Leistungsfähige Mobile Endgeräte. Mobile Computing. Leistung und Mobilität. Mobile Computing Netzwerke. Notebooks. Features.

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1 Mobile Computing Zimmermann, 1999 Leistungsfähige Mobile Endgeräte Use of computing devices which usually interact in some fashion with a central information system while away from a fixed workplace Enables the mobile worker to create, access, process, store and communicate information without being constrained to a single location Heterogene Umgebung (Plattformen, Kommunikation); Tragbare Geräte, Handhelds, mobil benutzbar Eingeschränkte oder spezifische Ressourcen; Spezielles Benutzungsverhalten Kommunikation zwischen Devices und Devices zu stationären Diensten Ad-Hoc Vernetzung: Netzwerke und Dienste nicht langfristig geplant Devices werden mobil, Devices sind nicht nur Computer Unsichere Verbindung (Online/Offline), Hohe Fehlerrate, geringe Bandbreite Netzwerktopologie unbekannt oder sich ändernd (Broadcast) Rechenleistung Speicher Darstellung Mobile Computing Netzwerke Features Mobilität Transportabilität Batterielebensdauer Round Trip Time Bandbreite Reichweite GSM/UTMS/LTE: flächendeckend, BB 0,007-0,22/14/100, RTT 1000/300/30 WLAN: Gebäude (0 Übertragungskosten, günstige Hardware), BB , RTT 1-10 Bluetooth (LE) : Raum/Mensch, BB 0,1-3, RTT 1-10 NFC: 0-20cm, BB 0,1-0,4, RTT 0,1-1 Passende Protokolle verfügbar 3 Latenz, Round Trip Time (RTT) in msec Bandbreite (BB) in MBit/sec Reichweite Zuverlässigkeit 2 Mobile Netzwerke verfügbar Beispielhaft Arduino: Atmel AVR, xx MHz, xxx KByte RAM Beispielhaft JavaCard/SIM: x MHz, xx KByte Memory NanoSim ( mm) Leistung Leistung und Mobilität MHz 2.x GHz x GB RAM, xx GB Flash 480x x2560 TrueColor USB, SD-Card, Bluetooth, BLE, WLAN, NFC, Kamera, GPS, Beschleunigungssensor, Gyroskop, Embedded/Smartcards Kontext des Devices kann berücksichtigt werden (zum Beispiel Location, Zeit, ) Nur bedingt mobil Smartphones (+ Tablets) Eigenschaften Anytime, Anywhere, Any* Notebooks Meist gut und problemlos (mit HTTP oder Serial Communication) verwendbar Problem(chen) wie zum Beispiel Verbindungsaufbau (Bluetooth), 4

2 Plattform Architektur Plattform Historie Historie 2005: Google kauft Startup, Inc 2007: Open Handset Alliance, Beta SDK 2008: Developer Challenge, SDK nutzbar, Oktober, T-Mobile G1, HTC Dream, Open Source 2009: 1.1, 1.5., 1.6, 2.0, 2.1; andere Hersteller : Boom, 2.2, 2.3.x, Tablets 3.x : : 5 (noch nicht weit verbreitet) Runtime Linux Kernel 5 Anforderungen Hardware Contacts Phone Browser. Framework Package Window Content Providers Telephony Resource Location Notification Libraries Surface Media Framework SQLite OpenGL ES FreeType WebKit SGL SSL libc Linux Kernel 2.6 Display Audio View System Camera Wifi KeyPad Runtime Core Libraries Dalvik VM Driver FlashMem IPC Power Management 6 480x320(normal), 640x480(large), 960x720(xlarge) Pixeldichte dpi, dynamisches Rotieren OpenGL ES 1.0 und 2.0, optional 3.0 >10,000 unterschiedliche Devices >20 unterschiedliche optionale Sensoren > 10 unterschiedliche Versionen > 100 Display-Größen SHOULD: Beschleunigung (3- Achsen), Magnet (Kompass), GPS, Gyroscope, Kamera (Front MAY), USB-Host MAY: Barometer, Photometer, Proximity Kommunikation: Telefonie ist optional Treiber und Erweiterungen Speicher: >= 512 MB RAM, >= 2 GB Flash Sensoren/Features Für (Nicht ;-) Java Apps Home Device Fragmentation Display Native, umfangreich Java-API Entwicklungs-/ Laufzeitumgebung Libraries Devices >= 2.3 im Markt, Riesenauswahl (>10.000) Signifikanter Marktanteil bei >= % Marktanteil, Millionen Apps, Milliarden Devices, (0.x) Billionen Installationen Standard Apps dabei Offene Umgebung (?) Framework Heute Apps s SHOULD: WLAN, Wifi-Direct, Bluetooth, NFC Performance Ziele: Z. B. Browser-Start in <= 1,3 Sekunden

3 Studio Seit Ende 2014 Löst Eclipse ab Bundle beinhaltet SDK Tools Studio IDE Viel Platz notwendig, Quota auf Anfrage erhöhbar 9 Emulator starten Beim Anlegen Auswahl Skin Beispiel: Ohne HW-Controls Nicht skalieren, sonst meist zu klein Rotieren (Ctrl-F12) geht nicht (Bug) 11 Start new Studio project Wizard folgen Laufen lassen.android/avd/ga44.avd/*.ini Mit Vorsicht ändern IntelliJ IDEA Aufruf mit studio.sh Projekte erstellen Details 10 Studio IDE Probleme Verwaltung virtueller Devices (Emulator) Wir nehmen API-Level 19 für Inklusive Google libs Selbst anlegen (nicht das vordefinerte) [direkt: android avd] Entwicklung mit Studio IDE Start SDK je API-Level Tools Alles aktualisieren Manage AVDs Windows, Mac OS X, Linux 4 GB RAM ~2 GB HardDisk JDK 7 Intel-Prozessor mit VT-x (deswegen geht es nicht in Virtualbox) Selbst im Homeverzeichnis installieren android Systemanforderungen SDK Run 12

4 Angaben Name: Beliebig, CamelCase, kein Space Company Domain: mobcomp.medieninf.de Project location: Dort wo alle Ihre Projekte unter Versionkontrolle stehen API 15, 4.03 Jetzt Blank, sonst manuell 13 Projekt-Struktur java: Java Quellen res: Ressourcen Java Ressourcen unter res Vordefinierte Ordner, feste Struktur drawable*: Bilder (mipmap auch) layout: UI-Layout in XML (vorkompiliert) values: XML, Zahl- und Stringkonstanten (vorkompiliert) assets: Binäre Daten (nicht vorkompiliert) Konfiguration der App, die web.xml Java6 Features verfügbar Übersetzen auf DevHost -Sicht bei Entwicklung Prg.java val.xml Class-Dateien mit Java SDK Dex-Dateien mit SDK, plattformabhängig Vorkompilieren der XML-Dateien R.java für Konstanten Installierbares Archiv Plattformabhängig Ausführen auf Device 15 Prg.java Prg.java javac Prg.class classes.dex resources.arsc uncompiled ressources Manifest.xml Paketieren als.apk Datei 14 Ressourcen Manifest.xml gradle (muss nicht angepasst werden) Ressourcenfresser (Ihre Lüfter werden anspringen!) Build-Prozess src Quellen Run Button Device wählen App läuft auf Emulator, Emulator immer laufen lassen Build-System Starten Target Device Projekt starten <name>.apk Projekt erstellen Emulator oder Hardware Signatur deployment, adb 16

5 Debuggen adb Debug Bridge Kommunikation mit Device/Emulator Installation von Paketen, Dateien kopieren Kommandos, Shell $ adb devices List of devices attached emulator-5554 device $ adb shell root@generic_x86:/ # ls -l /data/app/de.medieninf.mobcomp.firstapp-1.apk -rw-r--r-- system system :59 de.medieninf.mobcomp.firstapp-1.apk root@generic_x86:/ # df /sdcard/ Filesystem Size Used Free /sdcard/ 996.1M 1.7M 994.4M root@generic_x86:/ # exit $ Ziele für Anwendungsframework Blksize 2048 Informationen von Device Log-Meldungen ScreenShot (in studio.sh integriert) 17 Framework Broad cast Remote Service ContentProvider 19 Für systemweite Nachrichten, von oder anderen Apps Lösen Activities oder Services aus ContentProvider Anwendungskomponente ohne UI Nutzen: Binden an und Lösen von Service Sollte meist Arbeiten asynchron erledigen (default Main Thread) Remote Service: Wie Service, aber für andere Apps (anderer Prozess) Intent BroadcastReceiver Anwendungskomponente mit UI für einen Task Schwerpunkt bei der Entwicklung, mehrere pro App Nutzt meist andere lokale oder remote Dienste/Services Service BroadcastReceiver 18 IntentReceiver Service Komponenten statt in sich geschlossene Anwendungen Austauschbarkeit von Teilfunktionalitäten, zum Beispiel PDF anzeigen Abstraktion von Was (Intent) und Wie (Komponente), loose coupling Komponenten Intent Persönliches Devices, immer dabei Nutzen von Daten unterschiedlichster Herkunft, Mashup Kommunikation, Zugriff auf vorhandene Dienste Austauschbarkeit, Offenheit Rechenleistung (wobei Quad-Core und PC-Leistung vor 5 Jahren Standard ist) Batterie (das Riesenproblem), Umgebung verwaltet Lebenszyklus Kleines Display, keine Tastatur/Maus, andere Kontexte: Neue Interaktionsformen Unterschiedliche Hardware (API) Informationszentrale monitor Eingeschränkte/Spezifische Ressourcen (Smartphone!= Desktop) Bietet Daten bzw. Ausschnitte von Daten anderen oder eigener App an Abstration des Zugriffs und der Datenaufbereitung Absicht Keine Komponente Asynchrone Nachricht Objekt mit Inhalten Startet, Service, 20

6 Ablaufumgebung Context und Service von Context abgeleitet Zugriff auf die Ablaufumgebung Eigenes Verzeichnis Berechtigungswesen Eigene virtuelle Maschine (VM), initial ein UI/Main-Thread Eigener Speicherbereich Comp Dalvik VM Comp Sicherheit 21 In Manifest.xml Erlaubt Zugriff auf Geräteund Anwendungs-Features Klasse android.manifest.permission Berechtigungsbeispiele Callbacks, zum eingreifen Achtung: darf Prozess beenden ohne weitere Aufrufe von Callbacks nach onpause <manifest <uses-permission android:name= "android.permission.receive_sms" /> </manifest> ACCESS_NETWORK_STATE RECEIVE_BOOT_COMPLETED 22 verwaltet Lebenszyklus CHANGE_NETWORK_STATE CAMERA ACCESS_FINE_LOCATION 23 Resumed (sichtbar, aktiv) onresume onresume Started Paused (sichtbar, inaktiv) (sichtbar, inaktiv) onstart onpause onstop onstart Created onsave, onrestoreinstancestate oncreate erhält Parameter Bundle onrestart oncreate Stopped (unsichtbar) ondestroy Beenden mit finish Benutzerdaten in onpause persistent sichern Zustand sichern mit Bundle INTERNET BLUETOOTH Wird gestartet bei Anwendungsstart Signatur Selbst erstelle Zertifikate OK, offen Mehr Rechte für Apps, die mit gleichem Zertifikat signiert sind Entwicklung mit vorhandenem Standard-Zertifikat, damit nicht in Play einstellbar Berechtigungen <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <manifest xmlns:android=" package="de.medieninf.mobcomp.firstapp" > <application android:allowbackup="true" > <activity android:name=".main" > <intent-filter> <action android:name="android.intent.action.main" /> <category android:name="android.intent.category.launcher" /> </intent-filter> </activity> </application> </manifest> Lebenszyklus App.apk Nur signierte Anwendungen Eine Komponente, eine de.medieninf. mobcomp.firstapp. Main Dalvik VM Linux Prozess / Benutzer Deklaration aller Komponenten activity, service, provider, receiver Intent-Filter Auf welche Intents soll wie reagiert werden Beispiel Comp Je App eigener Prozess Service Je App eigener (Linux-)Benutzer Zugriff auf systemweite Ressourcen (Classloader, Dateisystem, ) Auslösen und Empfangen von Intents Starten von Apps,.. Konfiguration Sandbox-Prinzip Manifest.xml Context Destroyed unüblich, laufen lassen Service Lebenszyklus: oncreate, onstart, ondestroy 24

7 Tasks und Backstack Task Navigation Eine ist ein Screen Von einer können andere geöffnet werden, um eine Aufgabe zu erledigen Die neue liegt über der aufrufenden Task ist ein (Back-)Stack von Activities Task1 Task2 kann tief im Stack liegende Activities löschen Anwendungsentwickler kann eingreifen (Zugehörigkeit, Position) Tasklist (LongClick Home) 25 NinePatch Animation Text-Style Fragments Features Start ist push, Zurück/Back ist pop Home: Speziell, neuer Task Mehrere Tasks parallel auf Device möglich Immer ein Task im Vordergrund, andere im Hintergrund Activities Management Eigene Vorschläge willkommen Themen für Kurzvorträge HttpClient Webkit Notifications Spracherzeugung Spracherkennung Drag & Drop Copy & Paste 5 Inhalt Problemstellung Lösungskonzept Demo Features Ablauf jeder 1-2 Vorträge Nach Vorlesungsende Je Minuten 2-3 je Termin Signieren Support Libraries Design Guidelines Gesten Medien, Kamera Location, Maps, GPS Kompass, Gyroskop, Beschleunigung Bluetooth, BLE, NFC USB-Host Search Smartwatch 26