Файл: Критерии выбора средств разработки мобильных приложений.pdf

Введение

ХХ век - период информационных технологий. Стремительный скачок начался с освоения беспроводной связи. Появление мобильных миниатюрных устройств, а как и следствие мобильных платформ на открытом исходном коде.

Сегодня мобильные устройства используются в различных сферах жизнедеятельности человека от коммуникаций до коммерческого использования на предприятиях. Для работы в различных областях разрабатываются мобильные приложения.

Для современного общества мобильные приложение играют очень важную роль, так как с их помощью у людей появляется возможность пользоваться различными услугами, например, совершать покупки, не затрачивая много времени и усилий. Таким образом, прогрессирует число компаний, понимающих значимость и целесообразность перехода на мобильные приложения. Если в наше время компании начинают игнорировать данные факты, значит, что они могут потерять огромный процент потенциальных и действующих клиентов. А для потребителей, в свою очередь, важна доступность, простота и своевременное обслуживание данных сервисов. Также мобильные приложения играют очень важную роль в повседневной жизни людей, начиная обменом текстовых сообщений, заканчивая сферой услуг.

Данная тема интересна мне, так как углубление в теорию разработки приложений позволит понять их особенности и в дальнейшем применять их для разработки более совершенных и модифицированных приложений.

Цель данной работы выявить критерии выбора разработки мобильных приложений.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследовать специфику мобильных устройств
2. Рассмотреть особенности мобильных приложений
3. Изучить язык программирования C++ и QBasic
4. Изучить средства разработки мобильных приложений
5. Выделить критерии, которые имеют первостепенное значение при выборе средств разработки мобильных приложений.

Практическая ценность данной курсовой работы состоит в том, что выявленные нами критерии выбора средств разработки мобильных приложении могут учитываться программистами в работе над мобильными приложениями.

Глава 1. Специфика мобильных устройств

Мобильными устройствами принято понимать легкие, малогабаритные (карманные) устройства, которые используют на автономной основе подключение к беспроводным сетям.

В нашем времени потребителю доступен целый спектр разнообразных мобильных устройств: от простых, бюджетных мобильных телефонов до значительно дорогих смартфонов. В зависимости от назначения или потребности меняется как функциональность, так и производительность, которые обеспечивают данные устройства.

В современном мире существуют следующие категории мобильных устройств: сотовые телефоны, смартфоны, планшеты, терминалы передачи данных и так далее.

1.1. Виды мобильных устройств

Давайте рассмотрим основные виды мобильных устройств, которые используются в современном обществе. В данный момент такими устройствами являются сотовые телефоны и смартфоны.

Под сотовыми телефонами понимают портативное устройство, предоставляющее услуги голосовой связи посредством сотовой сети. Они, как правило, производятся с малым размером дисплея. Такая конструкционная особенность делает их не подходящими для работы в WEB-среде. Обычно на таких устройствах применяется ввод текста от 5-11 строк и распространенная кнопочная клавиатура для ввода данных. Технические возможности телефонов не предполагает запуск прикладных программ.

Смартфоны, в свою очередь, представлены как многозадачные устройства с предустановленной операционной системой для запуска и работы с приложениями. Размеры таких устройств зависят от потребностей пользователя с возможностью сенсорного ввода информации. Обычно такие устройства в наше время используют операционную систему-Android, которая выдвигает свои минимальные технические потребности для стабильной работы. Операционная система – это комплекс программ, управляющие всеми ресурсами устройства, и обеспечивающая взаимодействие между устройством и пользователем. В наше время смартфоны – самый популярный тип мобильных устройств. С течением времени по техническому оснащению и мощностям они уже приближаются к настольным персональным компьютерам.

1.2 Техническое оснащение мобильных устройств

1.2.1 GSM

В наше время GSM (Global System for Mobile Communications) является самым распространенным стандартом цифровой сотовой беспроводной сети, разработанный еще в конце 80-х годов.

GSM обеспечивает следующий спектр популярных услуг:

• Передача данных
• Передача голосовой информации
• Служба моментальных сообщений (SMS)

Преимущества GSM

• Хорошее качество связи при большом количестве окружающих базовых станций
• Обширная емкость сети, возможность множественного подключения и использования сети
• Низкий уровень помех
• Возможность использования в роуминге
• Массовое распространение оборудования сети

Недостатки GSM

• Искажение речи при передаче
• Связь обеспечивается не дальше 110 км от ближайшей базовой станции не зависимо от усилителей

Помимо этого, с развитием мобильных устройств появились и беспроводные сети, что привело к появлению LTE сетей.

LTE – сеть беспроводной высокоскоростной передачи данных, созданной на основе стандарта GSM. Целью создания LTE сетей является увеличение пропускной способности и скорости использования цифровых мобильных сотовых сетей. LTE не совместим с сетями 2G и 3G, поэтому для него была выделена отдельная частота.

1.2.2. Центральный процессор

Центральный процессор – это ведущий блок всего мобильного устройства, отвечающий за обработку всей информации (пример см. рисунок 1.2.).

Рисунок 1.2. Процессор компании Qualcomm

Главными характеристиками центрального процессора являются:

• Тактовая частота
• Производительность
• Энергопотребление
• Архитектура

В наше время можно выделить несколько производителей процессоров для мобильных устройств: Apple, Samsung, Qualcomm, HiSilicon.

1.2.3. Оперативная память

Оперативная память – тип памяти устройства, отвечающее за хранение выполняемых программ, а также промежуточные команды, выполняемые процессором. Оперативную память можно поделить на типы, которые отличаются техническими характеристиками. Их бывает несколько видов, но, в теме данной курсовой работы мы рассмотрим тип для мобильных устройств (пример см. рисунок 1.3.).

Рисунок 1.3. Модуль оперативной памяти LPDDR4X от компании Samsung

Взаимодействие процессора и оперативной памяти происходит непосредственно через кэш.

Содержащиеся в полупроводниковой оперативной памяти данные доступны и сохраняются только тогда, когда на модули памяти подаётся питание. Выключение питания оперативной памяти, даже кратковременное, приводит к полной потере несохраненных данных. Во всех современных мобильных устройствах используется технология LPDDR — модификация используемой на обычных персональных компьютерах технологии DDR. Приставка LP (Low Power) означает низкое энергопотребление, которое достигается, в основном, за счёт снижения рабочего напряжения и пропускной способности.

В современных мобильных устройствах встречается память LPDDR трёх поколений:

• LPDDR3 — пропускная способность до 2133 Мбит/с, частота до 933 МГц, напряжение 1,2 В;
• LPDDR4 — пропускная способность до 3200 Мбит/с, частота до 1600 МГц, напряжение 1,1 В;
• LPDDR4x — пропускная способность до 4266 Мбит/с, частота до 1600 МГц, напряжение 0,6 В.

1.2.4. Внутренняя память

Наиболее распространённый тип внутренней памяти в современных мобильных устройствах — бюджетный eMMC, взросший на базе карт памяти MMC, совместимых, в свою очередь, со стандартом SD. Иными словами, eMMC — это распаянная на материнской плате мобильного устройства карта памяти (пример см. рисунок 1.4.).

Современные, распространенные стандарты eMMC

• eMMC 4.5 — 2011 год, пропускная способность до 200 МБ/с, скорость записи до 60 МБ/с;
• eMMC 5.0 — 2013 год, пропускная способность до 400 МБ/с, скорость записи до 90 МБ/с;
• eMMC 5.1 — 2015 год, пропускная способность до 600 МБ/с, скорость записи до 125 МБ/с.

Рисунок 1.4. Блок внутренней памяти стандарта eMMC от компании Samsung

Главным конкурентом стандарта eMMC выступает технология UFS, разработанная компанией Samsung (рисунок 1.5.). В отличие от технологии eMMC, которая является модифицированной картой памяти, стандарт UFS изначально разрабатывался для создания быстрой внутренней памяти. В результате UFS имеет не только большую пропускную способность по сравнению с eMMC, но и в два раза более низкое энергопотребление.

Рисунок 1.5. Блок внутренней памяти стандарта UFS от компании Samsung

К настоящему времени выпущенными версиями стандарта UFS являются:

• UFS 1.0 — 2011 год, пропускная способность до 300 МБ/с;
• UFS 2.0 — 2013 год, пропускная способность до 1200 МБ/с;
• UFS 3.0 — 2018 год, пропускная способность до 2900 МБ/с.

1.2.5. Аккумулятор

В наше время все мобильные устройства построены на источнике питания литий-ионных аккумуляторов (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6. Литий-ионный аккумулятор для мобильных устройств

Литий-ионный аккумулятор состоит из электродов (катодного материала на алюминиевой фольге и анодного материала на медной фольге), разделённых пористым сепаратором, пропитанным электролитом. Пакет электродов помещён в герметичный корпус, катоды и аноды подсоединены к клеммам-токосъёмникам. У данного типа аккумуляторов есть свои преимущества и недостатки.

Преимущества:

• Высокий энергетический объем
• Низкий саморазряд
• Не требует обслуживания

Недостатки

• Литий-ионные аккумуляторы при перезаряде, несоблюдении условий заряда или при механическом повреждении часто бывают чрезвычайно огнеопасными.
• Взрывоопасность
• Старение (Теряет заряд даже когда не используется)
• Эффект памяти - традиционно считается, что, в отличие от Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов, Li-Ion аккумуляторы полностью избавлены от эффекта памяти. По результатам исследований учёных Института Пауля Шерера (Швейцария) в 2013 году этот эффект был обнаружен, но оказался минимальный.
• Высокие требования к заряду/разряду - Глубокий разряд полностью выводит из строя литий-ионный аккумулятор. Также на жизненный цикл аккумуляторов влияет глубина его разряда перед очередной зарядкой и зарядка токами выше установленных производителем. Помимо этого, они крайне чувствительны к напряжению зарядки. Если его повысить всего на 4 %, то аккумуляторы будут вдвое быстрее терять ёмкость от цикла к циклу. Ток зарядки зависит от разницы напряжений между аккумулятором и зарядным устройством, а также от сопротивления как самого аккумулятора, так и подводимых к нему проводов. Поэтому увеличение напряжения зарядки на 4 % может приводить к увеличению тока зарядки в 10 раз. Это отрицательно сказывается на аккумуляторе. Он может перегреваться и деградировать.
• Снижение емкости при снижении температур. Как и в других типах аккумуляторов, разрядка в условиях низких температур приводит к снижению отдаваемой энергии, в особенности при температурах ниже 0 ⁰C. Так, снижение запаса отдаваемой энергии при понижении температуры от +20 ⁰C до +4 ⁰C приводит к уменьшению отдаваемой энергии на ~5-7 %, дальнейшее понижение температуры разрядки ниже 0 ⁰C приводит к потере отдаваемой энергии на десятки процентов и может приводить к преждевременному исчерпанию ресурса.

1.2.6. Материнская плата

Материнской платой принято называть печатной платой, которая является основой любого устройства (см. рисунок 1.7.). На ней располагаются все перечисленные ранее модули для последующего взаимодействия.

Рисунок 1.7. Материнская плата современного смартфона

Системная плата для мобильного телефона по своим размерам является самой большой по сравнению с другими платами. Она отвечает за работу отдельного компонента. Материнская плата достаточно хрупкая деталь, механические повреждения которой приводят к поломке всего устройства. Это и является главным недостатком данного компонента. При этом, данный недостаток может нивелироваться металлическим корпусом устройства.