Fachseminar Android. Tobias Braumann Wintersemester 2009/10 Matrikelnummer.:

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1 Fachseminar Android Wintersemester 2009/10 Matrikelnummer.:

2 Inhalt 0 Vorwort Allgemeines zu Android Einleitung Warum Android? Entwicklungshistorie Open Handset Alliance Wirtschaftlicher Hintergrund Aktuelle Entwicklung Der Android Market Kritik an Android Entwickeln für Android Voraussetzungen Features und Grundlegendes Architektur des Systems Lebenszyklus einer Androidanwendung Hello World Emulator Gui Editor Fazit Quellen

3 0 Vorwort Diese Ausarbeitung ist im Rahmen des Moduls Fachseminar im Studiengang Medieninformatik WS 09/10 bei Prof. Linn entstanden, um die grundlegenden Techniken für die Ausarbeitung einer Bachelor Thesis zu erlernen. Dabei wurde das Thema Android Hat die Welt das wirklich gebraucht? aus einer Liste mit verschieden Themen ausgewählt. Da diese Ausarbeitung im Rahmen des Fachseminars begrenzt ist, beschäftigt es sich nur oberflächlich mit den Grundlagen und Ideen von Android, dessen Vor und Nachteile und zieht vergleiche zu ähnlichen Systemen. Entwicklung von Anwendungen für Android. Zudem gibt es einen kleinen Einstieg in die 3

4 1 Allgemeines zu Android 1.1 Einleitung Android ist in erster Linie ein plattformübergreifendes Betriebssystem für mobile Endgeräte. Dabei beschränkt es sich nicht nur auf Mobiltelefone und Smartphones, sondern findet mittlerweile auch Anwendung in Netbooks und Laptops. Android wird von namhaften Herstellern, der Open Handset Alliance entwickelt und vermarktet. Sie haben sich auf die Fahnen geschrieben, eine innovativ bedienbare Softwareplattform bereit zu stellen, die jederzeit durch Zusatzprogramme erweitert werden kann. Android steht dabei in direkter Konkurrenz zu den anderen bekannten Betriebssystemen, wie Microsoft Windows Mobile, Apples iphone OS, Nokias Symbian oder Palms WebOS. Im Gegensatz zu den anderen ist Android das erste quelloffene mobile Betriebssystem und darf von den Geräteherstellern oder Programmieren beliebig angepasst werden. Die Basis für Android bildet der Linux Kernel 2.6 und eine Java Entwicklungsschicht. 1.2 Warum Android? Um die Notwendigkeit von Android zu verstehen bzw. die Frage warum Google eine neue mobile Plattform entwickelte, ist es auch nötig die Zeit vor Android zu untersuchen. Bevor die mobile Internetnutzung auch für den Privatanwender interessant wurde, gehörte der Bereich einer kleinen Zielgruppe von Geschäftsleuten die vor allem teure Business Handys und Smartphones besaßen. Doch mit dieser kleinen Zielgruppe konnten die großen Mobilfunkunternehmen ihren hohen Investitionen für UMTS nicht refinanzieren. Erst mit der Einführung des IPhones 2007 von Apple bewegte sich der Markt und machte ihn auch für Privatanwender interessant, bedingt durch die preislichen Verfall der mobilen Internetnutzung, der immer größeren Datengeschwindigkeit und Vielfalt in Smartphonemarkt. Um genau diesen großen Markt von Privatanwender für die mobile Internetnutzung zu erschließen, gründete sich 5. November 2007 die Open Handset Alliance mit dem gemeinsamen Ziel einen offenen und freien Standard für eine neue Kategorie Mobiltelefone zu schaffen, den sogenannten Handsets. Diesen Handset Standard 4

5 bezeichnet Google als Android und soll durch geringe Entwicklungskosten, die Preise für mobile Endgeräte drucken, die Bedienbarkeit bei gleichzeitiger Erhöhung des Funktionsumfang verbessern und somit den Markt für Smartphones weiter ankurbeln. 1.3 Entwicklungshistorie Schon im Sommer 2005 kaufte Google das bereits 2003 gegründete Unternehmen Android, die bereits Erfahrung mit Software für Mobiltelefone gesammelt hatten. Erst 2 Jahre später, am gab Google offiziell die Entwicklung von Android bekannt und gründete zu dem Zeitpunkt zusammen mit damals 33 anderen Firmen die Open Hand Set Alliance. Kurz darauf, am wurde bereits das erste Android SDK für interessierte Programmierer veröffentlicht. Ein Jahr später erschien dann das erste Handy mit Android von HTC, in Deutschland besser bekannt als G1. Die aktuelle Version von Android ist zurzeit 2.1. Android erfreut sich immer größerer Beliebtheit und noch bis zum Ende diesen Jahres sollen bis zu 50 mobile Endgeräte mit Android unterschiedlichster Hersteller erhältlich sein. 1.4 Open Handset Alliance Android ist nicht ausschließlich, wie vieler seits vermutet allein von Google entwickelt worden, sondern ist nur Federführend der Initiator der Open Handset Alliance. Dahinter verbirgt ist ein derzeit ein Zusammenschluss von 50 namenhaften Firmen und Branchenriesen aus der Softwareentwicklung(Ebay,Goggle), den Mobilfunkanbietern(T Mobile), Gerätehersteller(Nokia) und Chipfabrikanten (Intel, Nivida). Ziel dieser Allianz ist es, Android als Plattform für mobile Endgeräte zu etablieren, weiter zu entwickeln, es zu fordern und zu vermarkten. Dabei ergeben sich auch viele Synergien zwischen den Firmen, um Kosten und Zeit zu sparen bei der Entwicklung von Software und Geräten. Aus diesem Zusammenschluss ergibt sich auch ein positiver Kreislauf für alle Branchen. Wenn zum Beispiel mehr Geräte verkauft werden durch die Gerätehersteller, müssen auch mehr Chips und Komponenten produziert werden. Mehr Geräte auf dem Markt bedeutet auch einen 5

6 höheren Absatz von Software. Dies wiederum führt zu einer verstärkten Onlinenutzung, wodurch neue Vertriebswege und Einnahmequellen erschlossen werden. Somit ist dieses Projekt für alle Branchen in der Open Handset Alliance interessant. 1.5 Wirtschaftlicher Hintergrund Welchen Nutzen zieht Google aus Android? Google versucht ständig neue Märkte mit seinen Produkten zu erschließen. Der Handymarkt ist einer der größten Märkte der Welt, was auch die Grafik in Abl. 1 verdeutlichen soll. 1,5Millarden Menschen mit einen PC der über Internet verfügt stehen ungefähr 3 Milliarden mit einem Handy gegenüber. Somit ist es nur ein logischer Schritt seitens Google diesen Markt mit einem eigenen Betriebssystem zu bedienen um seine bereits vorhanden Anwendungen(Suchmaschine, Gmail, GoogleEarth, etc.) auch mobil Verfügbar zu machen um die Werbeeinnahmen weiter zu steigern, die Googles Haupteinnahmequelle ist. Abbildung 1 Vergleich der Verbreitung von PC, Fernseher und Handys 6

7 1.6 Aktuelle Entwicklung Laut einem Bericht von Pocket Navigation.de kam Android Ende 2009 auf einen Marktanteil von 16%. Damit ist Android innerhalb von 2 Jahren zur Nummer drei im Smartphonemarkt geworden hinter Apples Iphone OS und dem Symbian OS. Android verzeichnet aber die stärksten Zuwächse bei der Verbreitung im Smartphonemarkt und ist laut einigen Prognosen auf den besten Weg bis 2012 die Marktführung zu erobern. Abbildung 2 Verteilung Markanteil im Smartphonemarkt 1.7 Der Android Market Der Android Market bildet wie der AppStore von Apple quasi das Herzstück von Android. Über den Market lässt sich das eigene Betriebssystem mit beliegen Programmen endlos erweitern und auf seine persönlichen Bedürfnisse zuschneiden. Zurzeit befinden sich ca Apps im Market und es kommen statistisch gesehen ca jeden Monat dazu von denen ca. 2/3 Freeware sind. Im Gegensatz zu Apple, der mit seinem Appstore oft in der Kritik von IPhone Entwicklern steht, übt Google so gut wie keine Kontrolle auf seinen Android Market aus. Auch ist auch es möglich seinen eigenen Android Market zu eröffnen. 7

8 1.8 Kritik an Android Einige der Kritikpunkte die Google seit dem Start mit Android immer wieder zu hören bekam, konnte das Unternehmen mittlerweile ausräumen. Darunter gehören z.b. der verbesserte Datenschutz und die lokale Datensicherheit. Auch die Zwangsregistrierung bei Google ist seit der Version 1.4 nur noch für den PushMail Dienst vorhanden und nicht wie vorher für Kalender, , etc. Aber einige Kritikpunkte bleiben bestehen, darunter gehören zum Beispiel das der Nutzer keine Kontrolle über Updates von Programmen und des Betriebssystem hat. Die geringe Regulierung des Android Market, hat auch Nachteile für den Endverbraucher. Es könnten leichter Schadsoftware und anstößige Software verbreitet werden. Ein weiteres Problem bei Entwicklung ist das Android nicht wie das IPhone auf eine bestimmte Hardware setzt und somit muss der Entwickler bei der Entwicklung seiner Software auch auf Produkte z.b. ohne Touchscreen achten. Auch ist keine feste Bildschirmgröße garantiert da sich Android ja auch für Netbooks und ähnliche Geräte eignet. 8

9 2 Entwickeln für Android 2.1 Voraussetzungen Alle gängigen Tools um für Android zu entwickeln sind kostenlos und für Windows, Mac und Linux erhältlich. Es wird lediglich das Android SDK und das Java SDK benötigt. Als Entwicklungsumgebung bietet sich Eclipse mit einem Androidplugin an, da es ständig Wartung und Updates von Google erfährt. 2.2 Features und Grundlegendes Um für Android Anwendungen zu schreiben brauch man lediglich Kenntnisse in Java. Zum Entwickeln steht einem die komplette Java API zur Verfügung ohne die Swing und AWT Komponenten. Für die GUI steht in Android eine andere Bibliothek bereit. Eine der starken von Android ist der einfach Umgang mit Daten. Es gibt mehrere einfache Möglichkeiten Nutzerdaten im Netzwerk, in Dateien, in einer Datenbank oder über Preferences zu speichern. Wobei Preferences eine Art Dictionary darstellt. Auch sehr gut gelöst ist die Lokalisierung über Austauschbare XML Files. Damit lassen sich schnell Programme in mehreren Sprachen entwickeln ohne großen Mehraufwand. Auch die Anwendungsschicht lässt sich mit Hilfe von XML Files von der Darstellungsschicht trennen. 9

10 2.3 Architektur des Systems Die folgende Grafik zeigt die den Aufbau des Betriebssystem. Android setz im Kern, wie bereits oben schon mal erwähnt, auf einen Linuxkernel auf (rot), der die Treiber für die Endgeräte bereit stellt. Darüber stehen eine Sammlung von Bibliotheken bereit (grün) die eine Reihe von verschiedenen Funktionen mit sich bringt. Auf derselben Ebene ist die Dalvik Virtual Machine angesiedelt. Es handelt sich um eine für mobile Geräte entwickelte Java Virtual Machine (JVM). In ihr werden die Anwendung ausgeführt. Sie ist drauf ausgelegt mehrere Anwendungen in unterschiedlichen Prozesses auszuführen und ist effizienter als eine normale JVM, was sich im Speicherbedarf und der Prozessorlast positiv bemerkbar macht. Die Applikationen setzen dann auf dem Application Framework (blau) auf, die die Grundlagen bilden für die Anwendungen. Abbildung 3 Systemaufbau von Android 10

11 2.4 Lebenszyklus einer Androidanwendung Der Lebenszyklus eine Android Anwendung spielt sich im Prinzip zwischen oncreate() und ondestroy() ab. Diese Methoden die auf der Abl. 4 zu sehen sind, sind verschiedene Stadien, die die Anwendung während ihrer Ausführung durchlaufen kann. Alle Methoden lassen sich auch überschreiben, womit auf bestimmte Ereignisse reagieren kann. Die Anwendung wir bei oncreate() erzeugt und ruft dann onstart() auf. Die Anwendung ist nur Sichtbar zwischen onresume() und onpause(). Beim onpause() wird die Anwendung nur noch im Hintergrund ausgeführt. Die Zusammenhänge lassen sich an der der Grafik ablesen. Abbildung 4 Lebenszyklus einer Androidanwendung 2.5 Hello World Für ein erstes "Hello Word" braucht es in Android nicht viel. Man legt dazu einfach in Eclipse ein neues Projekt an, wie man es auch von Projekte in Eclipse für anderen Sprachen kennt. Dann lässt man sich von Eclipse eine neue Hauptklasse erstellen. Im Gegensatz zu Java hat die Klasse keine MainFunktion sondern die Klasse muss von Activity erben um davon später starten zu können. Nachdem Eclipse die Klasse erstellt 11

12 hat fügt man lediglich noch 3 Zeilen Code hinzu wie in der Grafik im roten Kasten zu sehen ist. Beim Ausführen erscheint dann der Emulator mit "Hello, Android World". (siehe Abl. 6) Abbildung 5 Quellcode von Hello World Abbildung 6 Hello World Beispiel im Emulator 2.6 Emulator Ein Emulator ist fester Bestandteil des Android Development Kit. Somit ist es möglich seine Anwendung auch ohne ein Smartphone mit Android zu testen. Es lassen sich verschiedene mobile Endgeräte emulieren. Entweder man startet den Emulator über Eclipse beim Ausführen eine Anwendung oder direkt im Development Kit Verzeichnis die emulator.exe auszuführen. 12

13 2.7 Gui Editor Android bringt mit seinem SDK auch einen Gui Editor mit der bereits voll in Eclipse integriert ist. So lassen sich leicht und schnell einfach und einheitliche Benutzeroberflächen erstellen, die sich später sauber anbinden lassen. Eclipse erstellt zu jeder GUI eine passendes XML File. Die einzelnen Elemente sind im XML Beschrieben und lassen sich durch eine ID in der Anwendungsschicht ansprechen. Somit bietet Android ein gutes Konzept um Darstellungsschicht und Anwendungsschicht sauber zu trennen. Abbildung 7 Gui Editor mit Verweis auf XML File 13

14 3 Fazit Um die eigentlich Frage dieses Fachseminar zu klären, ob die Welt Android gebraucht hat, würde ich diese mit einem klaren Ja beantworten. Android geht in vielerlei Hinsicht seinen eigenen Weg und lässt sich nur schwer mit einem anderen mobilen Betriebssystem vergleichen. Allein schon durch die Tatsache das Android nicht auf das Smartphone beschränkt ist. Auch war Android das erste offene Betriebssystem und hat wohl aufgrund seines Erfolges auch Nokia dazu bewegt sein Betriebssystem Symbian frei zugänglich zu machen. Zusammenfassen kann man sagen, Android hat gute Chance sich auf dem Markt durchzusetzen und seine Marktposition weiter auszubauen. Der fast offene Quellcode, die treibende Kraft Google in der Android Entwicklung, der große Unterstützung/Verbreitung namenhafter Firmen in der Handset Alliance, geringe Entwicklungs und Lizenzkosten, die große Entwicklergemeinde mit 3500Apps pro Tag, die durchdachte Systemarchitektur machen Android zu einem ernst zu nehmenden Konkurrenten auf dem Mobilen Endgerätemarkt der sich neben Iphone und WindowsMobile nicht verstecken braucht. Android hat auf jedenfalls eine Daseinsberechtigung. 14

15 4 Quellen Linksammlung Tutorials republik.de/jaxenter/artikel/google Android %96 So funktioniert%92s 2178.html video workshop ersten schritte googleandroid.html Communities Offizielle Links: Sonstige: android ein roboter im dienste dermenschheit/ html 15

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