que el software alterado se distribuya como software libre. Permite a las operadoras modificar a su gusto la plataforma, añadir nuevas funcionalidades y no tener que compartir el código ni permitir su uso a terceros. Así, de este modo, se puede entender como algunos operadores y fabricantes hayan visto con buenos ojos esta iniciativa y es por ello que se hayan sumado a Android. La principal causa de esta adhesión es que dichas compañías podrán modificar el código y desarrollar todo tipo de aplicaciones o trabajos sin la necesidad de verse obligados a compartir todo la elaboración producida. De todas formas, la licencia Apache propuesta por Android, permite que cualquier persona se pueda descargar, acceder al código fuente, modificarlo y redistribuirlo pero con el ligero inconveniente que a cualquier persona se le exime de este último punto. A cualquier desarrollador que se plantee programar sobre esta plataforma, se le proporciona de forma totalmente gratuita un entorno de desarrollo, es decir una SDK que se puede instalar junto con un plug-in en uno de los IDE s más famosos y conocidos como es Eclipse. Además se integra un emulador en el cual se pueden realizar todo tipo de pruebas sobre el programa elaborado y sí éstas han salido satisfactorias se puede importar el proyecto elaborado al propio dispositivo móvil. La principal finalidad que busca Android desde el punto de vista del desarrollador, es que éste pueda sacar de sí lo mayor posible de la plataforma, poder controlar y aprovechar cualquier funcionalidad que se proporcione desde el sistema operativo, y que toda aplicación que se pueda crear sea portable, fácil de desarrollar y reutilizable. Con todo ello, se intenta buscar un estándar para el desarrollo de este tipo de aplicaciones. Por último, cabe destacar la gran facilidad que desde Android se ofrece para poder integrar todo tipo de aplicación con las aplicaciones Web de Google Breve historia En Julio de 2005, Google adquirió Android, Inc [37], una pequeña startup de California. En esos momentos, la compañía se dedicaba a la creación de software para teléfonos móviles. Una vez en Google, el equipo desarrolló un S.O. basado en Linux para dispositivos móviles. Más adelante, Google adaptó su buscador y sus aplicaciones para su uso en móviles. En septiembre del 2007, Google tenía varias patentes de aplicaciones sobre el área de la telefonía móvil. El 5 de noviembre del mismo año, se anunció la fundación de la Open Handset Alliance al mismo tiempo que la creación de la plataforma Android. La Open Handset Alliance está formada por un consorcio de 34 compañías de hardware, software y telecomunicaciones, entre las cuales se incluyen Google, HTC [38], Intel [39] y Motorola [40] entre otras, dedicadas a investigar estándares abiertos para dispositivos móviles. El primer teléfono en el mercado que posee Android es el T-Mobile G1 [41] (también conocido como Dream), lanzado el día 22 de octubre de 2008 que viene con la versión Android 1.0 preinstalada. Este móvil es el resultado conjunto de T-Mobile, HTC 21

22 y Google. Por último, desde el 21 de octubre de 2008, Android está disponible como código abierto [42]. Gracias a esto, cualquiera puede añadir extensiones, nuevas aplicaciones o reemplazar las existentes por otras dentro del dispositivo móvil 5.3. Estructura de Android El stack de software a grandes rasgos, está formado por: un núcleo de Linux, una serie de librerías escritas en código C/C++, un entorno de ejecución propio (Android Run Time), un framework de aplicaciones y las propias aplicaciones. A continuación se puede ver el esqueleto de este sistema operativo, y debajo de la misma se explicarán cada una de las partes que lo conforman. La estructura del sistema operativo es la siguiente: El núcleo de Linux: es la capa más baja situada y es donde se sitúan los servicios básicos, es decir, en esta capa se establecen los drivers del hardware, la gestión de procesos y memoria, la seguridad, y las gestiones de redes y de energía. Todo ello está manejado por un kernel de Linux con versión 2.6, y cuya función principal es abstraer a las diferentes capas sucesivas que soporta la estructura de Android del hardware de la máquina. Aparte de las propiedades que puede dar dicho kernel de Linux, también hay que decir que precisamente dicho núcleo, incluye diversos drivers lo cual le hace semejante a cualquier otro kernel que corre en un ordenador personal. Por 22

23 otro lado, este kernel, al ser Linux cumple con las expectativas con las que Android se lanzará bajo licencia Apache. Por encima del núcleo de Android se establecen una serie de librerías escritas en lenguaje C/C++, y al igual que el núcleo, estas librerías son iguales de básicas. Dentro de las librerías, las más importantes son las siguientes: o Libc: esta librería incluye todas las cabeceras y funciones según el estándar de C. o SQLite: es la librería que implementa un motor de base de datos. SQLite es software libre, por lo tanto el código fuente es de dominio público. o Surface Manager (Administrador de Superficies): es la que realiza toda la gestión del acceso a los subsistemas de pantallas. Además es la encargada de gestionar todas aquellas pantallas de las diferentes aplicaciones activas que se encuentren en ese preciso instante. o SSL & WebKit: ambas librerías son las encargadas de integrar un navegador para Internet y de proporcionar seguridad cuando se acceda a ésta. o Media: el principal uso de esta librería es para poder reproducir tanto archivos de audio o video, así como los archivos fotográficos. Cabe destacar que en esta librería se proporcionan los códecs necesarios para poder reproducir los formatos más populares. o OpenGL / ES y SGL: la última libre, la SGL, es la encargada de proporcionar el motor gráfico de 2D. Sin embargo, la OpenGL / ES maneja los gráficos 3D en el caso de que el hardware del teléfono móvil lo disponga. o FreeType: es la encargada de la renderización de fuentes, para mapas de bits y vectores. La siguiente capa, y que se sitúa en el mismo nivel que la anterior, es el entorno de ejecución de Android, o la Android Run Time. Android incluye un set de librerías base que proveen la mayor parte de las funcionalidades disponibles en 23

24 las librerías base del lenguaje de programación Java. Todas las aplicaciones se programan en Java y para poder ejecutarlas se ha creado específicamente para Android una máquina virtual, la Dalvik Virtual Machine. Lo particular de esta máquina virtual, es que ha sido especialmente optimizada y adaptada para las características de cualquier teléfono móvil. Cada aplicación Android corre su propio proceso, con su propia instancia en la máquina virtual Dalvik. Esta máquina virtual, ha sido escrita de forma que un dispositivo puede correr múltiples máquinas virtuales de forma eficiente. Dalvik ejecuta archivos en el formato Dalvik Executable (.dex), y no con el bytecode generado por Java, de forma que los.dex están optimizados para un uso mínimo de la memoria y pensados para procesadores pequeños. Dicha máquina virtual está basada en registros, y ejecuta las clases compiladas por el compilador Java y que se han transformado en el formato.dex por la herramienta dx. Para hacernos una idea real de lo que sucede, y de la eficiencia de esta máquina virtual, se va a explicar un poco como se realiza todo el proceso. Una vez que se genera el bytecode de la aplicación escrita en Java, es decir, una vez que obtenemos los.class la máquina virtual genera un.dex con toda la agregación de estos códigos objeto, por hacer un símil sencillo, un.dex podría asemejarse a un archivo jar. La penúltima capa dentro de la estructura del sistema operativo Android es la del Framework de Aplicaciones. A partir de aquí, las últimas capas de la plataforma, se sustentan sobre Java. En esta capa se proporcionan todas las clases necesarias para poder crear aplicaciones en Android. Del mismo modo, este framework proporciona un nivel de abstracción del acceso al hardware y la gestión de la interfaz del usuario y de los recursos de la aplicación. Los desarrolladores tienen acceso a las mismas API s que las aplicaciones base, con el único objetivo de poder reutilizar los componentes utilizados para la aplicación realizada. En cuanto a las API s más conocidas son las siguientes: o Administrador de Teléfono: destinada para que el desarrollador pueda interactuar con las funcionalidades del teléfono, como son los mensajes SMS, llamadas, o Proveedor de Contenidos: con esta API, se pueden compartir los datos de cualquier aplicación. o Administrador de Ubicaciones: permite que las aplicaciones obtengan información sobre la localización y posicionamiento de ésta. o Administrador de Actividad: es la API encargada de gestionar el ciclo de vida de las aplicaciones. o Administrador de Ventanas: con ella se pasan a gestionar las ventanas de las aplicaciones. o Vista del Sistema: es con la cual se realiza toda la interfaz de usuario. 24

25 o La capa de Aplicaciones es la última capa del software, en la que se encuentran tanto las aplicaciones nativas provistas por Android como las desarrolladas por terceras partes. Todas ellas, han sido construidas en esta capa y utilizando las mismas API s y bajo el mismo lenguaje de programación, Java Estructura de una aplicación Android Para empezar a comprender cómo se construye una aplicación Android vamos a echar un vistazo a la estructura general de un proyecto tipo. Cuando creamos un nuevo proyecto Android en Eclipse se genera automáticamente la estructura de carpetas necesaria para poder generar posteriormente la aplicación. Esta estructura será común a cualquier aplicación, independientemente de su tamaño y complejidad. En la siguiente imagen vemos los elementos creados inicialmente para un nuevo proyecto Android: En los siguientes apartados describiremos los elementos principales de esta estructura. Carpeta /src/ Contiene todo el código fuente de la aplicación, código de la interfaz gráfica, clases auxiliares, etc. Inicialmente, Eclipse creará por nosotros el código básico de la pantalla (Activity) principal de la aplicación, siempre bajo la estructura del paquete java definido. 25

26 Carpeta /res/ Contiene todos los ficheros de recursos necesarios para el proyecto: imágenes, vídeos, cadenas de texto, etc. Los diferentes tipos de recursos de deberán distribuir entre las siguientes carpetas: Carpeta /res/drawable/ /res/layout/ /res/anim/ /res/menu/ /res/values/ /res/xml/ /res/raw/ Descripción Contienen las imágenes de la aplicación. Para utilizar diferentes recursos dependiendo de la resolución del dispositivo se suele dividir en varias subcarpetas: /drawable-ldpi /drawable-mdpi /drawable-hdpi Contienen los ficheros de definición de las diferentes pantallas de la interfaz gráfica. Para definir distintos layouts dependiendo de la orientación del dispositivo se puede dividir en dos subcarpetas: /layout /layout-land Contiene la definición de las animaciones utilizadas por la aplicación. Contiene la definición de los menús de la aplicación. Contiene otros recursos de la aplicación como por ejemplo cadenas de texto (strings.xml), estilos (styles.xml), colores (colors.xml), etc. Contiene los ficheros XML utilizados por la aplicación. Contiene recursos adicionales, normalmente en formato distinto a XML, que no se incluyan en el resto de carpetas de recursos. Como ejemplo, para un proyecto nuevo Android, se crean los siguientes recursos para la aplicación: 26

27 Carpeta /gen/ Contiene una serie de elementos de código generados automáticamente al compilar el proyecto. Cada vez que generamos nuestro proyecto, la maquinaria de compilación de Android genera por nosotros una serie de ficheros fuente en java dirigidos al control de los recursos de la aplicación. El más importante es el que se puede observar en la imagen, el fichero R.java, y la clase R. Esta clase R contendrá en todo momento una serie de constantes con los ID de todos los recursos de la aplicación incluidos en la carpeta /res/, de forma que podamos acceder fácilmente a estos recursos desde nuestro código a través de este dato. Así, por ejemplo, la constante R.drawable.icon contendrá el ID de la imagen icon.png contenida en la carpeta /res/drawable/. Veamos como ejemplo la clase R creada por defecto para un proyecto nuevo: public final class R { public static final class attr { } public static final class drawable { public static final int icon=0x7f020000; } public static final class layout { public static final int main=0x7f030000; } public static final class string { public static final int app_name=0x7f040001; public static final int hello=0x7f040000; } } 27

28 Carpeta /assets/ Contiene todos los demás ficheros auxiliares necesarios para la aplicación (y que se incluirán en su propio paquete), como por ejemplo ficheros de configuración, de datos, etc. La diferencia entre los recursos incluidos en la carpeta /res/raw/ y los incluidos en la carpeta /assets/ es que para los primeros se generará un ID en la clase R y se deberá acceder a ellos con los diferentes métodos de acceso a recursos. Para los segundos sin embargo no se generarán ID y se podrá acceder a ellos por su ruta como a cualquier otro fichero del sistema. Usaremos uno u otro según las necesidades de nuestra aplicación. Fichero AndroidManifest.xml Contiene la definición en XML de los aspectos principales de la aplicación, como por ejemplo su identificación (nombre, versión, icono, ), sus componentes (pantallas, mensajes, ), o los permisos necesarios para su ejecución. Veremos más adelante más detalles de este fichero. En el siguiente apartado veremos los componentes software principales con los que podemos construir una aplicación Android. A la hora de construir una aplicación en Android, hay que tener en cuenta que dicha aplicación puede estar compuesta de un tipo específico de componente o de la combinación de ambos. Estos componentes son los que van a identificar y caracterizar a la aplicación que se llegue a crear, ya que en función de éstos la clase que se desarrolle heredará las características del componente, y por lo tanto pueden existir diferentes formas de comportamiento, en cuanto a la aplicación se refiere, según el tipo de componente que se decida a usar. Los diferentes tipos de componentes con los cuales podemos crear aplicaciones en Android son los siguientes: Activity Es el componente más importante en cualquier aplicación Android, debido principalmente a que es la capa de presentación para todo tipo de aplicación. Cualquier pantalla que se muestre al usuario, será una extensión de la clase Activity. Y para dicha presentación se sirve de Views, para poder realizar la interfaz con la cual el usuario podrá interactuar. Está clase puede ser equivalente a lo que es un formulario en la arquitectura web. 28

29 Services Este componente, es totalmente opuesto al anteriormente explicado. La clase Services al contrario que la Activity, no interactúa para nada con el usuario, y es completamente invisible a los ojos del usuario. Se puede decir prácticamente, que este componente corre por debajo, en un segundo plano, realizando cualquier tipo de procedimiento que está obligado a realizarse sin la necesidad de que sea visible al usuario. La clase Service por así decirlo, son las clases que se ejecutan en background. Content Provider Los Content Provider, son principalmente utilizados para gestionar y almacenar las bases de datos de la aplicación. También permiten que cualquier aplicación almacenen los datos en un fichero o cualquier otro formato. La gran ventaja que presenta este tipo de componente, es que permite a cualquier aplicación acceder a los datos que están siendo utilizados por otras aplicaciones a la vez. Intent Un Intent, es un simple mensaje, que se utiliza para determinar el objetivo de la aplicación, es decir, su propósito. La principal peculiaridad es la forma en la cual los Intent describen la tarea que se va a llevar a cabo y los datos necesarios para realizarla. En última instancia, es el sistema el que finalmente decide cual será el más indicado para realizar sus acciones. Este componente, está muy ligado al Activity, puesto que las Activities, realizan los cambios de vista o de interfaz por medio de los Intent. Broadcast Receivers Con esta clase, la aplicación que se crea, está a la escucha de cualquier Intent proveniente de distintas aplicaciones. Al utilizar este componente, la aplicación puede empezar automáticamente y responder al Intent que está a la escucha. Se puede decir que la aplicación está a la escucha de un evento para llevar a cabo la acción a la cual está predestinada. Generalmente las aplicaciones que utilizan esta clase, se utilizan para lanzar eventos provenientes de cualquier tipo de Intent. Un claro ejemplo puede ser la gestión de las llamadas entrantes que recibe el dispositivo móvil Ciclo de vida de una aplicación en Android Los componentes que forman las aplicaciones en Android, tienen bien definido un ciclo de vida de manera que se puede saber en cualquier momento en que estado está la aplicación para poder gestionar los flujos de ésta en función de su estado. 29

30 A la hora de ejecutar una aplicación en Android, ésta se lleva a cabo en su propio proceso, de tal modo que Android es el encargado de gestionar todas las aplicaciones, arrancarlas o pararlas en función de los recursos que la aplicación necesite. Android aísla totalmente al usuario del dispositivo de la labor que el sistema operativo está realizando para poder ejecutar la aplicación que el poseedor del teléfono desee. Android ejecutará tantos procesos en función de los recursos que tenga disponibles, los cuales pueden estar a la vez formados por más de una actividad (Activity). A diferencia de otros entornos, las aplicaciones en Android, no tienen el control sobre su propio ciclo de vida. En cambio, los componentes de los que está formada dicha aplicación están al tanto de los cambios de estado que ésta pueda generar. De modo que durante la ejecución puede suceder que una actividad pare mientras otra sea lanzada, de tal manera que el proceso es consciente del estado en cual se ha quedado para que en un futuro vuelva a dicho estado cuando el sistema le conceda el mando. El caso más conocido de ciclo de vida, es el del componente Activity, cuyo diagrama es el siguiente: 30

31 Como se puede observar en la figura anterior, los diferentes estados que conforman el ciclo de vida de una actividad son los siguientes: oncreate: Es el estado en el cual da comienzo el ciclo de vida de la aplicación. ondestroy: Estado en el que se da por finalizado el ciclo de vida. onstart: Junto con el estado onstop forman el conjunto de estados en los cuales se maneja la actividad desde su comienzo. onstop: Es el estado en el cual permanece la actividad cuando ésta no tiene el mando para realizar sus procesos. Es similar al estado onpause. 31

32 onpause: Similar al estado anteriormente descrito. La actividad permanece en este estado cuando ésta no recibe el foco de atención por parte del sistema. onresume: Al igual que el estado onpause, ambos estados acotan el ciclo de vida de la actividad en función del foco de atención dispensado a la aplicación Prioridad de procesos Una vez visto el ciclo de vida de una aplicación en Android, y concretamente cuando una aplicación se crea, su flujo concluye cuando ésta finalice o cuando otra actividad necesite los recursos que la aplicación está consumiendo. La preferencia por parte de Android a la hora de priorizar determinadas aplicaciones en función de otras se debe en gran parte al tipo de componente que lo forma, ya que una aplicación puede ser más prioritaria respecto de otra. A la hora de programar una aplicación hay que tener en cuenta la prioridad que se le va a asignar puesto que en función de la prioridad la aplicación puede morir durante un proceso de ejecución importante. La importancia en cuanto a procesos se refiere es la siguiente, de mayor a menor prioridad: 1. Procesos activos. Son los procesos cuya importancia es crítica. Son aquellos que están albergados en aplicaciones que están continuamente estableciendo contacto con el usuario, y que generalmente son liquidados en última estancia. Este tipo de prioridad corresponde a: Activities que se encuentran en un estado activo y que están respondiendo continuamente a eventos del usuario. Activities, Services o Broadcast Recivers, que se están ejecutando cuando reciben un evento. Componentes Services que se ejecutan tras un evento proveniente de una aplicación que se crea, comienza o se destruye. 2. Procesos visibles. Como su propio nombre indica, son componentes de tipo Activity que son visibles pero no están al mando. En extraños casos son matadas. 3. Procesos de servicio. Son aquellas aplicaciones cuyo principal componente de aplicación es un Service, y tienen menor prioridad que un Activity, en gran parte a que este tipo de procesos no están continuamente interactuando con el usuario y a que son consideradas actividades que transcurren en un segundo plano. Este tipo de procesos no son matados a menos que sean necesarios los recursos de los que dispone. 32

33 4. Procesos de segundo plano. A diferencia de los anteriores, son procesos que corren en un segundo plano y que no disponen de ningún servicio. 5. Procesos vacíos. Son aquellos procesos que se mantienen en cache para un posterior relanzamiento Herramientas para el desarrollo En este apartado se va a comentar las herramientas y los pasos necesarios para poder desarrollar aplicaciones en Android. Es necesario conocer el sistema operativo así como el procesador sobre el cual se va a instalar el conjunto de herramientas necesarias. Este procedimiento es importante porque a la hora de instalar la SDK de Android, existen una serie de necesidades que no hay que pasar por alto. La SDK de Android es totalmente compatible con los principales sistemas operativos que existen en el mercado, es decir, Windows, Mac y Linux. A continuación es necesario disponer de una JDK, disponer a su vez del IDE de desarrollo Java Eclipse. Procedimientos para instalar las herramientas Instalación de Eclipse Si nuestro PC no dispone de un entorno de desarrollo compatible con Android SDK, recomendamos descargar Eclipse 3.4 (Ganymede), en la web oficial de Eclipse: No nos vamos a parar mucho en cómo instalar Eclipse ya que no es la finalidad de nuestro proyecto, simplemente vamos a explicar los pasos básicos para tenerlo funcionando en nuestro equipo. 33

34 Seleccionamos Eclipse Classic para Windows, Linux o Mac, dependienfo del Sistema Operativo que tengamos y nos los descargamos en nuestro equipo. Descomprimimos el archivo.zip en el directorio que hemos seleccionado y ejecutamos el archivo eclipse.exe que se encuentra en la carpeta eclipse descomprimida. Finalmente, elegimos un espacio de trabajo donde elaborar nuestros proyectos Instalar SDK Android Bien, una vez que hemos cumplido los requisitos del apartado anterior, nos dirigimos al website dedicado para Android: Y una vez allí, nos descargamos la SDK en función de nuestro sistema operativo, bien puede ser Windows, Mac o Linux. A continuación, descomprimimos el archivo en cuestión, teniendo en cuenta la ruta en la cual se ha descomprimido dicho archivo. Concluido el proceso de instalación de la SDK, se procede a la instalación del plugin necesario para Eclipse Instalar plugin de Android para Eclipse Ahora, el siguiente paso es iniciar Eclipse, para que de este modo podamos incluir el plugin necesario de Android, y así incluir la herramienta ADT (Android Development Tools) la cual permitirá crear proyectos de Android, debuggarlos y ejecutarlos. Abierto el IDE Eclipse, en la pestaña Help->Install New Software y en la ventana nueva que aparece, pulsar el botón Add. 34

35 De nuevo aparecerá una nueva ventana en la cual en los campos Name se pude introducir por ejemplo ADT y en el campo Location la siguiente URL: https://dl-ssl.google.com/android/eclipse/ Y una vez realizado, pulsar el checkbox o el botón Select All y pulsar Next. 35

36 Y a partir de ahí comenzará a descargarse el software necesario para comenzar a desarrollar aplicaciones. Por último Eclipse pedirá que se reinicie, para poder configurar los cambios realizados Completar la instalación Tras reiniciar Eclipse, los siguientes pasos a realizar son: Referenciar SDK Para poder crear proyecto, debemos referenciar la SDK en la pestaña Windows- >Preferentes->Android->Browse y buscar el path sobre el que se encuentra la SDK. Y en último lugar pulsar Apply y Ok. Descargar los targets necesarios Además del SDK de Android, también debemos descargar los llamados SDK Targets de Android, que no son más que las librerías necesarias para desarrollar en cada una de las versiones concretas de Android. Así, si queremos desarrollar por ejemplo para Android 1.6 tendremos que descargar su target correspondiente. Para ello, desde Eclipse debemos acceder al menú Window ->Android SDK Manager, y en la sección Packages seleccionar e instalar todos los paquetes deseados. 36

37 Configurar emulador AVD y actualizar plugin A la hora de probar y depurar aplicaciones Android no tendremos que hacerlo necesariamente sobre un dispositivo físico, sino que podremos configurar un emulador o dispositivo virtual (Android Virtual Device, o AVD) donde poder realizar fácilmente estas tareas. Para ello, nos vamos a Windows->ADV Manager y en la sección Virtual Devices podremos añadir tantos AVD como se necesiten (por ejemplo, configurados para distintas versiones de Android). A continuación, pulsamos sobre el botón New, y aparecerá la siguiente ventana. 37

38 Para configurar el AVD tan sólo tendremos que indicar un nombre descriptivo, el target de Android que utilizará, y las características de hardware del dispositivo virtual, como por ejemplo su resolución de pantalla, el tamaño de la tarjeta SD, o la disponibilidad de GPS. Y por ultimo comenzará un proceso de actualización de la SDK. 38

39 Otras herramientas útiles Como bien se ha podido apreciar en el apartado anterior la SDK de Android, incluye diversas herramientas y utilidades que permiten al usuario poder crear, testear y analizar las propias aplicaciones. Otra herramienta que aporta la SDK es el emulador. El cual es una propia máquina virtual destinada a ejecutar las aplicaciones de Android, es por ello la manera más cercana de poder conocer cómo sería un dispositivo móvil con dicho sistema operativo. Éste a su vez, dispone de una variedad de posibles maneras de mostrarse como interfaz gráfica, es decir, dispone de distintos tamaños de pantalla, resoluciones. Además de proveer de una buena conexión a Internet, en cuanto a rapidez y latencia respecto a las aplicaciones, y de permitir recibir llamadas y SMS, obviamente simulados. Como añadido a las características anteriormente habladas, existe una funcionalidad que permite al emulador de Android contactar y realizar operaciones mediante una conexión Telnet. A través del puerto 5554 se puede entablar todo tipo de órdenes con el emulador. También existen otro tipo de funcionalidades no menos importantes pero que merecen la pena describirlas Otras funcionalidades del emulador Dentro del emulador, existe la posibilidad de poder utilizar imágenes que puedan simular memorias internas, flash o de otro tipo. Las diferentes tipos de imagen son los siguientes: Imagen de sistema: son el tipo de imagen necesaria para que el emulador pueda arrancar, de modo que sólo son de lectura y obtienen información sobre la manera de ejecutarse éste. Imagen de runtime: a diferencia de las anteriores, éstas permiten escribir además de la posibilidad de leer de la imagen correspondiente. Y principalmente se utilizan para guardar datos de la sesión, como pueden ser aplicaciones instaladas. Al igual que las imágenes que simulan almacenamientos extraíbles. Imagen temporal: la característica principal de estas imágenes es que al acabar la ejecución, es decir, al apagar o cerrar el emulador, se eliminan por completo. Y la utilidad que tienen, es para hacer las labores de caché y para realizar una copia del sistema Dalvik Debug Monitor Service Aparte del emulador, existen otras herramientas que facilitan la programación de cualquier aplicación en Android. De estas herramientas cabe destacar la Dalvik Debug Monitor Service o DDMS. 39

40 En primera instancia, el emulador, te permite ver qué aspecto presenta la aplicación, cómo se comporta y poder interactuar con la misma, pero realmente no sabes lo que realmente está pasando dentro. De este modo, la DDMS es una herramienta que permite debutar la aplicación y conocer en todo momento que está sucediendo dentro de los entresijos de la aplicación que se está ejecutando. De esta manera, con esta herramienta, se tiene una versión fidedigna de la ejecución de la aplicación, porque se pueden acceder a los log, conocer de manera primordial la gestión de recursos, y la simulación de envío de SMS así como de llamadas entrantes y geolocalización. Para poder acceder a esta herramienta basta con pulsar la pestaña Window-> Open Perspectiva-> DDMS. Y aparecerá una perspectiva similar a la siguiente imagen: Android Debug Bridge Para finalizar, la Android Debug Bridge o ADB, es una herramienta que mediante una arquitectura cliente servidor permite conectarte desde tu máquina al dispositivo Android. Esta herramienta te permite copiar archivos, instalar aplicaciones o ejecutar comandos para acceder a la shell. Para poder utilizar las utilidades que nos facilita esta herramienta, basta con acceder mediante la línea de comandos hasta el path en el que se encuentra la SDK, y acceder a la carpeta tools y una vez allí, ejecutar los posibles comandos. 40

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