Дипломная работа: Исследование кроссплатформенных приложений на примере мобильного приложения для Android OS

Содержание

Введение................................................................................................................... 7
1. Принципы разработки......................................................................................... 9
1.1 Операционная система Android ................................................................... 9
1.2 Правила и рекомендации для разработки приложений .......................... 12
1.2.1 Разработка интерфейса ...................................................................... 12
1.2.2 Принципы навигации......................................................................... 20
1.2.3 Основные принципы работы приложений ...................................... 27
1.2.4 Компоненты приложений.................................................................. 28
1.2.5 Пользовательские интерфейсы в Android ....................................... 30
1.2.6 AndroidManifest.xml ........................................................................... 33
1.2.7 Объявление компонентов.................................................................. 35
1.2.8 Ресурсы................................................................................................ 37
2 Инструменты разработки .................................................................................. 41
2.1 Графическая составляющая ....................................................................... 41
2.2 Инструменты разработки кода приложения ............................................ 47
3 Этапы разработки ............................................................................................... 55
3.1 Проектирование........................................................................................... 55
3.2 Разработка графических элементов .......................................................... 60
3.3 Навигация и управление............................................................................. 63
3.4 Уникальные функции ................................................................................. 66
4 Технико-экономическое обоснование ............................................................. 83
4.1 Цель проекта ................................................................................................ 83
4.2 Трудовые ресурсы, используемые в работе ............................................. 83
4.3 Оборудование, используемое в работе ..................................................... 83
4.4 Программное обеспечение, используемое в работе ................................ 84
4.5 Сроки реализации проекта ......................................................................... 85
4.6 Расчет затрат и стоимости работ по реализации проекта ....................... 85
4.6.1 Расчет фонда оплаты труда ............................................................... 86
4.6.2 Расчет затрат по социальному налогу.............................................. 90
4.6.3 Расчет амортизационных отчислений.............................................. 90
4.6.4 Расчет затрат на электроэнергию ..................................................... 91
4.6.5 Расчет накладных расходов .............................................................. 92
4.6.6 Суммарные затраты на реализацию проекта .................................. 92
4.6.7 Цена реализации проекта .................................................................. 93
5 Безопасность жизнедеятельности..................................................................... 95
5.1 Анализ условий труда при разработке мобильного приложения .......... 95
5.2 Расчет естественного освещения............................................................... 96
5.3 Расчет искусственного освещения ............................................................ 99
5.3.1 Точеный метод ................................................................................... 99
5.3.2 Метод коэффициента использования ............................................ 101
Заключение .......................................................................................................... 103
Список используемой литературы .................................................................... 104

1.1 Операционная система Android
Android – ОС для смартфонов, планшетов и нетбуков. Компания Google
приобрела разработчика программного обеспечения Android inc. в 2005 году.
Операционная система Android основана на модифицированном ядре Linux и
собственной реализации Java от Google.
Приложения для ОС Android включают в себя java-приложения и
библиотеки, которые запускаются виртуальной машиной Dalvik с JIT
компилятором. Сами приложения устанавливаются в виде файла формата .APK,
который по своей сути является архивом с не скомпилированными
компонентами приложения, задача же виртуальной машины Dalvik –
компиляция кода приложения, которая происходит непосредственно во время
запуска ПП. Библиотеки включают в себя систему управления, графику
OpenGL ES 2.0, движок WebKit, графический движок SGL, SSL и библиотеки
Bionic.
С выпуском последней версии Android Kit Kat в тестовом режиме,
доступном только в меню для разработки появилась возможность выбора
альтернативной Dalvik среды запуска приложений ART (Android Runtime),
которая имеет ряд преимуществ перед Dalvik. Основное достоинство ART
заключается в компиляции приложения непосредственно во время его
установки, что значительно снижает нагрузку на центральный процессор во
время его выполнения. Однако у данного метода есть и свои отрицательные
стороны, одной из которых является увеличение размера занимаемой памяти
устройства приложением, а также неправильное компилирование некоторых
ПП, в результате чего требуется их адаптация разработчиками. Основным же
недостатком новой среды является значительное увеличение времени
установки приложения в систему, а также необходимость повторной их
компиляции после каждого обновления системы. Так, активно используемое
устройство, при после обновления ОС, может загружаться свыше часа. Помимо
этого, в новой версии ОС была добавленная поддержка OpenGL ES 3.0, что
позволяет создавать невероятной красоты объемные объекты, сравнимые по
качеству изображения с современными игровыми консолями.
Разработчикам
Google предлагает для свободного скачивания
инструментарий для разработки (Android SDK), который предназначен для x86-
машин под операционными системами Windows (XP или выше), Mac OS X
(10.4.8 или выше) и Linux. Для разработки требуется также наличие
установленного Java Development Kit (JDK) версии 5 – 7, версия 8 на данный
момент не поддерживается. Помимо этого, существуют плагины для Eclipse –
«Android Development Tools» (ADT), предназначенный для Eclipse версий 3.3 –
3.5, плагин для IntelliJ IDEA. А также предлагается официальная среда
разработки Android
Studio, которая является альтернативой
для вышеперечисленных, основанная на IntelliJ IDEA.
На рисунке 1.1 представлена архитектура ОС Android
Рисунок 1.1 – Архитектура ОС Android
На основе рисунка 1.1 можно выделить следующие уровни ОС Android:
 Уровень приложений (Applications) – в состав Android входит комплект
базовых приложений: клиенты электронной почты и SMS, календарь,
различные карты, браузер, программа для управления контактами и много
другое. Все приложения, запускаемые на платформе Android написаны на языке
Java
 Уровень каркаса приложений (Application Framework) – Android
позволяет использовать всю мощь API, используемого в приложениях ядра.
Архитектура построена таким образом, что любое приложение может
использовать уже реализованные возможности другого приложения при
условии, что последнее откроет доступ на использование своей
функциональности. Таким образом, архитектура реализует принцип
многократного использования компонентов ОС и приложений. Основой всех
приложений является набор систем и служб:
• Система представлений (View System) – это богатый набор
представлений с расширяемой функциональностью, который служит для
построения внешнего вида приложений, включающий такие
компоненты, как списки, таблицы, поля ввода, кнопки и т.п.
•Контент-провайдеры (Content Providers) – это службы,
которые позволяют приложениям получать доступ к данным других
приложений, а также предоставлять доступ к своим данным.
• Менеджер ресурсов (Resource Manager) предназначен для
доступа к строковым, графическим и другим типам ресурсов.
• Менеджер извещений (Notification Manager) позволяет
любому приложению отображать пользовательские уведомления в
строке статуса.
• Менеджер действий (Activity Manager) управляет жизненным
циклом приложений и предоставляет систему навигации по истории
работы с действиями.
 Уровень библиотек (Libraries) – платформа Android включает набор
C/C++ библиотек, используемых различными компонентами ОС. Для
разработчиков доступ к функциям этих библиотек реализован через
использование Application Framework. Ниже представлены некоторые из них:
• System C library – BSD-реализация стандартной системной
библиотеки C (libc) для встраиваемых устройств, основанных на Linux.
• Media Libraries – библиотеки, основанные на PacketVideo‘s
OpenCORE, предназначенные для поддержки проигрывания и записи
популярных аудио- и видео- форматов (MPEG4, H.264, MP3, AAC,
AMR, JPG, PNG и т.п.).
• Surface Manager
–менеджер поверхностей управляет
доступом к подсистеме отображения 2D- и 3D- графических слоев.
• LibWebCore – современный движок web-браузера, который
предоставляет всю мощь встроенного Android-браузера.
• SGL – движок для работы с 2D-графикой.
• 3D libraries – движок для работы с 3D-графикой, основанный
на OpenGL ES 1.0 API.
• FreeType – библиотека, предназначенная для работы со
шрифтами.

•SQLite – мощный легковесный движок для работы с
реляционными БД.
 Уровень среды исполнения (Android Runtime) – в состав Android
входит набор библиотек ядра, которые предоставляют большую часть
функциональности библиотек ядра языка Java. Платформа использует
оптимизированную, регистр-ориентированную виртуальную машину Dalvik, в
отличии от нее стандартная виртуальная машина Java – стек-ориентированная.
Каждое приложение запускается в своем собственном процессе, со своим
собственным экземпляром виртуальной машины. Dalvik использует формат
Dalvik Executable (*.dex), оптимизированный для минимального использования
памяти приложением. Это обеспечивается такими базовыми функциями ядра
Linux, как организация поточной обработки и низкоуровневое управление
памятью. Байт-код Java, на котором написаны ваши приложения,
компилируются в dex-формат при помощи утилиты dx, входящей в состав SDK.
 Уровень ядра Linux (Linux Kernel) – Android основан на ОС Linux
версии 2.6, тем самым платформе доступны системные службы ядра, такие как
управление памятью и процессами, обеспечение безопасности, работа с сетью и
драйверами. Также ядро служит слоем абстракции между аппаратным и
программным обеспечением.
Для разработчиков доступные следующие библиотеки:
 Bionic – библиотека стандартных функций, несовместимая с libc.
 SSL – шифрование.
 Media Framework (PacketVideo OpenCORE, MPEG4, H.264, MP3, AAC,
AMR, JPG, PNG).
 Surface Manager.
 LibWebCore (на базе WebKit).
 SGL – 2D-графика.
 OpenGL ES – 3D-библиотека.
 FreeType – шрифты.
 SQLite – легковесная СУБД.
По сравнению с обычными приложениями Linux, приложения Android
подчиняются дополнительным правилам:
 Content Providers – обмен данными между приложениями.
 Resource Manager – доступ к таким ресурсам, как файлы XML, PNG,
JPEG.
 Notification Manager – доступ к строке состояния.
 Activity Manager – управление активными приложениями.

1.2 Правила и рекомендации для разработки приложений

Как и большинство других платформодержателей, Google выдвигает
определенные требования к разработчикам приложений, которые должны быть
выполнены для обеспечения работоспособности продукта, а также публикации
в Google Play. Помимо этого, имеются некоторые рекомендации по дизайну и
организации интерфейса приложений, для получения лаконичного, удобного и
не выбивающегося из общего стиле системы пользовательского интерфейса
(User Interface, UI). Со всеми ими можно ознакомится на официальных
профильных сайтах компании Google.

1.2.1 Разработка интерфейса

Все требования и рекомендации к внешнему виду приложений изложена
в разделе «Проектирование», который состоит из 6 разделов:
 Начать (Get Started).
Шаблоны (Patterns).
Строительные блоки (Building Blocks).
Загрузки (Downloads).
Видео (Videos).

В свою очередь раздел «Начать» поделен на 3 части. Первая часть носит
название «Creative Vision», и не несет в себе конструктивной информации,
здесь разработчика подталкивают к тому, чтобы интерфейс его ПП был
максимально красив, удобен и интуитивно понятен. Чтобы приложение было
оригинально, помогало решать поставленную задачу быстро и легко.
Вторая часть называется «Design Principles» – принципы дизайна или
принципы проектирования. Здесь также содержаться довольное общие
рекомендации для разработчика, с образцами на примерами последней версии
Android 4.4 Kit Kat.
Третья часть именуется «UI Overview» (Обзор интерфейса) и описывает
основные системные элементы интерфейса ОС, такие как панель навигации,
шторка уведомлений и т.д.
Раздел «Стиль» уже содержит непосредственную информацию по
оформлению интерфейса, какие цвета, шрифты, иконки рекомендуется
использовать.
Раздел «Шаблоны» содержит информацию по оформлению различных
элементов интерфейса, а также рекомендации о навигации в приложении и
взаимодействии с ним.
Раздел «Строительные Блоки» несет в себе информацию о формах
использующихся в приложении.
Раздел «Загрузки» позволяет загрузить базовые для ОС элементы
оформления, а также предоставляет использующуюся в Android палитру.
Раздел «Видео» содержит ссылки на видео конференций для
разработчиков и видеоуроки.

Оформление
На Android работают сотни миллионов телефонов, планшетов и других
устройств с самыми разнообразными размерами экрана и форм-факторами.
Используя преимущества гибкой графической системы Android, вы можете
создавать приложения, которые изящно смотреться на различных устройствах,
от маленьких телефонов до больших планшетов. На рисунке 1.2
представленные основные форм-факторы устройств.
Темы оформления – механизм Android для приведения приложений к
единому стилю. Стиль определяет визуальные свойства элементов, которые
составляют пользовательский интерфейс, такие как цвет, высота и размера
шрифта. В целях закрепления единого стиля между всеми приложениями на
платформе Android? Google предоставляет две системных темы, которые вы
можете выбрать при создании приложений:
Рисунок 1.2 – Форм-факторы устройств
Применение этих помогут вам создавать приложения, которые
соответствуют общему визуальному стилю Android.
Выберите тему, которая наиболее соответствует потребностям и эстетики
дизайна для вашего приложения. Если вы желаете создать более оригинальный
облик для вашего приложения, то используйте одну из системных тем в
качестве отправной точки для вашей идеи.
Для отображения активности, отключённой кнопки или нажатия на нее
используйте различные цвета, а также эффекты осветления и затемнения.
На рисунке 1.3 представлены стандартные шаблоны кнопок.....