Dispositivos Móviles Introducción

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Programación Multimedia y Dispositivos Móviles -2º DAM-

IES Ginés Pérez Chirinos

Análisis de tecnologíaspara aplicaciones endispositivos móviles

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Objetivos

1. Describir la evolución, características y limitaciones de los dispositivos móviles

2. Dar una visión global de la computación ubicua

3. Analizar las tecnologías, lenguajes y entornos de trabajo y compilación

4. Proporcionar los conceptos y herramientas básicos para que el alumno adquiera las competencias necesarias para trabajar con los distintos entornos de desarrollo de aplicaciones para dispositivos móviles

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• La revolución de los dispositivos para comunicaciones móviles tiene tan solo 20 años.

• Durante este tiempo la tecnología ha evolucionado desde la voz a la información inalámbrica y el uso de dispositivos móviles se ha convertido en algo cotidiano.

• ACTUALIDAD�Tenemos la posibilidad de comunicarnos con cualquier persona, en cualquier momento y desde casi cualquier lugar.

• La primera semilla para este gran desarrollo fue plantada por el célebre matemático escocés James Clerk Maxwell, quien formuló, en el año 1860, un par de ecuaciones cuya solución predijo la propagación de las ondas electromagnéticas a la velocidad de la luz. Se necesitaron 20 años para comprobar dicha predicción en un laboratorio y otros 20 años más para que se llevara a cabo la primera aplicación móvil.

• Existen diversos tipos de dispositivos móviles.

Dispositivos móviles:Tipos, historia y evolución

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¿Qué tipos de dispositivos hay?

• A grandes rasgos, y dependiendo del tamaño los dispositivos se pueden dividir en tres clases.

• Teléfonos. Son los más pequeños de la casa, y por tanto los más ligeros y más transportables. En general, también son los más baratos, aunque un teléfono de gama alta puede superar en precio a muchos de sus hermanos mayores, las PDAs. Su función primordial era clara: recibir y realizar llamadas; aunque parece que dentro de poco va a comenzar a ser complicado encontrar teléfono que sirvan para eso. Funcionalidades propias de ordenadores, o de dispositivos de otro tipo, como la grabación y edición de vídeo, realización de fotografías, lectura de documentos, localización en mapas, navegación por Internet, y muchas cosas más, son no sólo habituales, sino esperadas en cualquier teléfono moderno.

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• PDAs, organizadores electrónicos u ordenadores de mano. Su nombre (PDA) significa Personal Digital Assistant (asistente personal digital), un término acuñado en sus primeros años de historia, pero que resume bien su funcionalidad principal, que es servir como organizadores, con agenda, calendario, gestión de contactos, y que posteriormente han ido creciendo, de forma que actualmente sirven tanto como aparatos en los que leer un libro como en los que encontrarse en un mapa. La línea que los separa de los teléfonos es cada vez más difusa.


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• Consolas. En realidad esta categoría debería llamarse “dispositivos orientados a jugar”, porque son más que simples consolas. Los dos ejemplos actualmente en el mercado son la Sony PlayStation Portable (PSP) y la Nintendo DS, que no sólo sirven para jugar, sino que integran algunas de las funcionalidades típicas de una PDA, como reproducción de archivos multimedia, integración con agenda y calendario, o navegador de Internet.

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• El primer dispositivo móvil, para muchos, es la Newton, desarrollada y comercializada por Apple, y que estuvo a la venta entre 1993 y 1998.

• La Newton era un dispositivo revolucionario para su tiempo, que implementaba un sistema de reconocimiento de escritura y que podía sincronizarse con un ordenador de sobremesa (de Apple, claro está).

• Fue tan revolucionaria, y se adelantó tanto a su tiempo, que fue un fracaso comercial, por lo que terminó retirándose del mercado.

Historia

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• Pero aunque la Newton pueda considerarse como la primera PDA, desde luego no fue el primer dispositivo portátil programable.

• Durante los años 80, tanto Casio como Hewlett-Packard desarrollaron y comercializaron varias calculadoras programables, que si bien no tenían la capacidad de sincronizar sus datos con un ordenador de sobremesa, sítenían capacidades gráficas, y accesorios que tal vez puedan sonar extravagantes ahora, como impresoras, o tarjetas de memoria extraíbles de 1Kb (sí, un "k").

Pantalla de una sola línea, con 32 caracteres de 5x7 puntos, teclado QWERTY y teclado numérico, 4 KB de RAM, dos ranuras para tarjetas dememoria extraíbles de hasta 2 KB, y puerto serie por el que conectarla a una impresora. Y era programable en BASIC.

Historia

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• Las calculadoras programables de Casio rivalizaban en prestaciones con las de Hewlett- Packard. Si la FX-750P podría considerarse como el buque insignia de la marca japonesa, la serie HP48 lo era para los californianos. Las calculadores de esta serie, que se dividían en dos ramas, la S para los modelos estándar y la G para los de mayor funcionalidad, estuvo en producción entre los años 1990 y 2003.

• Las especificaciones comunes a todos los modelos de la gama eran una pantalla de 131x63 píxeles, un puerto de comunicaciones por infrarrojos y otro serie de 4 pines, y 512 KB de memoria. El modelo más alto de la gama, la HP 48GX, soportaba dos tarjetas de expansión de memoria, de forma que se podía llegar a acumular un total de 5MB.

Historia

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• En el año 2000 vio la luz el primer PocketPC, el hijo de la Newton, y que al contrario que ésta, sí ha sobrevivido hasta hoy, pese a no ser un éxito comercial de grandes dimensiones, gracias a la continuidad y el apoyo decidido de Microsoft.

• Los primeros PocketPC tenían como sistema operativo el llamado Windows CE 3.0. Por su nombre podría parecer que era una versión aligerada del sistema operativo más utilizado en el mundo, pero en realidad no tenía mucho que ver con éste.

Historia

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• Dispositivos con grandes dimensiones, costosos y con baterías que duraban alrededor de 60 minutos, �� Dispositivos con precios al alcance de los usuarios, con baterías que duran entre 4 y 10 horas y con cada vez mejores prestaciones como el acceso de alta velocidad a Internet.

• El desarrollo de dispositivos trajo consigo un problema, la integración entre plataformas:

– Por lo tanto fue necesaria la definición de estándares y protocolos que permitieran una conectividad sin límites, en la que cualquier tipo de software se pudiera ejecutar sobre cualquier plataforma y red.

– Este fue el punto de partida para el desarrollo de importantes estándares como WAP (Wireless Access Protocol, Protocolo de Acceso Inalámbrico), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System, Sistema Universal de Comunicaciones Móviles) o BlueTooth (protocolo de comunicación para redes inalámbricas mediante radiofrecuencia).

Historia

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Características y limitaciones en el desarrollo de aplicaciones para dispositivos móviles

• Las aplicaciones móviles no son aplicaciones de escritorio adaptadas para dispositivos con pantallas pequeñas, son por el contrario, aplicaciones diferentespor varias razones:

– La capacidad para comunicarse desde cualquier lugar cambia la interacción del usuario con la aplicación

– La interfaz de usuario para una pantalla y teclados pequeños difiere de forma significativa de la interfaz de una aplicación diseñada para un ordenador de sobremesa o un portátil

– Los tipos de canales de comunicación son diferentes, los dispositivos móviles incorporan capacidades de voz, mensajería, información de geolocalización y vídeo conferencia (en algunos teléfonos).

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Limitaciones en la ejecución de aplicaciones para dispositivos móviles

• Características hardware y de conexión, asociadas a cada dispositivo móvil.

• Las aplicaciones deben diseñarse evitando la sobrecarga de elementos multimedia, que exijan del dispositivo ciclos de procesamiento demasiado largos.

• El tamaño de las pantallas y la iluminación también son factores determinantes en el diseño de aplicaciones.

• No hay que olvidar que la mayoría de los datos de entrada que proporciona el usuario son introducidos con una sola mano y en muchas ocasiones en movimiento. Por lo tanto, en la medida de loposible se le debe facilitar al usuario la entrada de datos por pantalla, a través de los botones de navegación propios de cada dispositivo, de modo que pueda ir seleccionando opciones (desde un menú desplegable, por ejemplo), y que no tenga que rellenar campos de texto, de esta forma podrá realizar varias operaciones en poco tiempo.

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Limitaciones en la ejecución de aplicaciones para dispositivos móviles

• La distribución de los elementos en la interfaz.– Una buena opción es agrupar la información por

funcionalidades o por jerarquías, de modo que el usuario acceda a la información que necesita en cada momento, sin tener que pasar por pantallas o información irrelevante para el tipo de operación que desea realizar.

• Envío y recepción de datos dentro de un tiempo de espera aceptable– (tarifa internet)

– También hay que tener presente que cuando se trata del desarrollo de aplicaciones para teléfonos móviles, la función de teléfono (es decir, realizar y/o recibir llamadas), tiene la prioridad más alta.

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Computación ubicua (I)

• Definición:

“Ubiquitous computing is roughtly the opposite ofvirtual reality. Where virtual reality puts peopleinside a computer generated world, ubiquitousforces the computer to live out here in theworld with people.”

Completamente opuesta a la realidad virtual, la cual pone a las personas dentro del ordenador para generar

mundos, mientras que la computación ubicua pone al

ordenador dentro del mundo de las personas.

--Mark Weiser

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• Ubiquitous Computing (Weiser, 90’s)– Pequeños dispositivos de cómputo interconectados– Inmersos en los objetos que nos rodean

• Pervasive Computing (IBM, 90’s)– Dispositivos de computación propios– Perspectiva práctica y de mercado

• Everyday Computing (Mynatt, 97)– Actividades informales y no estructuradas– Computación ubicua escalada en el tiempo

• Dessapering Computer (DC, 00)– Interacción con artefactos en la vida diaria– Crear nuevos comportamientos y funcionalidades

1.1. Dispositivos Móviles: Tipos, Historia y Evolución

Computación ubicua (II)

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Paradigmas de la computación ubicua (I)

- Era mainframe -> Potencia centralizada- Era PC -> Arquitectura cliente-servidor - Sincronización (on the fly) -> Actualización- Proveedores de servicios -> Flexibilidad

Descentralización

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- Herramientas especializadas -> Cada dispositivo tiene funcionalidades específicas (entorno y grupo de usuario)- Misma función -> Desde varios dispositivos- Diversidad y adaptabilidad -> El mismo servicio se tiene que adaptar a diferentes dispositivos

Diversificación

Paradigmas de la computación ubicua (II)

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- Sin límites -> “Everybody’s software, running everybody’s hardware, over everybody’s network”

-- Lou Gerstner,IBM

- Conectividad -> Difícil entre plataformas diferentes- Estándares -> WAP, UMTS, Bluetooth, Java, etc.

Conectividad

Paradigmas de la computación ubicua (III)

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- Inconvenientes de los ordenadores potentes -> Interacción y uso- Diseño -> Dispositivos con interfaces intuitivas - Integración de HW y SW -> Necesidades específicas del usuario final- Acceso -> Rápido y fácil

Simplicidad

Paradigmas de la computación ubicua (IV)

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Descentralización Diversificación

ConectividadSimplicidad

Computación ubicua

Paradigmas de la computación ubicua (V)

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Enfoques para el desarrollo de aplicaciones móviles

• Clientes nativos:Se puede utilizar este enfoque cuando la utilización completa del hardware y el alto desempeño son primordiales. Cuando hay que dar soporte a un gran número de clientes móviles o cuando el tiempo de desarrollo es clave, este enfoque no es la mejor opción, a menos que sea la única opción.

• Clientes JME (Java Platform Micro Edition, Plataforma Java Micro Edición): las aplicaciones se escriben en Java y se compilan para ejecutarse contra una máquina virtual Java (JVM), diseñada específicamente para computadoras de mano y clientes móviles.

Este enfoque proporciona dos beneficios principales: tiempo de desarrollo rápido y la posibilidad de utilizar el mismo código base en un gran número de dispositivos.

La cantidad de código necesario escrito en Java es por lo general menor que si se escribe en un lenguaje de bajo nivel

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Enfoques para el desarrollo de aplicaciones móviles

• Clientes basados en web: son similares a los clientes webestándar excepto porque se debe tener en cuenta el diseño de la página. Un cliente basado en web se ejecuta dentro del navegador web del dispositivo, desde el cual accede a la página que el servidor web envía utilizando las mismas facilidades que un cliente web de sobremesa.

• Clientes basados en middleware (software que ayuda a una aplicación a interactuar o comunicarse con otras aplicaciones, software, redes, hardware y/o sistemas operativos): el diseño de este tipo de aplicaciones utiliza un conjunto de herramientas y tiempos de ejecución para abstraer la aplicación y las tareas de adquisición de datos lejos de cualquier dispositivo. El principal beneficio de este tipo de implementación es el desarrollo rápido y el mantenimiento del código específico del dispositivoEn el enfoque midleware se crea una aplicación utilizando un conjunto de herramientas de diseño para terceros, en un sistema operativo propietario.

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Visitar los siguientes centros de desarrollo

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Tecnologías Disponibles

Principales Tecnologías:

– Android

– BlackBerry

– Symbian

– Palm OS

– Windows Phone

– iOS

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Arquitectura del sistema operativo Android

Ejercicio de Clase

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Tecnologías disponiblesAndroid

• Es una plataforma formada por un conjunto de software en estructura de pila(software stack) que incluye un sistema operativo, software para conectar aplicaciones (middleware) y aplicaciones base. El SDK (Software Development Kit, Kit de Desarrollo de Software) de Android proporciona varias herramientas y API (Applications Programming Interface, Interfaz de Programación de Aplicaciones) que son necesarias para desarrollar aplicaciones Android.

• Estas aplicaciones se desarrollan en lenguaje Java.

• Android está desarrollado por Open Handset Alliance (OHA), una agrupación de 78 compañías para desarrollar estándares abiertos para dispositivos móviles y que estáliderada por Google.

• Inicialmente Android fue desarrollado por la compañía Android Inc., que fue comprada en el año 2005 por Google. El sistema operativo se anunció el 5 de noviembre de 2007.

• Google libera la mayoría del código Android bajo una licencia Apache (licencia libre y de código abierto). Desde su creación ha ido pasando por diferentes versiones, desde la versión primera (1.0) hasta la actual (4.0, denominada también Ice Cream Sandwich).

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Tecnologías disponibles

• Android se ha convertido de forma rápida en uno de los SO de móviles con mayor presencia. Actualmente hay más de 200 millones de dispositivos móviles Android activados y cada día se activan más de 550.000 nuevos dispositivos en 137 países y regiones. Esto representa un 32,9% de la cuota del mercado a escala mundial de los teléfonos Smartphone, por delate de Symbian OS e iOS.

• Presenta varias ventajas que han hecho posible su gran éxito:

– El ser código abierto con licencia Apache, lo cual permite que un desarrollador pueda, no solo ver el código, sino mejorarlo y ampliarlo,

– Dar libertad al usuario del dispositivo para instalar el software que crea oportuno sin imponer que sea software propietario,

– Los desarrolladores tienen libertad para desarrollar cualquier software y ofertarlo a los usuarios (dispone de una amplia comunidad de desarrolladores)

– No está limitado a determinados proveedores, operadoras o fabricantes, etc.

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• Aplicaciones (Applications): proporciona un conjunto de aplicaciones de usuario como cliente de correo electrónico y de mensaje de texto SMS, calendario, mapas, navegador, agenda de contactos, etc.

• Framework de Aplicaciones (Applications Framework): es un conjunto de aplicaciones en forma de servicios y sistemas disponibles al desarrollador que le facilitan aspectos como acceso al hardware del dispositivo, acceso a información de localización, servicios de background, lanzar alarmas y notificaciones, etc.

– Package Manager: Obtiene información sobre los paquetes instalados en el dispositivo Android.

– Telephony Manager: Se encarga de servicios de modem como sms, telefono, ...– Resource Manager: Gestiona los elementos de la aplicación que están fuera del

código.(imágenes, texto)– Location Manager: Relacionado con la información de posicionamiento.– XMPP Service: Maneja el protocolo de intercambio de mensajes basados en XML.– Activity Manager: Gestiona el tiempo de ejecución en las

aplicaciones.Ciclo de vida– Window Manager: Maneja las ventanas de las aplicaciones usando Surface Manager.– Content Providers: Comparte contenido entre aplicaciones.– View System: Construye un entorno gráfico para las aplicaciones.Facilita el desarrollo de

aplicaciones con potentes interfaces.– Notification Manager: Comunica al usuario los distintos eventos que ocurran.

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• Librerías (Libraries): Android incluye un conjunto de librerías C/C++ que usan otros módulos del sistema operativo y están accesibles a los desarrolladores de aplicaciones a través del Framework de Aplicaciones.

• Entorno de Ejecución (Android Runtime): el entorno de ejecución estáformado por las librerías del núcleo del sistema operativo (Core Libraries) y por la máquina virtual (Dalvik Virtual Machine).

– Es el motor que ejecuta los programas. El módulo Core Libraries proporciona muchas de las funciones disponibles en la librería base de Java así como funciones específicas de Android. La máquina virtual Dalvik se encarga de interpretar el código del programa y de ejecutarlo apoyándose en el Kernel del sistema operativo.

• Linux Kernel: Android se basa en la versión 2.6 de Linux para implementar servicios bases de sistema como:

– Seguridad, gestión de memoria, gestión de procesos, pila de red y varios drivers, etc., todos ellos integrados en el Kernel. El Kernel también constituye una capa de abstracción entre el hardware del dispositivo y el resto de los componentes y módulos de la pila de software del sistema operativo.

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Inicio Contextos Teléfono Navegador …

Aplicaciones

Administradorde actividad

Administrador de ventana

Proveedor de contenidos

Vista delsistema

Marco de aplicación

Administradorde actividad

Administrador de ventana

Proveedor de contenidos

Vista delsistema

Vista delsistema

Administradorde superficies

Administrador de media

SQLite

Máquina virtualDalvik

Librerías delKernel

OPenGL ES FreeType WebKit

SGL SSL Libc

Librerías Android Runtime

Kernel de Linux

Controladoresde pantalla

Controladores De la cámara

ControladoresMemoria flash

ControladoresBlinder (PC)

Controladoresde teclado

Controladorde Wifi

Controlador De audio

Gestiónde energía

Arquitectura de Android

Tecnologías Disponibles

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Librerías

• Surface Manager: Gestión del acceso a la pantalla.

• Media Framework: Reproducción de imágenes, audio y video.

• SQLite: Pequeña base de datos relacional.

• WebKit: Navegador (Browser) optimizado.

• SGL: Gráficos 2D.

• Open GL | ES: Librerías 3D.

• FreeType: Renderización de vectores e imágenes (bitmap).

• SSL: Posibilita la utilización de SSL para establecer comunicaciones seguras

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Arquitectura Sistema: Dalvik Virtual Machine

Condicionantes de los dispositivos móviles• Poca duración de la batería.

• Recursos muy escasos (memoria, cpu).

• Limitaciones visuales (pantallas poca resolución).

• Compartición y priorización de recursos.

Características de la DVM• Usada en entornos con restricciones de

memoria y procesador.

• Herramienta dx convierte .class (clase o aplicación en JAVA) a dex.

• Ejecuta aplicaciones en formato .dex (Dalvik

• EXecutable).

• Permite la ejecución de varias instancias a la vez.

• No es una JVM, no ejecuta bytecode sino registros.

• Clases de Java ME, AWT o Swing no están soportadas.

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AplicacionesAplicaciones

Sistema OperativoSistema Operativo

Máquina

Virtual Java

Máquina

Virtual Java

HardwareHardware


Arquitectura de BlackBerry

Destacar:

-Envío y recepción

de correo.

-SO propietario(v7) y multitarea

Memoria:

-Aplicación

-Dispositivo

-Tarjeta

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Framework IUFramework IU

AplicacionesAplicaciones

Servicio del SOServicio del SO

Servicios baseServicios base

Kernel de la arquitecturaKernel de la arquitectura

JAVA

ME

JAVA

ME


Arquitectura de Symbian

Destacar:

-Nokia

-Versiones:

Series 60,70,80,90

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Servicio del SOServicio del SO

API SoftwareAPI Software

HardwareHardware

Manejadores HWManejadores HW

AplicaciónAplicación


Arquitectura de Palm OS

Evolución: Palm Os�Palm Os Cobalt�WebOS

Usada por HP en móviles y tablets�Pixi,Veer, HP TouchPas

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HardwareHardware

KernelKernel

Modelo

Aplicación

Modelo

Aplicación

Modelo

IU

Modelo

IU

Integración

Nube

Integración

Nube

Ejecución de la aplicaciónEjecución de la aplicación

Arquitectura de Windows Phone


Característica mínimas de Hardware�Chasis

Se basa en Windows CE 6.0 R3.

Instalar aplicaciones�Marketplace(tienda oficial de

Microsoft)Id,Certificado

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Núcleo SONúcleo SO

Núcleo ServiciosNúcleo Servicios

MediaMedia

Cocoa TouchCocoa Touch


Arquitectura de iOS

•UIKit (clases para interfaces)

•Foundation Framework(clasespara manejo objetos)

•Servicios del SO

•Servicios gráficos y multimedia

•Servicios d ebajo nivel:

•Archivos d ememoria

•Manejo de memoria

•Seguridad

•Drivers

•Servicios del sistema utilizados por todas las aplicaciones

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