PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA

Transkrypt

1 AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA pt. Opracowanie własnej strony i przeglądarki dla iphone Imię i nazwisko dyplomanta: Mirosław Suchy Kierunek studiów: Informatyka Stosowana Specjalność: Systemy Informatyki Przemysłowej Nr albumu: Promotor: dr Magdalena Kopernik Recenzent: dr hab. inż. Krzysztof Banaś, prof. AGH Podpis dyplomanta: Podpis promotora: Kraków 2012

2 Oświadczam, świadomy(-a) odpowiedzialności karnej za poświadczenie nieprawdy, że niniejszą pracę dyplomową wykonałem(-am) osobiście i samodzielnie i że nie korzystałem(-am) ze źródeł innych niż wymienione w pracy. Kraków, dnia Podpis dyplomanta. 2

3 Spis treści Część I Wprowadzenie Wstęp iphone Ekran Komunikacja Aparat Funkcje dodatkowe Brakujące funkcje Podsumowanie ios Core OS Core Service Media Cocoa Touch Podsumowanie Framework Core Foundation Framework Foundation Framework UIKit Framework Podsumowanie Objective-C Wprowadzenie Historia Charakterystyka języka Objective-C Objective-C język Podsumowanie Zarządzanie pamięcią Podsumowanie Narzędzia Hardware & Software Xcode Podsumowanie Architektura Model-View-Controller Projektowanie strony internetowej dla iphone HTML... 49

4 9.2. CSS PHP JavaScript MySQL WebKit Safari Projektowanie witryn internetowych dla urządzeń mobilnych Cel pracy Część II Projekt Aplikacji Opis ogólny Widok Model i Kontroler Test Projekt Strony Opis ogólny Zastosowane technologie Funkcjonalność Podsumowanie Wnioski i podsumowanie Dodatek A Spis tabel, ilustracji, bibliografia

5 Część I 1. WPROWADZENIE 1.1. WSTĘP W styczniu 2007 roku Steve Jobs ogłosił zmianę nazwy firmy Apple Computer Inc. na Apple Inc., tego samego dnia, świat po raz pierwszy usłyszał nazwę nowego smartfona iphone. Pracę nad urządzeniem, mającym być połączeniem telefonu komórkowego oraz komputera kieszonkowego z dotykowym ekranem trwają już od 2005 roku, jednak dopiero 29 czerwca 2007 roku iphone został oficjalnie wprowadzony do sprzedaży. Tego dnia zaczęła się rewolucja w świecie urządzeń mobilnych [1]. iphone oraz inne urządzenia tego typu, np.: Samsung Galaxy, HTC Wildfire, są określane jako szczyt możliwości współczesnej technologii. Urządzenie wystarczająco małe, aby zmieścić się w kieszeni spodni, pozwala na wykonywanie rozmów telefonicznych, wysyłanie i odbieranie wiadomości SMS, MMS, wiadomości , odtwarzanie muzyki oraz filmów, reaguje na zmiany położenia, pozwala na robienie zdjęć oraz filmów, granie w gry oraz wygodne korzystanie z Internetu dzięki wysokiej jakości wyświetlaczowi. Ważną cechą iphone jest możliwość instalowania aplikacji, które można pobrać ze sklepu internetowego AppStore lub co jest jeszcze istotniejsze, można pisać własne aplikacje [2]. Pojawienie się na rynku smartfonów, a następnie tabletów z możliwością korzystania z Internetu, m. in. dzięki wbudowanym kartom Wi-Fi, spowodowało zmiany również w Internecie. iphone posiada znacznie mniejszy ekran niż laptop lub monitor komputera stacjonarnego co sprawia, że strona internetowa napisana dla użytkowników komputerów jest bardzo mała i mało czytelna na smartfonie, bez jej powiększania. Wymusiło to na twórcach stron internetowych zmianę sposobu projektowania stron WWW, tak aby można było korzystać z nich w wygodny sposób, zarówno na komputerze jak i na innych urządzeniach posiadających mniejsze ekrany [3]. 5

6 2. IPHONE Obecnie na rynku jest dostępnych pięć wersji iphone, z czego trzy ciągle są dostępne w oficjalnej sprzedaży. Poszczególne modele różnią się między sobą przede wszystkim dostępnymi zasobami tj. pamięcią RAM, mocą obliczeniową procesora, procesorem graficznym, itd. (Tabela 1). Tabela 1. Porównanie parametrów różnych wersji iphone [4] EKRAN Praca z aplikacjami na platformie ios jest znacząco odmienna od pracy na komputerze. Na iphone tylko jedna aplikacja może być aktywna i być wyświetlana w danej chwili na ekranie [5]. ios wersji 4 pozwala na chwilowe działanie aplikacji w tle, ale jest to ograniczone tylko do specjalnych przypadków, zadań i nie może trwać zbyt długo. Oznacza to, że do dyspozycji mamy jedno okno jednej aplikacji, poprzez które odbywa się cała interakcja z użytkownikiem. Ponadto wielkość tego okna jest stała i równa wielkości ekranu. W iphone (Rysunek 1) [6] mamy do dyspozycji bardzo dobrej jakości ekran. Już w chwili wprowadzenia urządzenia do sprzedaży był to telefon z największa rozdzielczością ekranu stosowaną w produktach konsumenckich. W iphone wersji 4 zastosowano wyświetlacz o nazwie Retina i rozdzielczości 960x640 pikseli, starsze wersje urządzenia mają ekran o rozdzielczości 480x320 pikseli. W 3,5 calowym ekranie pomieszczono niewiele mniej pikseli, niż do niedawana posiadały komputery z 17 calowymi monitorami CRT, w których standardowa rozdzielczość wynosiła 1024x768 pikseli. Najważniejszą cechą ekranu jest to, że reaguję na dotyk. Jest on wyposażony w czujnik dotyku i przystosowany do obsługi jednym, bądź kilkoma placami (Multitouch [5]), bez 6

7 konieczności używania rysika. W produktach Apple nie ma nawet możliwości użycia rysika, urządzenia na niego nie reagują, ze względu na rodzaj zastosowanej konstrukcji tj. ekranu pojemnościowego, który reaguje na zmiany pojemności elektrycznej dotykanego ekranu [1]. Rysunek 1. Zdjęcie telefonu z podanymi wymiarami [7] Technologia Multitouch Stosowany we wszystkich urządzeniach ios ekran z technologią Multitouch [4] to jeden z głównych elementów przyczyniających się do tak dużej użyteczności tych urządzeń. Ponieważ ekran daję możliwość wykrywania wielu dotknięć na raz, oraz śledzenia ich ruchu niezależnie od siebie, daję to ogromne możliwości interakcji z aplikacją wykraczające poza możliwości interfejsu graficznego. Typy interakcji z ekranem i ich obsługę można podzielić na kilka kategorii [5]: Zdarzenie - jest generowane podczas interakcji z ekranem. Dla każdego zdarzenia jest poszukiwany obiekt który może na nie odpowiedzieć. Odbywa się to poprzez przeszukanie łańcucha odpowiedzi. Jeżeli pierwszy obiekt typu responder nie jest wstanie odpowiedzieć na zaistniałe zdarzenie przekazuje je dalej. Kiedy kolejny obiekt odpowiada na zdarzenie, przeszukiwanie łańcucha dobiega końca. W przeciwnym przypadku przekazywanie zdarzenia odbywa się aż do samej góry 7

8 łańcucha (Rysunek 2). Jeżeli zdarzenie przejdzie przez cały łańcuch odpowiedzi i żaden obiekt nie będzie w stanie obsłużyć zdarzenia to zostaje ono odrzucone. Rysunek 2. Fragment hierarchii dziedziczenia z korzeniem na dole (fragment zrzutu ekranu programu Interface Builder). UIView jest podklasą UIResponder, natomiast UIWebView jest podklasą UIView. Każda klasa posiadająca UIResponder jako klasę nadrzędną nosi miano respondera. Zgodnie z powyższymi rysunkami wszystkie widoki oraz kontrolki są responderami. Gest - dowolna sekwencja zdarzeń, które wystąpiły między dotknięciem ekranu jednym lub kilkoma palcami a zdjęciem tych palców z ekranu. Od chwili położenia palca lub palców na ekranie i przytrzymaniu ich niezależnie od czasu trwania tej czynności, mamy do czynienia z gestem. Dotknięcie - oznacza umieszczenie palca na ekranie i przesunięci po nim lub podniesienie go z ekranu. Każde dotknięcie jest śledzone, niezależnie czy jest ono wykonane jednym palcem czy kilkoma. Użytkownik ma możliwość położenia pięciu palców na ekranie, a system rozpozna je i będzie śledził niezależnie od siebie. ipad jest w stanie obsłużyć do jedenastu dotknięć. Naciśnięcie - naciśnięcie dobywa się w chwili kiedy użytkownik dotknie ekranu palcem i natychmiast do podniesie. System jest w stanie rozróżnić pojedyncze dotknięcie od wielokrotnego. ios śledzi liczbę dotknięć i jest w stanie podjąć akcje w zależności od liczby naciśnięć, o ile znajdzie się obiekt będący w stanie na takie zdarzenie odpowiedzieć. Obiekt rozpoznający gesty - to obiekt typu responder, który potrafi obsłużyć strumień zdarzeń wygenerowanych przez użytkownika i rozpoznać je, kiedy następuję dotknięcie i przesunięcie po ekranie w sposób odpowiadający zdefiniowanemu gestowi. 8

9 2.2. KOMUNIKACJA Łączność bezprzewodowa iphone 4 posiada możliwość połączenia z Internetem poprzez wbudowane Wi-Fi [2]. Urządzenie jest w stanie połączyć się w kilku standardach: b, g oraz n (niedostępny w 3GS). Podczas wykonywania połączeń telefonicznych lub przesyłania danych, gdy nie jest wykorzystywane połączenie Wi-Fi, iphone wykorzystuję komunikację GSM/EDGE inaczej określaną jako G2. Dla szybszych połączeń, wymagających większej przepustowości można wykorzystać połączenia poprzez UMTS, HSDPA i HSUPA, znane jako technologia 3G. Pozwala ona na przesyłanie danych z maksymalną prędkością 7.2 Mbps. iphone 4 posiada również możliwość przesyłania danych poprzez Bluetooth v2.1 z EDR (Enhanced Data Rate) [2, 4] Łączność przewodowa Przewodowa łączność ograniczona jest tylko do dwóch [4]: a) do łączności kablowej w celu przysłania danych wykorzystano USB v2.0 umożliwiające również ładowanie baterii telefonu, b) podłączenia do telefonu słuchawek z wtyczką typu jack 3,5 mm APARAT iphone 4 posiada dwie wbudowane kamery [4]: a) 5.0 megapikselowy aparat z autofocusem i możliwością nagrywania filmów w rozdzielczości HD ready, czyli 720p z prędkością 30 klatek na sekundę, umieszczony z tyłu urządzenia, b) aparat VGA 0.3 megapiksela, 480p, 30 klatek na sekundę umieszczony z przodu FUNKCJE DODATKOWE GPS (A-GPS - Assisted GPS) Akcelerometr Żyroskop 3-osiowy Czujnik pomiaru światła Czujnik zbliżeniowy 9

10 Wibracja Lampa LED System operacyjny System działający na pierwszych modelach iphone nie miał swojej oficjalnej nazwy, aż do chwili wydania pierwszego zestawu narzędzi dla programistów (SDK - Software Development Kit) - iphone SDK, 6 marca 2008 roku, kiedy to został przedstawiony jako iphone OS. 7 czerwca 2010 roku nazwa została zmieniona na ios ze względu na to, iż nie tylko na iphone był zainstalowany dotychczasowy system. Na rynku dostępne były urządzenia ipod Touch oraz ipad, na których był zainstalowany iphone OS specjalnie dla nich przygotowany. Ostatnia wersja iphone OS v3.2 była przygotowana specjalnie pod ipad. Od 8 kwietnia 2010 roku wychodziły kolejne wersje beta systemu ios v4.0, by ostatecznie 21 czerwca 2010 roku została udostępniona oficjalna stabilna wersja ios 4.0, dostępna na ipod Touch oraz iphone 4.0 [8] BRAKUJĄCE FUNKCJE iphone to telefon z dotykowym ekranem, gdzie niemal cała przestrzeń zajęta jest przez ekran. Do dyspozycji pozostaje tylko kilka przycisków oraz jeden główny tzw. przycisk Początek. W odróżnieniu od tradycyjnych komputerów nie ma fizycznej klawiatury oraz myszy. Oznacza to inny sposób interakcji z użytkownikiem. ios dostarcza tzw. wirtualną klawiaturę, która pojawia się w chwili, gdy aktywne jest pole przeznaczone do wprowadzania tekstu. Do obsługi takiego zachowania nie jest potrzebne tworzenie dodatkowego kodu przez programistę. Aktualnie dostępne urządzenia z systemem ios pozwalają na podłączenie zewnętrznej klawiatury poprzez Bluetooth, dzięki czemu mamy dostęp do fizycznej klawiatury oraz pewnej wygody z tym związanej. Nie jest to jednak często stosowane rozwiązanie. Podłączenie myszy nadal nie jest niemożliwe [5]. 10

11 2.6. PODSUMOWANIE Świadomość możliwości urządzenia, dla którego tworzone jest później oprogramowanie jest niezbędna. Różnice pomiędzy poszczególnymi modelami będą rzutować na sposób pisania aplikacji, oraz wymuszać na twórcach oprogramowania stosowania najlepszych rozwiązań dla szerszego grona odbiorców, przyszłych użytkowników aplikacji. Ograniczenia urządzeń będą zaś stopowały, często zbyt ambitne pomysły projektantów aplikacji. 11

12 3. IOS ios jest systemem operacyjnym, który jest zainstalowany na urządzeniach iphone, ipod Touch oraz ipad. System ten zarządza częścią fizyczną urządzeń (hardware) oraz dostarcza technologie niezbędne do poprawnego działania urządzania. System jest również bazą dla szerokiego spektrum aplikacji dostępnych w ramach świadczenia standardowych usług przewidzianych na urządzeniach. Architektura ios jest podobna do podstawowej architektury w Mac OS X. Na najwyższym poziomie, ios działa jako pośrednik pomiędzy sprzętem i aplikacjami, które pojawiają się na ekranie (Rysunek 3). Aplikacje tworzone przez programistów rzadko kiedy komunikują się bezpośrednio z warstwą sprzętową. Zamiast tego aplikacje komunikują się ze sprzętem poprzez dobrze zdefiniowany w systemie zestaw interfejsów, które chronią aplikację przed wpływem różnic urządzeń. Taki poziom abstrakcji umożliwia pisanie aplikacji, które działają bez problemów na urządzeniach o różnej konfiguracji sprzętowej. Rysunek 3. Ogólny zarys architektury [9]. 12

13 Implementacje ios można zaprezentować jako kilka warstw (Rysunek 4): Cocoa Touch Media Core Services Core OS Warstwy niższe systemu zawierają podstawowe usługi oraz obsługę sprzętu. Wyższe warstwy są odpowiedzialne za dostarczanie bardziej złożonych usług. Rysunek 4. Warstwy architektury ios [9]. Podczas pisania kodu zalecane jest korzystanie z frameworków wyższego poziomu nad frameworkami niższych warstw, gdy jest to możliwe. Frameworki wyższych warstw zostały opracowane w celu dostarczenia zorientowanych obiektowo abstrakcji konstrukcji niższych warstw. Takie podejście zastosowano w celu ułatwienia tworzenia aplikacji poprzez zminimalizowanie ilości niezbędnego kodu, który trzeba napisać, aby obsłużyć potencjalnie złożone mechanizmy, takie jak wątki czy gniazda. Pomimo takiego podejścia warstwy wyższego poziomu nie blokują dostępu do mechanizmów warstw niższych. Frameworki niższego poziomu są dostępne dla programistów, którzy wolą z nich korzystać lub wykorzystać aspekty niedostępne w ramach warstw wyższych CORE OS Warstwa Core OS zawiera funkcję niskiego poziomu, na których oparte są technologie dostępne w warstwach wyższego poziomu. Nawet jeśli mechanizmy tej warstwy nie są używane bezpośrednio przez programistę, to istnieje duże prawdopodobieństwo, że wykorzystuje je jeden z wykorzystywanych frameworków warstw wyższych. W sytuacji, gdy trzeba jawnie zająć się obsługą bezpieczeństwa lub komunikacją z akcesoriami, bądź innym sprzętem zewnętrznym, dokonujemy tego używając tej warstwy. 13

14 Składniki warstwy: Accelerate Framework Core Bluetooth External Accessory Framework Generic Security Services Framework Security Framework System System obejmuje jądro środowiska, sterowniki oraz niskiego poziomu interfejsy systemu operacyjnego UNIX. Jądro systemu jest oparte na jądrze Mach i jest odpowiedzialne za każdy aspekt systemu operacyjnego. Jądro zarządza pamięcią wirtualną systemu, wątkami, systemem plików, siecią, komunikacją między procesami. Sterowniki tej warstwy dostarczają interfejs pomiędzy dostępnym sprzętem a frameworkami systemowymi. W celu zapewnienia bezpieczeństwa, dostęp do jądra i sterowników jest ograniczony do kilku systemowych frameworków i aplikacji CORE SERVICE Warstwa Core Service zawiera podstawowe usługi systemowe, z których korzystają wszystkie aplikacje. Funkcje: icloud Storage Automatic Reference Counting Block Object Grand Central Dispatch In-App Purchase SQLite XML Support Frameworki: Accounts Framework Address Book Framework CFNetwork Framework Core Data Framework 14

15 Core Foundation Framework Core Location Framework Core Media Framework Core Telephony Framework Event Kit Framework Foundation Framework Mobile Core Services Framework Newsstand Kit Framework Quick Look Framework Store Kit Framework System Configuration Framework 3.3. MEDIA Warstwa zawierająca opracowane mechanizmy do obsługi grafiki, dźwięku oraz wideo zaprojektowane, aby ułatwić tworzenie aplikacji oraz zapewnić odpowiedni wysoki standard obsługi treści multimedialnych. Technologie: Graphics Technologies Audio Technologies Video Technologies AirPlay 3.4. COCOA TOUCH Warstwa Cocoa Touch zawiera kluczowe frameworki do budowy aplikacji ios. Warstwa definiuję podstawową infrastrukturę oraz obsługę technologii takich jak wielozadaniowość, obsługę gestów, przesyłanie powiadomień oraz wiele wysokopoziomowych usług. Podczas projektowania aplikacji jest to pierwsza warstwa na, której mechanizmach należy opierać projektowaną aplikację PODSUMOWANIE Każda napisana aplikacja wykorzystuje zasoby udostępniane przez system. Znajomość systemu oraz możliwość wykorzystania usług przez niego udostępnianych jest kluczowym 15

16 elementem tworzenia aplikacji. Znajomość poszczególnych poziomów abstrakcyjności dostępnych interfejsów pozwala na omijanie ograniczeń warstwa wyższego poziomu na rzecz warstw niższego poziomu. 16

17 4. FRAMEWORK 4.1. CORE FOUNDATION FRAMEWORK Core Foundation framework (CoreFoundation.framework) jest to zestaw interfejsów opartych na C, które dostarczają podstawowe funkcje operacji na danych oraz usługi dla aplikacji ios. Framework obejmuję m. in. [9]: typy kolekcji (arrays, sets, itd.) manipulacje Stringami zarządzanie datą i godziną wątki oraz pętle bloki danych manipulacje URL oraz strumieniami porty oraz gniazda komunikacyjne bundles ustawienia preferencji 4.2. FOUNDATION FRAMEWORK Foundation framework (Foundation.framework) dostarcza podstawową warstwę klas Objective-C. Oprócz zestawu prostych typów obiektów, wprowadza kilka paradygmatów, które definiują funkcjonalności nieobjęte w języku Objective-C. Framework zaprojektowano, aby osiągnąć kilka celów [9]: dostarczenie niedużego zestawu użytecznych klas ułatwienie wytwarzania oprogramowania poprzez wprowadzenie kilku konwencji, m. in. dla takich operacji jak dealokacja wsparcie dla Unicode, stałych obiektów zapewnienie pewnego poziom niezależności od systemu operacyjnego, oraz poprawienie przenośności Framework zawiera korzeń wszystkich klas (root class [10]), czyli obiekt NSObject (Rysunek 5). Cała hierarchia klas jest zakotwiczona w korzeniu, powoduje to powstanie kilku powiązanych ze sobą grup klas, na równi z kilkoma klasami niezależnymi (Rysunek 6). 17

18 Root class nie jest pochodną od żadnej innej klasy, definiuje interfejs oraz zachowanie wspólne dla wszystkich obiektów w hierarchii poniżej (klas pochodnych, dziedziczących z klasy root). Wszystkie obiekty w tej hierarchii ostatecznie dziedziczą z root class. Root class jest również określana jako klasa podstawowa. Rysunek 5. Root class NSObject [10]. Rysunek 6. NSObject oraz obiekty z niej dziedziczące połączone w grupy 1 [11]. 1 Kolorem szarym oznaczone są klasy dostępne tylko w Mac OS X. 18

19 Core Foundation framework i Foundation framework są ze sobą silnie powiązane. Foundation framework stanowi pewnego rodzaju obudowę do wielu funkcji, które znajdują się w Core Foundation. Foundation framework definiuje podstawowe zachowanie obiektów, mechanizmy zarządzania obiektami oraz dostarcza jednych z podstawowych typów danych obiektów, kolekcji oraz usług systemowych. Foundation jest obiektowo zorientowaną rozbudowaną wersją Core Foundation. 19

20 4.3. UIKIT FRAMEWORK Framework UIKit dostarcza klas potrzebnych do budowy i zarządzania aplikacją z poziomu interfejsu graficznego dla ios. Zawiera obiekty, zdarzenia, okna, widoki oraz kontrolki specjalnie zaprojektowane dla interfejsu dostępnego poprzez ekran dotykowy (Rysunek 7) [12]. 20

21 Rysunek 7. NSObject i klasy dziedziczące UIKit [12] PODSUMOWANIE Odwrotnie niż w przypadku znajomości niższych warstw systemu, znajomość warstw wyższego poziomu, oraz frameworków pozwoli na zmniejszenie ilości kodu potrzebnego do 21

22 własnoręcznego napisania wymaganych mechanizmów. Bez wymienionych w rozdziale frameworków nie da się stworzyć aplikacji dla platformy ios. 22

23 5. OBJECTIVE-C 5.1. WPROWADZENIE Objective-C jest językiem programowania zaprojektowanym w celu umożliwienia wyrafinowanego programowania zorientowanego obiektowo. Język ten jest zdefiniowany jako mały, ale o bardzo dużych możliwościach, zbiór rozszerzeń dla standardowego języka ANSI C. Większość tych rozszerzeń jest oparta o Smalltalk, jeden z pierwszych obiektowych języków programowania. Objective-C został stworzony, żeby dać językowi C pełną obiektowość w prosty i przystępny sposób [13] HISTORIA Smalltalk jest historycznie drugim po Simula językiem zorientowanym obiektowo. Został zaprojektowany w latach siedemdziesiątych, był jednak bardzo wolny na owe czasy. Do poprawnej pracy potrzebował komputera o bardzo dużych zasobach, takiego jak Xerox Alto z 512 KB RAM-u i procesora z częstotliwością co najmniej 2 MHz. Brad Cox był pozytywnie nastawiony do idei Smalltalk-a, chciał jednak języka, który byłby dostępny dla każdego. Jego pomysłem było połączenie obiektowego Smalltalk a z bardzo szybkim językiem C. Na początku lat osiemdziesiątych Cox zaczął pisać preprocesor dla C, żeby dodać pewne możliwości z Smalltalk. Wkrótce opracował działającą implementację zorientowanego obiektowo rozszerzenia dla C, którą nazwał OOPC (ObjectOriented Pre-Compiler). W 1986 roku Brad Cox i Tom Love założyciele firmy StepStone zaczęli sprzedawać produkt o nazwie Objective-C bazujący na wcześniejszym tworze Brada (Rysunek 8) [13]. Rysunek 8. Linia czasu (na podstawie [14]). W 1988 roku firma NeXT kupiła licencję do kodu firmy StepStone i nabyła prawa do znaku towarowego Objective-C. NeXT zostało kupione przez Apple w 1996 roku, a Objective-C zostało zaadoptowane jako główny język dla frameworku Yellow Box w nowym 23

24 systemie operacyjnym Apple - Rhapsody. Aktualnie framework nazywa się Cocoa, a system OS X CHARAKTERYSTYKA JĘZYKA OBJECTIVE-C Wieloplatformowość GCC Kod napisany w Objective-C można z powodzeniem skompilować przy wykorzystaniu GCC [15]. Niestety stara wersja kompilatora jest opóźniona o około 5 lat w stosunku do ostatniej wersji Objective-C. Wykorzystując środowisko uruchomieniowe GNUstep można ten problem ominąć. GNUstep jest to projekt, który tworzy implementację frameworków Foundation i AppKit. Wykorzystując GCC wraz z bibliotekami Objective-C 2.0 z projektu GNUstep, można uzyskać dostęp do większości funkcji. Wersja GCC 4.6 i nowsze wersje zawierają uaktualnione środowisko uruchomieniowe, dzięki czemu posiada ten sam poziom kompatybilności, ale nie wymaga już specjalnego frameworku. Clang - LLVM W 2007 roku Apple rozpoczęło pracę nad nowym kompilatorem. Clang [16] to front-end kompilator dla języków z rodziny C: C, Objective-C, C++ i Objective-C++, stworzony w ramach projektu LLVM (Low Level Virtual Machine), który jest używany jako generator kodu natywnego i optymalizator. Jest bardziej modularny niż GCC i obok kompilacji może być stosowany podczas uzupełniania kodu, kolorowania składni i statycznej analizy kodu. Clang posiada jasny podział na kod używany w poszczególnych warstwach i izoluje kod uruchomieniowy w osobnych klasach. Obecnie projekt jest ciągle w fazie rozwojowej, ale jako kompatybilny zamiennik dla GCC jest już intensywnie wykorzystywany w systemach uniksopodobnych. System operacyjny FreeBSD Release 9.0 posiada wsparcie dla kompilowania większości programów z portów oraz samego systemu przy pomocy Clang. Korzystając z kompilatora Clang i środowiska uruchomieniowego dostępnego w projekcie GNUstep, można uzyskać dostęp do pełnej funkcjonalności języka Objective-C 2.0. Oznacza to, że w Objective-C 2.0 można programować na platformach Windows, Linux, *BSD, Solaris i podobnych, gdzie występuje ten kompilator. 24

25 5.4. OBJECTIVE-C JĘZYK Objective-C jest rozbudowanym o nowe elementy językiem C. Każdy kod napisany w języku C jest w stu procentach kompatybilny i poprawny w Objective-C, co więcej - duża część składni i struktury wywodzi się wprost z języka C. Istnieje zatem możliwość pisania programów w Objective-C wykorzystując wszystkie dobrodziejstwa języka C (Rysunek 9). Rysunek 9. Objective-C to język C z dodatkowymi elementami (na podstawie [14]). W celu wyraźnego odróżnienia języków, Objective-C stosuje własną składnie kodu, niespotykaną i niepodobną do innych języków programowania [13] [17]: #import <Foundation/Foundation.h> int main (int argc, const char * argv[]) { NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init]; NSArray *param = [[NSProcessInfo processinfo] arguments]; NSCountedSet *cset = [[NSCountedSet alloc] initwitharray:param]; NSArray *sorted_args = [[cset allobjects] sortedarrayusingselector:@selector(compare:)]; NSEnumerator *enm = [sorted_args objectenumerator]; id word; while (word = [enm nextobject]) { printf("%s\n", [word UTF8String]); } [cset release]; [pool release]; return 0; } 25

26 W powyższym kodzie można dostrzec elementy nietypowe dla języka C, takie jak wywołania metod w nawiasach kwadratowych [ ], obiekty NS Nawiasy [ ] przez jednego z twórców zostały określone jako informacje dla programisty o tym, że ma do czynienie z programowaniem obiektowym. Obiekty Jak sama nazwa języka wskazuje, zorientowany obiektowo język Objective-C opiera się na tworzeniu aplikacji za pomocą obiektów. Obiekt łączy dane z operacjami, które mogę wykorzystywać lub wpływać na te dane. W Objective-C operacje są określane jako metody obiektów, a dane jako zmienne instancji. Obiekty są zawsze alokowane na stercie i dlatego dostęp do nich zawsze następuje poprzez wskaźnik. Klasa a instancja Klasa jest to zarys, schemat tworzonego później obiektu, jest planem budowy. Instancja jest egzemplarzem obiektu stworzonego na podstawie klasy. Może być wiele instancji jednej klasy. Można to porównać do budowy domu. Klasa jest planem domu, ze wszystkimi wytycznymi. Instancja jest to już gotowy dom. Na podstawie klasy można postawić wiele domów. Wysyłanie wiadomości a wywoływanie metod W celu zmuszenie obiektu do wykonania pewnej czynności lub zmiany jego stanu, wysyłamy do obiektu wiadomość. [odbiorca wiadomość]; odbiorca jest obiektem, a wiadomość mówi co ma zostać wykonane. W kodzie wiadomość to po prostu nazwa metody, z lub bez parametrów. Kiedy wiadomość zostanie wysłana, środowisko uruchomieniowe wyszykuję odpowiadającą metodę z pośród wszystkich dostępnych i ją uruchamia. Ponieważ metoda jest wybierana z pośród wszystkich dostępnych implementacji, nazwa metody w wiadomości jest często określana jako selector. 26

27 Wysyłanie wiadomości różni się znacząco od wywoływania metody jakie jest znane w innych językach programowania. Gdy wysyłamy wiadomość, sposób jej obsługi w całości zależy od odbiorcy. W Objective-C jedyną rzeczą, która ma wpływ na wybór wywoływanej metody, jest realny typ obiekt. W C++ i innych językach z rodziny Simula wybór metody zależy również od tego, co na temat typu obiektu wie kompilator. Definiowanie zmiennych Wartości zmiennych można modyfikować na dwa sposoby, nowym tj. Objective-C: [myinstance setvalue:10]; printf( myinstance value: %d, [myinstance value]); // zwróci: myinstance value: 10 lub starym tj. C: myinstance.value = 10; printf( myinstance value: %d, [myinstance value]); // zwróci: myinstance value: 10 inny przykład: person.address.street.name Road"; [[[person address] street] Road"]; id NSObject deklaruje prototyp init dla inicjalizatorów, jest to instancja metody zdefiniowana do zwracania obiektu typu id. W Objective-C identyfikatory obiektów są specjalnego typu id. Typ id jest ogólnym typem dla każdego obiektu niezależnie od klasy i może być używany dla instancji klasy i dla samych obiektów klasy. id anobject; Słowo kluczowe nil jest zdefiniowane jako obiekt null, id o wartości 0. id, nil oraz pozostałe typy podstawowe Objective-C są zdefiniowane w pliku nagłówkowym objc/objc.h. id jest zdefiniowany jako wskaźnik do struktury danych obiektu: 27

28 typedef struct objc_object { Class isa; } *id; Każdy obiekt ma zmienną isa, która mówi jakiej klasy jest to instancja. Ponieważ typ Class jest zdefiniowany jako wskaźnik: typedef struct objc_class *Class; zmienna isa jest określana jako wskaźnik isa. Tworzenie obiektów Class aclass = [anobject class]; NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc] init]; lub NSMutableArray *array = [NSMutableArray new]; W powyższym fragmencie kodu, wersja druga z new jest rzadziej spotykana. Wynika to z fakty że metoda init często występuję z parametrami: NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc] initwithobjects:objc,nil]; Definiowanie klas W Objective-C klasy są definiowane w dwóch częściach: interfejs deklaruję metody, zmienne (właściwości) oraz nazwę jej superklasy. implementacja, która faktycznie definiuję klasę (zawiera kod, który implementuje jej metody) Każda część znajduję się w osobnym pliku. Kompilator oczekuję pojedynczego pliku, a separacja jest uzyskiwana dzięki preprocesorowi, który łączy różne pliki. W Objective-C konwencją jest umieszczanie interfejsów klas w plikach nagłówkowych z rozszerzeniem.h, a implementacje w plikach z rozszerzeniem.m. Pliki są nazywane tak samo jak klasa, np. dla klasy Rectangle będzie zdeklarowana w Rectangle.h i zdefiniowana w Rectangle.m. 28

29 ClassName : ItsSuperclass // Deklaracja metod i Metody można podzielić na: metody klasy - oznaczone plusem: + alloc; metody instancji - oznaczone minusem: - (void)display; Zwracają wartości deklarowane tak samo jak w języku C: - (float)radius; Określanie parametrów: - (void)setradius:(float)aradius; - (void)setwidth:(float)width andheight:(float)height; Deklaracja (attributes) Type propertyname; Import interfejsu: #import "WebViewController.h" Importowanie klas z poza hierarchii Rectangle, Circle; Przykład: #import WebAppDelegate : NSObject <UIApplicationDelegate> { UIWindow *window; WebViewController *viewcontroller; (nonatomic, retain) IBOutlet UIWindow (nonatomic, retain) IBOutlet WebViewController 29

30 ClassName { // deklaracja dodatkowych zmiennych } // blok pomijalny // implementacja Implementacja aobject; Można użyć w celu wymuszenia na kompilatorze utworzenia metod setter i getter podczas kompilacji. Dzięki temu programista nie musi tworzyć tych metod w Przykład: #import "WebAppDelegate.h" #import viewcontroller; - (void)dealloc { [viewcontroller release]; [window release]; [super dealloc]; 5.5. PODSUMOWANIE Objective-C jest językiem, w którym został napisany system ios, jest też językiem, w którym pisane są wszystkie aplikacje na ten system. Jest on nieodłączną częścią tworzenia oprogramowania dla produktów firmy Apple. 30

31 6. ZARZĄDZANIE PAMIĘCIĄ W każdym programie bardzo ważne jest zarządzanie pamięcią w taki sposób, żeby nieużywane obiekty zostały usunięte z pamięci tj. zwolniły zajmowaną przestrzeń w pamięci i zwolniły zasoby. W przeciwnym przypadku aplikacja będzie zajmować większy obszar pamięci, niż jest wymagany. Bardzo ważne jest również, żeby nie zwolnić obszaru pamięci zajmowanej przez obiekt, który w dalszym ciągu jest używany. Objective-C oferuję trzy mechanizmy zarządzania pamięcią, które umożliwiają osiągnięcie tych celów [5]. Automatyczne zliczenie referencji (Automatic Reference Counting) - gdzie kompilator decyduje o długości życia obiektu. Ręczne zliczanie referencji (Manual Reference Counting) - cała odpowiedzialność za alokacje i dealokacje jest przeniesiona na programistę. Garbage collection - gdzie odpowiedzialność za określenie długości życia obiektu jest przeniesiona na collector. W ios dostępne są tylko pierwsze dwa sposoby zarządzanie pamięcią. Przy czym ARC jest stosunkowo nową metodą jeszcze nie tak powszechnie stosowaną. Pierwsza wersja tego mechanizmu dostępna jest w ios 5. Pierwsza oficjalna dokumentacja tej metody została opublikowana 12 października 2011 roku. Garbage collection pomimo, że jest dostępny w Objective-C, może być wykorzystywany jedynie na platformie Mac OS X. W ios garbage collection nie jest dostępny w żadnej wersji. Dlaczego zarządzanie pamięcią w ios jest tak istotne? W pierwszej wersji iphone a dostępne było 128 MB DRAM pamięci. Biorąc pod uwagę, to że mowa jest o telefonie, może wydawać się, że to dużo. Gdy jednak przeanalizujemy, że sam system operacyjny, wtedy jeszcze pod nazwą iphone OS, potrafił zarezerwować ponad 80 MB, do dyspozycji zostaje ok 40 MB lub mniej. W iphone jest kilka programów np. mail, ipod, safari, które pochłaniają kolejną porcję pamięci, ponieważ są to specjalne programy działające w tle. 31

32 Oznacza to, że programista musi zadbać o każdy stworzony obiekt pisanej aplikacji. Ponieważ do tej pory nie było automatycznego zliczanie referencji, a garbage collection nie jest dostępny w ios, całą odpowiedzialność za zarządzanie pamięcią spada na programistę. Zliczanie referencji Programista musi zadbać o zwolnienie pamięci po każdym stworzonym przez niego obiekcie. Zarządzanie prymitywnymi typami takimi jak int, float, BOOL nie jest tutaj uwzględniane, ponieważ nie są to obiekty. Zarys problemu Weźmy pod uwagę fragment pamięci, który jest otwarty i dostępny do wglądu w iphone podczas pracy aplikacji (Rysunek 10) [14]: Rysunek 10. Schemat fragmentu pamięci. oraz fragment kodu wykonywanej aplikacji: Dog *fido = [Dog new]; [fido bark]; [fido release]; [fido bark]; //!! Pierwsza linia kodu jest odpowiedzialna za utworzenie nowego obiektu typu Dog - fido będącego wskaźnikiem (ang. pointer). W celu utworzenia obiektu używamy operatora new. Kiedy ta linia zostanie wykonana, w pamięci zostaje zajęty pewien obszar, na który wskaźnik zostaje ustawiony. Obszar poza wypełnieniem zainicjalizowaniem, zawiera pewną wartość retaincount, która zostaje ustawiona na wartość 1 (Rysunek 11). Dog *fido = [Dog new]; 32

33 Rysunek 11. Schemat fragmentu pamięci z zajętą przestrzenią. następnie wykonujemy pewne operacje na stworzonym obiekcie: [fido bark]; Kiedy wykonamy wszystkie operacje powiązane z tym obiektem i dłużej go nie potrzebujemy, należy zwolnić zajmowaną przez niego pamięć. W tym celu wywołujemy metodę release na tym obiekcie: [fido release]; W efekcie wartość retaincount zmienia się z 1 na 0 (Rysunek 12). Rysunek 12. Schemat fragmentu pamięci tuż po zwolnieniu przestrzeni. Kiedy nastąpi to co powyżej, to system zwolni wcześniej zarezerwowany obszar pamięci (Rysunek 13). Rysunek 13. Schemat fragmentu pamięci po zwolnieniu i wyczyszczeniu. Może to prowadzić do pewnego rodzaju problemu. Wskaźnik fido ciągle istnieje, ale nie wskazuję na żaden obszar pamięci, jest to tzw. dangling pointer (Rysunek 13). Problem pojawi się w chwili, kiedy będziemy chcieli wywołać metodę na rzecz tego obiektu: 33

34 [fido bark]; //!! Program zakończy swoje działanie z powodu błędu. Jest to jedno z wyzwań stawianych przed programistą podczas zarządzania pamięcią; unikanie błędów wykonywania operacji na obiektach, których pamięć została wcześniej zwolniona. Innym rodzajem złego zarządzania pamięcią jest sytuacja odwrotna do zaprezentowanej, tzn. nie zwalnianie pamięci już niewykorzystywanej. Wycieki pamięci Przyjmijmy, że wykonujemy poniższy fragment kodu: Dog *fido = [Dog new]; [fido bark]; } // end of function Nie wykonanie na obiekcie lucky metody release, spowoduje przetrzymywanie pamięci, pomimo że obiekt w dalszej części programu nie jest już wykorzystywany (Rysunek 14): Rysunek 14. Schemat fragmentu pamięci z obiektem lucky. W efekcie działający program może rezerwować duże obszary pamięci, z której nie korzysta (Rysunek 15). Rysunek 15. Schemat fragmentu pamięci z przetrzymywanym obszarem. 34

35 6.1. PODSUMOWANIE Powyższe przykłady prowadzą do kilku wniosków. Jeśli jesteśmy właścicielem obiektu, naszą odpowiedzialnością jest zwolnienie zajmowanej przez niego pamięci. Właścicielem zostajemy gdy, tworzymy obiekt, kopiujemy bądź przetrzymujemy obiekt. Nie zwalniamy pamięci obiektu, którego nie jesteśmy właścicielem, będzie to prowadzić do powstawania dangling pointerów, a w efekcie do błędu programu. Nie należy zwalniać pamięci zbyt wcześnie. Sposób wykrywania błędów związanych z zarządzaniem pamięcią został opisany w następnym rozdziale, podczas prezentacji narzędzi do wykrywania wycieków pamięci (7.2.4). 35

36 7. NARZĘDZIA W celu rozpoczęcia tworzenia oprogramowania będą potrzebne niezbędne do tego narzędzia. Niestety na tym etapie większość zainteresowanych zakończy swoją przygodę z programowaniem na platformę ios HARDWARE & SOFTWARE Do tworzenia aplikacji na ios konieczne jest posiadanie komputera firmy Apple zbudowanego w oparciu o procesor Intel (Rysunek 16) [6]. Rysunek 16. Komputery firmy Apple: MacBook Pro oraz imac [6]. Do tworzenia aplikacji na ios wymagane jest również ios SDK. To zaś wymaga oprogramowania Xcode w wersji co najmniej 3.x, a co za tym idzie wymagany jest system Mac OS X 10.5 (Leopard) i komputer, który ma wystarczające zasoby do poprawnej pracy tego systemu. Zgodnie z zaleceniami ios Dev Center [18] do realizacji pracy będzie potrzebny Mac z procesorem Intel działający pod kontrolą Mac OS X 10.6 (Snow Leopard) lub nowszy. Najlepiej posiadać komputer wyprodukowany w 2009 roku lub nowszy (Rysunek 16). Apple nie przewiduje możliwości programowania na ios na innych systemach operacyjnych niż ich 36

37 własny. Licencja każdego systemu Mac OS X nie pozwala instalować systemu na inny sprzęt niż ten dostarczony przez Apple, a co za tym idzie, jesteśmy zmuszeni do posiadania stosunkowo nowego komputera od Apple. Ponadto niezbędne jest zarejestrowanie się na stronie ios Dev Center ( w charakterze programisty ios, aby móc pobrać ios SDK oraz Xcode, czyli opracowane przez Apple zintegrowane środowisko programistyczne (Rysunek 17). Rysunek 17. Zrzut ekraniu z fragmentem strony internetowej ios Dev Center [18]. 37

38 7.2. XCODE Poprzez Xcode często określa się zestaw kilku narzędzi, programów do wytwarzania oprogramowania na platformę ios Xcode Interface Builder ios Simulator Instruments Xcode Xcode to zintegrowane środowisko programistyczne (IDE - Integrated Development Environment) zawierające narzędzia opracowane przez Apple do tworzenia oprogramowania dla OS X oraz ios. Program zawiera narzędzia do tworzenia kodu źródłowego, usuwania z niego błędów, kompilacji aplikacji oraz poprawiania wydajności już utworzonych aplikacji (Rysunek 18). Najnowsze wersje środowiska (3.2 i nowsze) korzystają z kompilatora LLCV z Clang jako front-end, w starszych występuję zmodyfikowana wersja GCC. Xcode posiada wsparcie dla takich języków jak: C, C++, Objective-C, Objective-C++, Java, AppleScript, Python, Ruby oraz poprzez dodatki dla GNU Pascal, Free Pascal, Ada, C#, Perl i D [19]. Rysunek 18. Okno programu Xcode 3 (zrzut ekranu). 38

39 Interface Builder Interface Builder jest niezależną częścią Xcode przeznaczoną do tworzenia graficznego interfejsu aplikacji. Program Interface Builder stworzony w języku programowania Lisp, po raz pierwszy ukazał się w roku Przez lata był wykorzystywany podczas tworzenia aplikacji dla systemów NeXTSTEP, OpenSTEP, Mac OS X, a obecnie dla urządzeń korzystających z systemu ios. Interface Builder obsługuję dwa typy plików:.nib - starszy format, skrót od NeXT Interface Builder.xib - nowszy format Obecnie wszystkie szablony projektów używają nowego formatu.xib, ale do niedawna wszystkie tworzone przez Interface Builder pliki miały rozszerzenie.nib. Z tego powodu większość programistów nadal nazywa pliki Interface Builder plikami nib, wynika to również z łatwości wypowiedzenia nib file w przeciwieństwie do xib file [5]. Rysunek 19. Okna programu Interface Builder (zrzut ekranu z widocznymi oknami: biblioteka, widok, właściwości oraz okno główne pliku HelloWorldViewConroller.xib ) [2]. 39

40 ios Simulator Napisaną aplikacje trzeba będzie kiedyś przetestować i sprawdzić czy uzyskany rezultat jest zgodny z oczekiwaniami programisty. Tutaj może pojawić się kolejne rozczarowanie. Bezpłatne konto na ios Dev Center [18] nie pozwala na umieszczenie aplikacji w rzeczywistym urządzeniu, np. iphone. Nie mamy też możliwości umieszczenia aplikacji w sklepie App Store. Taką możliwość daje nam konto płatne: Program Standard - koszt 99 USD rocznie, przeznaczony dla programistów, firm, organizacji, itd. Program Enterprise - koszt 299 USD rocznie, przeznaczony dla firm, itd., z nastawieniem na większe projekty. Częściowym rozwiązaniem problemu jest ios Simulator (Rysunek 20), który pozwala na zbudowanie i uruchomienie na komputerze aplikacji przeznaczonej dla platformy ios. Symulator ma pewne ograniczenia, nie oferuje wszystkich funkcji prawdziwego urządzenia m. in. brak dostępu do kamery, wibracji, GPS, akcelerometru, żyroskopu, gesty ograniczone do symulacji potrząsania telefonem. Ponadto symulator korzysta z zasobów dostępnych na komputerze, to oznacza lepszy procesor i więcej pamięci RAM niż prawdziwe urządzenie. Rysunek 20. Okno programu ios Simulator (zrzut ekranu). 40

41 Instruments Program Instruments [20] jest analizatorem wydajności aplikacji z graficzną prezentacją wyników wchodzący w skład Xcode 3.0 oraz nowszych wersji programu Xcode. Instruments jest zbudowany w oparciu o framework DTrace systemu OpenSolaris i przystosowany do działania na Mac OS X. Instruments prezentuję linię czasu wyświetlając wszystkie zdarzenia występujące w aplikacji, takie jak: zmiana aktywności procesora, przydział pamięci, aktywność sieciową oraz aktywność plików, dodatkowo prezentując wykresy oraz statystyki. Grupa zdarzeń jest monitorowana poprzez konfigurowalne instrumenty (Rysunek 21), które mają możliwość nagrywania wygenerowanych zdarzeń oraz ich odtworzenia (zasymulowania) tyle razy ile będzie trzeba. Programista może zobaczyć efekt zmian w kodzie nie wykonując powtórnie zdarzeń. Interface Builder posiada możliwość tworzenia niestandardowych instrumentów analitycznych. Rysunek 21. Widok części dostępnych instrumentów (zrzut ekranu). 41

42 Wykrywanie wycieków pamięci Podczas pisania aplikacji tworzy się dużą ilość zmiennych, obiektów, tworzone są odwołani do obiektów, obiekty są przetrzymywane. Każda z tych operacji wymaga wywołania metody zwalniającej pamięć, gdy instancja nie jest już dłużej potrzebna. Większość metod posiada własne zmienne lokalne, wykorzystywane tylko w ramach jej bloku danych. Metody zaś w większości przypadków są wykonywane wielokrotnie. Wystarczy zapomnieć o wywołaniu metody zwalniającej pamięć tylko dla jednej zmiennej lokalnej, żeby doszło od wycieku pamięci. Opisany poniżej przypadek miał miejsce podczas tworzenia aplikacji opisanej w drugiej części pracy. Po zakończeniu pisania części aplikacji związanej z tworzeniem historii odwiedzanych stron oraz weryfikacji poprawności logiki aplikacji, program została sprawdzony pod względem ewentualnych wycieków pamięci. Po uruchomieniu aplikacji Instruments z instrumentem Leaks okazało się, że występują wycieki pamięci (Rysunek 22). Program Instruments pozwala na wyświetlanie bardzo szczegółowych informacji o śledzonej aplikacji. Dzięki temu można sprawdzić, które adresy w pamięci w dalszym ciągu są zajęte, tzn. mają ustawioną wartość retain count różną od zera, ale aplikacja nie posiada już do nich odwołania. Sposób wykorzystania programu. Po włączeniu należy uruchomić aplikację, która ma być analizowana, oraz wybrać ją z listy działających programów Target (Rysunek 24). Następnie włączyć nagrywanie czerwona kropka w lewym górnym rogu (Rysunek 22) Record (Rysunek 24). Pojawią się dwie linie czasu, odpowiednio dla wykrywania (Rysunek 22): a) alokacji pamięci (fioletowa linia czasu), b) wycieków pamięci (szara linia czasu). Gdy włączone jest śledzenie, należy przetestować działanie aplikacji. Fioletowa linia czasu Allocations pokazuję, kiedy obszar w pamięci jest zajmowany, szara linia czasu Leaks pokazuje ewentualne wycieki pamięci. Na załączonym zrzucie ekranu (Rysunek 22) oraz (Rysunek 25), na linii czasu Leaks widać kreski oznaczające wyciek pamięci. Rozwijając drzewo obiektu widoku głównego, WebView (Rysunek 23), można prześledzić stos wykonywanych operacji. 42

43 Rysunek 22. Widok programu Instruments podczas śledzenia/nagrywania działania aplikacji Web (zrzut ekranu). Rysunek 23. Widok drzewa śledzonych obiektów w programie Instruments (zrzut ekranu). 43

44 Rysunek 24. Przyciski Record (nagrywanie) oraz Target (cel) programu Instruments (fragment zrzutu ekranu). Rysunek 25. Widoczny wyciek pamięci (fragment zrzutu ekranu). Program Instruments jest w stanie wykryć w kodzie programu miejsce, w którym zaczyna się problem z zarządzaniem pamięcią (Rysunek 26). Rysunek 26. Instruments z zaznaczonym fragmentem kotu, gdzie powstał problem (zrzut ekranu). 44

45 Zaznaczony linia kodu (Rysunek 26) jest odpowiedzialna za wykonanie metody addhistory, odpowiedzialnej za zapisywanie historii odwiedzanych stron. Po przejściu do kodu metody addhistory, Instruments zaznacza, które obiekty są przyczyną wycieku (Rysunek 27). Rysunek 27. Fragment kodu z zaznaczonymi zmiennymi odpowiedzialnymi za wyciek pamięci (zrzut ekranu). Przyczyną okazało się pominięcie wykonania metody release na zmiennych lokalnych, w efekcie, za każdym razem, gdy była odwiedzana strona WWW i metoda zapisująca historię była wykonywana, tworzone były nowe obiekty, ale nie były one zwalniane. Rozwiązaniem problemu są dwie linie kodu zwalniające pamięć, na końcu metody: [dateformatter release]; [pllocale release]; 7.3. PODSUMOWANIE Przedstawione narzędzia pozwalają zarówno na stworzenie aplikacji, jak również na przetestowanie poprawności jej działania. Pomimo, że są to cztery oddzielne programy, ich znacznie jest równie ważne podczas całego cyklu tworzenia aplikacji na ios. 45

46 8. ARCHITEKTURA MODEL-VIEW-CONTROLLER Projektanci platformy Cocoa Touch zastosowali architektoniczny wzorzec projektowy o nazwie MVC (Model-View-Controller, czyli Model-Widok-Kontroler), który stanowi logiczny sposób tworzenia aplikacji, organizowania struktury w aplikacji posiadającej interfejs graficzny. Model-View-Controller został zaprojektowany w 1979 roku przez norweskiego programistę Trygve Reenskaug pracującego wtedy nad językiem Smalltalk w laboratoriach Xerox i początkowo nosił nazwę Model-View-Editor [21]. Architekturę MVC pod względem funkcjonalności można podzielić na trzy oddzielne kategorie (Rysunek 28): Model (model) - są to klasy przechowujące dane aplikacji; View (widok) - to kod odpowiedzialny za okna, kontrolki i inne elementy widoczne dla użytkownika, z którymi można prowadzić interakcję; Controller (kontroler) - łączy w aplikacji model i widok; stanowi logikę aplikacji i decyduję, w jaki sposób obsłużyć dane wejściowe pochodzące od użytkownika. Rysunek 28. Schemat modelu MVC wersja dla Cocoa [22]. Model hermetyzuje dane specyficzne dla aplikacji oraz definiuje logikę i sposób manipulacji oraz przetwarzania danych. Model może reprezentować postać w grze lub kontakt w książce adresowej. Obiekt modelu może posiadać relacje do jednego lub do wielu innych obiektów modelu. Widok jest najprostszy do zdefiniowania. Jest to element aplikacji, który użytkownik może zobaczyć. Widok wie, w jaki sposób ma się zaprezentować i może odpowiadać na akcję wykonywane przez użytkownika. Głównym celem widoku jest prezentacja danych modelu 46

47 aplikacji oraz umożliwienie edycji tych danych. Obiekty widoku są oddzielone od obiektów modelu w aplikacji MVC. Kontroler działa jako pośrednik pomiędzy jednym lub wieloma widokami i jednym lub wieloma obiektami modelu. Kontroler jest medium, przez które widok dowiaduję się o zmianach w obiektach modelu i odwrotnie. Akcje wykonywane przez użytkownika w warstwie widoku w celu stworzenia lub modyfikacji danych są przesyłane przez obiekty kontrolera, w wyniku czego obiekty modelu są tworzone lub modyfikowane. Analogicznie, gdy zmianie ulegną dane modelu, obiekt kontrolera wychwytuje je, co powoduje odpowiednią zmianę obiektów widoku. Warstwa kontrolera może również dokonywać zmian ustawień i koordynować zadaniami aplikacji oraz zarządzać cyklami życia innych obiektów (Rysunek 29). Rysunek 29. Model warstwowy wzorca MVC w ios [22]. Sposób tworzenia aplikacji dla ios wymusza na programiście podejście wykorzystujące wzorzec MVC. Dla każdego widoku stworzonego za pomocą Interface Builder a trzeba stworzyć kontroler widoku, oraz model określający jakie dane i w jaki sposób muszą zostać zmodyfikowane w wyniku reakcji na działania użytkownika w warstwie widoku. 47

48 9. PROJEKTOWANIE STRONY INTERNETOWEJ DLA IPHONE Świat urządzeń mobilnych to zupełnie nowe medium. Gdy pojawiały się pierwsze telefony z możliwością przeglądania stron WWW, nie istniały żadne wytyczne mówiące w jaki sposób tradycyjna strona ma się zachować na tak nietypowym urządzeniu. Najlepsze praktyki znane z tradycyjnych witryn, po prostu nie zdają egzaminu na urządzeniach mobilnych. Unikatowa charakterystyka urządzeń, nietypowy system, a przede wszystkim nowe, niespotykane wcześniej wymagania użytkowników, wymagają nowego podejścia do projektowania i wytwarzania mobilnych witryn internetowych. Współczesne urządzenia mobilne oferują swoim użytkownikom przeglądarki opracowane zgodnie z pewnymi standardami, ale nie zawsze w pełni je spełniają. Przeglądarki dostępne na tych urządzeniach umożliwiają prezentowanie treści stron stworzonych w jednym z kilku mobilnych języków znaczników. Do najpopularniejszych należą [3]: XHTML XHTML-MP HTML CHTML WML Mobilne witryny internetowe tworzone wyłącznie z myślą o smartfonach, mogą korzystać z pełnej specyfikacji języka HTML oraz XHTML. Większość smartfonów posiada zainstalowane mobilne wersje przeglądarek internetowych opartych o te same silniki wyświetlania stron, co standardowe przeglądarki na komputerach PC. Oprócz języków znaczników, unowocześnieniu uległy również mobilne języki skryptowe. Do niedawna przetwarzanie skryptów po stronie przeglądarek było domeną tylko najbardziej zaawansowanych smartfonów. Obecnie dostępna jest mobilna wersja JavaScript w formie standardu ECMAScript-MP [3]. Forma prezentacji CSS również ma swoją mobilną odmianę w postaci dwóch standardów: Wireless CSS CSS Mobile Profile W dalszej części rozdziału opisano technologie, które zostały wykorzystane do stworzenia mobilnej strony internetowej dla iphone. 48

49 9.1. HTML HTML (ang. HyperText Markup Language), czyli hipertekstowy język znaczników jest wykorzystywany do tworzenia stron internetowych. Nie jest zaliczany do języków programowania, ze względu na brak wyrażeń obliczeniowych, instrukcji warunkowych czy iteracyjnych. Początki języka sięgają lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku, kiedy to w ośrodku naukowo-badawczym CERN powstał prototyp hipertekstowego systemu informacyjnego ENQUIRE, służącego go udostępniania dokumentów związanych z prowadzonymi badaniami naukowymi. HTML jest niezależny do systemu operacyjnego oraz wykorzystywanego sprzętu, co przyczyniło się do jego popularności w początkowych latach, aktualnie jest to powszechnie uznawany standard. Język posiada kilka specyfikacji rozumianych jako kolejne wersje oraz kilka projektów niezależnych bazujących na HTML. Najbardziej znanym jest XHTML, którego drugi wydanie XHTML 2.0 miało w całości zastąpić specyfikacje HTML. Ze względu na brak kompatybilności z wersjami wcześniejszymi projekt został porzucony na rzecz HTML 5. Aktualnie trwają niezależne od siebie prace nad XHTML 1.1 będącym następcą XHTML 1.0, oraz HTML 5 jako następca HTML 4 oraz XHTML 1.0 [23]. Standard HTML 5 pomimo ciągle trwających prac już udostępnia swoją specyfikację i jest coraz powszechniej stosowany. Do coraz większej popularności tego standardu przyczynia się fakt dodania nowych znaczników, tagów odpowiedzialnych za semantykę dokumentu. Strony projektowane w starszych standardach do organizacji struktury dokumentu wykorzystywały element <div> (Tabela 2). Aktualnie traci on na znaczeniu na rzecz nowych elementów takich jak (Tabela 3): header footer section article aside nav 49

50 Tabela 2. Przykładowy kod strony w HTML 4 oraz sposób prezentacji w przeglądarce Safari [24]. Kod HTML 4 Zrzut ekranu <html> <head>...dane... </head> <body> <div id="header"> <h1>moja strona</h1> </div> <div id="nav"> <ul> <li>początek</li> <li>informacje</li> <li>kontakt</li> </ul> </div> <div id=content> <h1>artykuł</h1> <p>...</p> </div> <div id="footer"> <p>...</p> </div> </body> </html> Tabela 3. Ta sama struktura strony w HTML 5 oraz sposób prezentacji w przeglądarce Safari [24]. Kod HTML 5 <!DOCTYPE html> <html> <head>...dane... </head> <body> <header> <h1>moja strona</h1> </header> <nav> <ul> <li>początek</li> <li>informacje</li> <li>kontakt</li> </ul> </nav> <section> <h1>artykuł</h1> <article> <p>...</p> </article> </section> <footer> <p>...</p> </footer> </body> </html> Zrzut ekranu 50

51 HTML jest używany do tworzenia struktury dokumentu (Rysunek 30), podzielenia go na logiczne struktury. Część związana z formatowaniem treści np. kolor tekstu, rozmiar i rodzaj czcionki, parametry tła strony została odseparowana do oddzielnego pliku lub do osobnego elementu struktury dokumentu niebędącego prezentowanym podczas wyświetlania treści dokumentu. Nie zaleca się stosowania elementów formy prezentacyjnej bezpośrednio we właściwościach tagów, chyba że ma to logiczne uzasadnienie i nie jest możliwe uzyskanie wymaganego efektu poprzez inne metody [23]. Rysunek 30. Widok struktury podzielonej na sekcje z nagłówkami CSS CSS (ang. Cascading Style Sheets), czyli kaskadowe arkusze stylów jest to język służący do opisu semantyki prezentacji dokumentu napisanego w języku znaczników. Najpowszechniej wykorzystywany jest do formatu stylu prezentacji dokumentów napisanych w HTML i XHTML (Rysunek 31). Język ten został stworzony w celu odseparowania struktury dokumentu od formy jego prezentacji. Dostępne są trzy standardy CSS: CSS 1, CSS 2 oraz CSS 3, ale tylko pierwsze dwa są zatwierdzone przez W3C. CSS 3 jest w trakcie prac, niemniej podobnie jak HTML 5, jest już stosowany. Część właściwości CSS 3 określanych jako w fazie eksperymentalnej jest opatrzona prefiksem odpowiednim dla przeglądarki lub wykorzystywanego przez nią silnika np. -moz-border-radius dla Gecko, -webkit-border-radius dla WebKit. Spora cześć właściwości jest dostępna tylko dla jednego silnika i nie ma swojego odpowiednika dla pozostałych lub posiada unikatowe wartości [25]. 51

52 Rysunek 31. Widok strony HTML bez wykorzystania CSS PHP PHP [26] jest językiem skryptów ogólnego przeznaczenia po stronie serwera, zaprojektowanym w celu tworzenie dynamicznych stron internetowych. Jest jednym z pierwszy języków skryptowych wykonywanych po stronie serwera, który umożliwia osadzenie go bezpośrednio w dokumentach HTML zamiast wywoływania zewnętrznych plików w celu przetworzenia danych. Kod jest interpretowany przez serwer WWW z zainstalowanym modułem PHP, którego wynikiem jest wygenerowana strona internetowa JAVASCRIPT JavaScript [27] to prototypowy język skryptowy o dynamicznym, słabym typowaniu, najczęściej wykorzystywany w celu zwiększenia funkcjonalności tworzonych stron 52

53 internetowych. Skrypty są wykonywane po stronie klienta (w rzadkich przypadkach po stronie serwera) do dynamicznego reagowania na zdarzenia generowane przez użytkownika MYSQL MySQL [28] to system zarządzania bazami danych udostępniany na zasadach licencji GPL. Aktualnie jest własnością firmy Oracle, wcześniej Sun Microsystems, który został przez Oracle kupiony w 2008 roku. Najważniejszymi cechami MySQL jest jej szybkość oraz dostępność na wielu platformach systemowych m. in. Linux, Windows, Mac OS X, FreeBSD, Solaris, AIX. Sporą popularność zdobył dzięki narzędziu phpmyadmin, sprawiającemu że administracja bazą stała się bardzo prosta. phpmyadmin Darmowe, otwarte narzędzie napisane w PHP, służące do łatwego zarządzania oraz administrowania bazą danych MySQL z poziomu przeglądarki internetowej (Rysunek 32) [29]. Rysunek 32. Okno główne aplikacji phpmyadmin. 53

54 9.6. WEBKIT WebKit [30] to silnik wyświetlania (renderowania) stron internetowych wykorzystywany głównie przez przeglądarki internetowe. Rozwijany na zasadach wolnego (otwartego) oprogramowania. Jest odpowiedzialny za przetwarzanie kodu strony (HTML, XHTML, skrypty, grafika) oraz elementów formatujących (CSS, XSL) i renderowanie wyniku. WebKit jest najbardziej znany z wykorzystania w przeglądarkach Safari, Google Chrome oraz Maxthon. W roku 2012 posiadał największy udział w rynku z pośród wszystkich silników przeglądarek internetowych. Silnik ten zawiera dwa najważniejsze komponenty, WebCore oraz JavaScriptCore dostępne w ramach licencji GNU LGPL, zaczerpnięte z projektu rozwijanego przez KDE. Pozostałe elementy silnika są dostępne na licencji BSD. WebCore jest aplikacją szkieletową, którą stanowią biblioteki renderowania, DOM (Document Object Model) i struktury HTML oraz SVG rozwijane w ramach otwartego projektu WebKit. JavaScriptCore jest aplikacją szkieletową dostarczającą silnik JavaScript, umożliwiając obsługę tego języka w aplikacjach wykorzystujących silnik WebKit. Framework WebKit zawiera WebCore i JavaScriptCore zapewniając Objective-C interfejs programowania aplikacji (API) do silnika renderującego WebCore oraz silnika skryptów JavaScriptCore stworzonych w języku C++, umożliwiając łatwe tworzenie aplikacji opartych na Cocoa API [31] SAFARI Safari [32] to przeglądarka internetowa stworzona przez firmę Apple. Jest domyślną przeglądarką stron WWW systemu operacyjnego Mac OS X (Rysunek 33) oraz ios (Rysunek 34). Od 2007 roku dostępna również na systemach Windows XP, Windows Vista oraz Windows 7. Safari jest stworzona w oparciu o silnik wyświetlania stron WebKit. Zgodnie z danymi pochodzącymi ze strony Wikipedia.org, 15,87% odwiedzających stronę Wikipedia.org w sierpniu 2012 roku, korzystało z przeglądarki Safari. Safari w pełni obsługuję najnowsze standardy internetowe, m. in. XHTML, HTML 4, DOM, XML oraz posiada zaawansowaną obsługę CSS 1 i 2. Dodatkowo posiada wsparcie dla dużej części specyfikacji HTML 5 [32]. 54

55 Rysunek 33. Safari na Mac OS X (zrzut ekranu). Rysunek 34. Safari na ios/ios Simulator (zrzut ekranu). 55

56 9.8. PROJEKTOWANIE WITRYN INTERNETOWYCH DLA URZĄDZEŃ MOBILNYCH Projektowanie stron internetowych dla urządzeń mobilnych jakim jest iphone, znacząco różni się od standardowego projektowania witryn. Wynika to przede wszystkim z nietypowego charakteru urządzenia, jego parametrów fizycznych oraz z okoliczności w jakich korzystamy z Internetu. W Polsce większość internautów to użytkownicy Internetu stacjonarnego, korzystający z niego ponad dwie godziny dziennie w domu, pracy lub szkole, uczelni. Z Internetu mobilnego korzystają głównie ludzie młodzi, studenci w celu zdobycia konkretnych informacji lub do kontaktowania się ze znajomymi [33,34]. Większość stron internetowych nie jest przystosowana do wyświetlania na urządzeniach mobilnych. Powoduje to kłopoty podczas odwiedzania takich stron. Większość z nich nie mieści się na ekranie urządzenia lub jest prezentowana w pomniejszonej formie, co sprawia że korzystanie ze strony jest niemożliwe lub bardzo niewygodne. Ilość prezentowanego, przesyłanego materiału powoduje, że wzrasta transfer danych co pociąga za sobą zwiększenie kosztu połączenia. Takie strony zniechęcają potencjalnych użytkowników do ponownego odwiedzania. Wraz ze wzrostem popularności Internetu mobilnego projektanci stron internetowych zaczynają stosować praktyki tworzenia stron użytecznych na urządzeniach mobilnych. Do takich praktyk można zaliczyć m. in. [33]: uproszczony styl strony, brak zbędnych grafik, optymalizacja pod względem przepustowości, stosowanie większej, czytelnej czcionki, elementy nawigacyjne powinny być dostosowywane do rozmiarów urządzania, odpowiednio duże przyciski, pola typu input i inne elementy formularzy, tylko niezbędna funkcjonalność, liniowy układ strony (Rysunek 35) [35]. 56

57 Rysunek 35. Zalecana struktura strony mobilnej [33]. Elementy struktury strony powinny mieć stałą wielkość lub ich wymiary powinny zmieniać się w wyniku odpowiedzi na zdarzenia wygenerowane przez użytkownika. Jedną ze złych praktyk jest stosowanie dynamicznych elementów o różnych rozmiarach. W efekcie strona zaczyna skakać w odpowiedzi na cykliczne zwiększanie i zmniejszanie się wielkości jednego z jej elementów (Rysunek 36). Rysunek 36. Strona wp.pl z elementem dynamicznie zmieniającym rozmiar. 57

58 10.CEL PRACY Celem niniejszej pracy jest zapoznanie z systemem ios, zintegrowanym środowiskiem programistycznym Xcode oraz językiem programowania Objective-C, następnie w oparciu o już posiadaną wiedzę napisanie aplikacji na iphone, tj. przeglądarki internetowej z wykorzystaniem dostępnych w Xcode frameworków. Przeglądarka powinna spełniać podstawowe zadanie, jakim jest wyświetlanie treści stron internetowych. Dodatkowo, zgodnie z aktualnymi standardami, przeglądarka powinna pozwalać na zapisywanie adresów ulubionych stron, oraz stron ostatnio odwiedzanych. Dalsza część pracy obejmuje utworzenie strony internetowej dla iphone, w oparciu o technologie przedstawione w części teoretycznej. Głównymi celami stawianym przed stroną WWW, to jej mobilność oraz wygodny interfejs. Przedstawiona witryna internetowa będzie formą prezentacji, jak może wyglądać mobilna wersja strony WWW, która już istniejącej, ale nie jest przystosowana do działania na urządzeniach mobilnych. 58

59 Część II 11.PROJEKT APLIKACJI W ramach pracy dyplomowej, na podstawie stanu wiedzy przedstawionego w części teoretycznej, powstała aplikacja na iphone: przeglądarka internetowa (Rysunek 37). Rysunek 37. Zrzut ekranu prezentujący kilka widoków napisanej aplikacji: a) opcje aplikacji Ustawienia związane z przeglądarką; b) ostrzeżenie przed wykonaniem czynności usuwania; c) widok ustawień; d) widok główny aplikacji; e) zakładka ulubione; f) zakładka historia; g) wyszukiwanie. 59

60 11.1. OPIS OGÓLNY Powstała aplikacja, jest prostą wersją przeglądarki internetowej. Zawiera okno główne (Rysunek 38), w którym wyświetlana jest strona WWW, paski narzędzi oraz kilka widoków pomocniczych (Rysunek 37). Rysunek 38. Widok główny. Przeglądarka zawiera takie elementy jak: pasek adresu, który pozwala również na wyszukiwanie w przeglądarce Google, przyciski: o wstecz, o dalej, o odśwież stronę, o wyszukiwanie/pasek adresu, o strona domowa (drugi pasek narzędzi), o ustawienia/opcje (drugi pasek narzędzi), o zapisz w ulubionych (drugi pasek narzędzi), o pokaż w Safari (drugi pasek narzędzi), 60

61 o pokaż inny pasek narzędzia, widoki: o główny, o wyszukiwania, o zakładek, o ustawień. Aplikacja składa się z sześciu klas (Rysunek 39): WebAppDelegate, WebViewController, BookmarksRootViewController, FavoritesTabViewController, HistoryTabViewController, PreferencesModalViewController. Pliki pomocnicze (Rysunek 39): ModalViewDelegate.h - protokół, Utilities.h stałe, deklaracja metoda położenia pliku, Utilities.m definicja metody. Pliki nib Interface Builder (Rysunek 39): MainWindow.xib WebViewController.xib HistoryTabViewController.xib FavoritesTabViewController.xib PreferencesModalViewController.xib Przeglądarka pozwala na wyświetlanie stron internetowych, których dokładny adres URL został wpisany w pasku adresu. Jeśli użytkownik nie poda adresu strony, tylko wpisze inny wyraz w pasku adresu, to zostanie poinformowany o możliwości wyszukania słowa w wyszukiwarce google.pl. Aplikacja pozwala na dodawanie ulubionych stron do listy zakładek, oraz na zapisywanie historii odwiedzanych stron. Dodatkowo istnieje możliwość ustawienia strony domowej, sprawdzenia stanu ustawień domyślnych używanej aplikacji oraz przełączenia aktualnie wyświetlanej strony do przeglądarki Safari. 61

62 Rysunek 39. Lista elementów aplikacji WIDOK Element aplikacji utworzony w większości za pomocą programu Interface Builder (7.2.2). Część widoku aplikacji związanej z wyświetleniem zakładek, ze względu na duży stopień skomplikowania został utworzony programowo. 62

63 Opis elementów widoku głównego Widok główny (Rysunek 40) zawiera najwięcej elementów typu przyciski, paski narzędzi (Rysunek 45). Pierwszy pasek narzędzi, zawiera przyciski odpowiedzialne za podstawową nawigację podczas przeglądania Internetu tj. wstecz, dalej, odśwież (Rysunek 41). Dodatkowo zawiera przycisk pokazujący drugi pasek narzędzi oraz przycisk pokazujący podwidok (Rysunek 42) z paskiem adresu, wirtualną klawiaturę oraz przycisk pokazywania widoku zakładek (Rysunek 44). Rysunek 40. Okno programu Interface Builder z widocznymi elementami widoku głównego. Rysunek 41. Pierwszy pasek narzędzi/nawigacji. Widok główny posiada drugi pasek narzędzi utworzony w celu zwiększenie funkcjonalności przeglądarki, nie zwiększając przestrzeni potrzebnej do umieszczenia przycisków na ekranie (Rysunek 43). Drugi pasek narzędzi w widoku głównym zawiera przyciski: strona domowa, przycisk ustawienia/opcje, zapisz w ulubionych, przycisk powrotu do paska pierwszego oraz przycisk przekierowujący aktualnie wyświetlaną stronę do przeglądarki Safari. 63

64 Rysunek 42. Podwidok widoku głównego. Rysunek 43. Drugi pasek narzędzi. Rysunek 44. Pasek adresu z widocznymi: nagłówkiem wyświetljącym tytuł aktualnie przeglądanej strony, przyciskiem zakładek, paskiem adresu wraz z przyciskiem czyszczącym jego zawartość, przyciskiem chowającym widok Zamknij. 64

65 Rysunek 45. Lista elementów widoku głównego. Widoki modalne Oprócz widoku głównego i podwidoku wyszukiwania, w aplikacji są jeszcze dwa widoki określane jako modalne. Widoki takie charakteryzują się tym, że podczas ich wyświetlania musi zostać podjęta pewna decyzja, efektem której jest schowanie widoku modalnego Widok ustawień Pierwszy widok modalny został zastosowany do wyświetlania informacji o ustawieniach oraz przyciski czyszczenia historii przeglądanych stron i ulubione (Rysunek 46). Widok ten wyświetla informacje ustawione w preferencjach aplikacji, dostępne poprzez aplikacje systemu ios o nazwie Ustawienia (ang. Settings). Dodatkowo pozwala na wyczyszczenie danych zawartych w plikach modelu danych, będące treścią drugiego widoku 65

66 modalnego związanego z wyświetlaniem informacji o historii przeglądanych stron oraz zapisanych zakładkach ulubionych. Rysunek 46. Widok modany prezentujący ustawienia oraz możliwość usuwania zapisanych stron. Rysunek 47. Aplikacja Ustawienia. 66

67 Ustawienia Aplikacja Ustawienia (Rysunek 47) pozwala na wprowadzanie i zmianę preferencji każdej aplikacji, która posiada element Settings Bundle. Element ten to grupa wbudowanych plików w aplikacji, która informuje aplikację Ustawienia, które preferencje powinny zostać ustawione/wprowadzone przez użytkownika. Aplikacja Ustawiania działa jako graficzny interfejs użytkownika dla mechanizmu domyślnych ustawień użytkownika w ios (ang. ios User Defaults) Widok zakładek Drugi widok modalny związany z wyświetlaniem zapisanych stron jest bardziej złożony i w dużej części został utworzony programowo (Rysunek 48). Rysunek 48. Diagram widoku zakładek. Widok ten prezentuje zapisane odwołania do stron ulubionych oraz historię przeglądanych stron w postaci widoku tabeli (UITableView). Przełączanie pomiędzy widokiem stron ulubionych a historią odbywa się dzięki zakładkom elementu Tab Bar Controller (UITabBarController). 67

68 Rysunek 49. Widok zakładek. Zakładka Ulubione (Rysunek 49) może być edytowana, w tym celu należy kliknąć przycisk Edytuj. Tryb edycji pozwala na usuwanie elementów tablicy (znak zakazu) lub ich przenoszenie (znak trzech kresek) (Rysunek 50) (Rysunek 52). Usuwać wpisy można również bez wchodzenia w tryb edycji, poprzez gest szybkiego przesunięcia palcem w bok na wybranym wpisie (Rysunek 51). Dodatkowo można usunąć cała zawartość zakładki Ulubione poprzez widok ustawień (Rysunek 46). Rysunek 50. Usuwanie wpisu. Rysunek 51. Usuwanie wpisu bez wchodzenia w tryb edycji. 68

69 Rysunek 52. Przenoszenie wpisu. Zakładka Historią (Rysunek 49) nie pozwala na edycję, istnieje tylko możliwość usunięcia wszystkich danych i określenie ilości wpisów, odbywa się to poprzez odpowiedni widok ustawień (Rysunek 46) oraz poprzez Ustawienia (Rysunek 47) Diagram widoku Diagram widoku (Rysunek 53), prezentuje zależności pomiędzy widokami stworzonej aplikacji. Pozwala także prześledzić jakie kontrolery są odpowiedzialne za prawidłowe działanie widoków. Rysunek 53. Diagram elementów struktury widoku. 69

70 11.3. MODEL I KONTROLER Model i kontroler są to elementy architektury aplikacji, które przeplatają się w niemal wszystkich stworzonych klasach. W napisanej aplikacji elementy modelu i kontrolera można podzielić na trzy instancje: settings bundle, zakładki, cykl życia aplikacji. Settings Bundle Ustawienia preferencji aplikacji określane są w aplikacji ios - Ustawienia (Rysunek 47). Użytkownik ustawia/wprowadza odpowiednie dane w aplikacji Ustawienia, które później są pobierane do aplikacji właściwej. Na podstawie tych danych kontroler aktualizuję odpowiednie elementy widoku. Zakładki Informacje wyświetlane w tabelach zakładek są zapisywanie w plikach.plist czyli plikach typu property list (Rysunek 54). Pliki te mogą być używane do przechowywania kilku typów obiektów: NSArray, MSMutableArray, NSDictionary, NSMutableDictionary, NSData, NSMutableData, NSString, NSMutableString, NSNumber, NSDate. 70

71 Rysunek 54. Plik history.plist otwarty w programie Property List Editor. Kontroler odbiera od widoku informacje o modyfikacji danych usuwaniu, przenoszeniu lub dodawaniu i przesyła je do elementów modelu. Obiekty modelu dokonują odpowiednich zmian, efektem których jest modyfikacja property list oraz informacja zwrotna wychwytywana przez kontroler, skierowana do widoku o konieczności zaktualizowania odpowiednich elementów widoku. Cała operacja jest o tyle skomplikowana, że odbywa się to z wykorzystaniem operacji delegacji wykonania zadania. Powyższa metoda usuwa z lokalnej zmiennej self.datalist zaznaczoną wartość (rekord) i przekazuję informacje, który wiersz powinien zostać usunięty z property list do widoku głównego, który jest delegatem dla tej metody. Wykonanie faktycznego usuwania jest oddelegowane do innego kontrolera. Przekazywanie delegacji odbywa się poprzez wszystkie kontrolery pośrednie, aż do samej góry (Rysunek 55). 71

72 Rysunek 55. Diagram z zaznaczonymi na czerwono liniami przekazywania delegacji wykonania metody. Cykl życia aplikacji Podczas pracy aplikacji kontroler steruje przepływem danych pomiędzy elementami modelu i widoku, aby wiedział jakie elementy są ze sobą połączone w Cocoa Touch, w tym celu dostępne są odpowiednie słowa kluczowe: a) IBOutlet jest to słowo kluczowe nie mające dla kompilatora żadnego znaczenia, jest za to informacją dla Interface Buildera (IB), że dany element instancji jest połączony z obiektem znajdującym się w pliku (nonatomic, retain) IBOutlet UIButton *OKButton; b) IBAction słowo kluczowe oznaczające, że dana metoda jest akcją i może być wywoływana przez kontrolkę. Akcje to metody będące elementami kontrolera. - (IBAction)deleteHistory:(id)sender; 72

73 11.4. TEST Stworzona przeglądarka została porównana z domyślną przeglądarką na ios - Safari. Test polegał na sprawdzeniu wyniku kilku testów online, dostępnych w Internecie. Wyniki zostały zestawione w postaci tabelki (Tabela 4) ze zrzutami ekranu prezentującymi rezultat. Opis testów Acid3 Test Acid3 [36] sprawdza zgodność przeglądarki z webowymi standardami wyznaczanymi przez organizację W3C. Składa się on z wielu mniejszych podtestów, które są uruchamiane zaraz po wejściu na stronę, wyniki podawane są na bieżąco. Aby przeglądarka przeszła test w całości, nie wystarczy tylko osiągnąć wynik 100/100, także animacja musi przebiegać płynnie, a po zakończeniu całości testu strona powinna wyglądać identycznie jak strona wzorcowa (Rysunek 56). Acid3 jest podzielony na 100 podtestów połączonych w 6 grup, zwanych wiadrami (ang. Bucket): 1: DOM Traversal, DOM Range, HTTP 2: DOM2 Core, DOM2 Events 3: DOM2 Views, DOM2 Style, selektory i Media Queries 4: Zachowanie się formularzy i tabel HTML, podczas przetwarzania przez skrypty oraz DOM2 HTML 5: Testy pochodzące z zawodów Acid3 Competition (SVG, HTML, SMIL, Unicode,...) 6: ECMAScript Rysunek 56. Wzorcowy obraz testu Acid3 [37]. 73

74 HTML 5 test Test HTML 5 [38] sprawdza jak testowana przeglądarka wspiera nadchodzący standard HTML 5. Specyfikacja HTML 5 nie jest jeszcze skończona, ale większość twórców przeglądarek dokłada wszelkich starań, aby ich produkt był jak najbardziej zgodny z dotychczas udostępnioną specyfikacją. Wynik testu jest określany na podstawie ilości nowych funkcji HTML 5 już udostępnionych, które przeglądarka jest wstanie obsłużyć. SunSpider SunSpider JavaScript Benchmark [39] jest rodzajem testu sprawności, służący do pomiaru wydajności JavaScript w ramach aktualnie stosowanych rozwiązań oraz przyszłe wykorzystanie JavaScript, w takich zastosowaniach jak szyfrowanie oraz manipulacja tekstem. Test sprawdza rdzeń języka JavaScripts, nie sprawdza DOM oraz innych stosowanych technologii. Zaprojektowany w celu porównywania różnych wersji tej samej przeglądarki oraz porównywania osiągów różnych przeglądarek względem siebie. Test jest wykonywany w pętli pięciokrotnie, a całość trwa 5 minut. Tabela 4. Zestawienie wyników testów. Stworzona aplikacja Safari Test Acid3 74

75 Stworzona aplikacja Safari Test HTML 5 Test SunSpider Wyniki testów dla obu aplikacji są bardzo podobne. Nie powinno to jednak dziwić, ponieważ obie przeglądarki korzystają z tego samego silnika WebKit, który jest najbardziej odpowiedzialny za sposób prezentacji treści i same możliwości wyświetlania stron WWW przez przeglądarki. Największą różnice da się zauważyć w wyniku testu Acid3, gdzie widać kilka elementów, świadczących o tym, że nie wszystkie testy udało się przejść poprawnie. Stworzona aplikacja nie przeszła trzech testów, Safari dwóch, przy czym są to te same testy, które nieudały się w przeglądarce stworzonej w ramach pracy. 75

76 Podobieństwa i różnice Obie przeglądarki oprócz podstawowej funkcjonalności, jaką jest wyświetlanie stron, pozwalają na: zapisywanie adresów stron ulubionych zapisywanie historii stron ostatnio odwiedzanych wyszukiwanie w Google za pomocą paska adresu podstawową nawigację (wstecz, dalej, odśwież) działanie w trybie landscape Do najważniejszych różnic po stronie Safari należą: możliwość przeglądanie stron na kilku kartach tworzenie skrótów stron na pulpicie telefonu możliwość tworzenia katalogów zakładek Do najważniejszych różnic po strona napisanej aplikacji należą: możliwość przeglądania ustawień domyślnych przeglądarki z poziomu aplikacji przeglądanie stron tylko na jednej karcie możliwość ustawienia strony domowej/startowej możliwość zmiany położenia zakładek ulubionych 76

77 12.PROJEKT STRONY WWW OPIS OGÓLNY W ramach drugiej części pracy powstała strona internetowa przeznaczona dla urządzenia iphone (Rysunek 57). Strona jest mobilnym odpowiednikiem wyszukiwarki pracowników. W zamyśle strona powstała w celu zaprezentowanie przykładowej, mobilnej wersji strony SKOS ( - składu osobowego AGH, dla pracowników wydziału inżynierii metali i informatyki przemysłowej. Strona poza wygodniejszym interfejsem została zaprojektowana w celu możliwości modyfikacji własnych danych osobowych. Rysunek 57. Strona główna ZASTOSOWANE TECHNOLOGIE Projekt został stworzony w oparciu o: HTML 5 CSS 3 PHP 5 MySQL 5 JavaScript 77

78 12.3. FUNKCJONALNOŚĆ Strony mobilne charakteryzują się tym, że musza prezentować w prosty sposób najbardziej poszukiwane wiadomości. Źle zaprojektowana strona lub strona nie przystosowana do wyświetlania na małych ekranach telefonów, utrudnia lub wręcz uniemożliwia korzystanie ze strony. Dobrym przykładem może być aktualna strona SKOS (Rysunek 58). Rysunek 58. Strona składu osobowego AGH wyświetlona na iphone [40]. Stworzona strona mobilna jest uproszczoną wersją, przystosowaną do działania pod iphone. Strona została napisana w oparciu o silnik WebKit co oznacza, że powinna zostać poprawnie wyświetlona na wszystkich przeglądarkach internetowych korzystających z tego silnika. Podstawowe i główne zadanie strony polega na dostarczaniu informacji o wybranym pracowniku. Wyszukiwanie pracownika odbywa się na dwa sposoby: poprzez użycie wyszukiwarki lub poprzez przeglądnięcie całej listy pracowników. Wyszukiwarka nie wymaga żadnych danych (Rysunek 59), w takim przypadku zaprezentuje cała listę, wpisanie nazwisk lub imienia lub tylko fragmentu, spowoduje doprecyzowanie wyników wyszukiwania. Oprócz wyszukiwania pracowników, strona pozwala na modyfikacje własnych danych. W celu dodania swojej osoby do listy pracowników, należy się na stronie zarejestrować. Podanie imienia i nazwiska na stronie profilu spowoduje, że pracownik będzie widoczny w wynikach wyszukiwania. Dane profilu są wyświetlane po kliknięciu na zieloną kropkę, widoczną po zalogowaniu (Rysunek 61). 78

79 Rysunek 59. Wyszukiwarka oraz wynik wyszukiwania. Rysunek 60. Dane osobowe poszukiwanej osoby. Dane osobowe (Rysunek 60) zawierają takie informacje jak prefiks np. tytuł, imię, nazwisko, miejsce pracy (budynek, pokój, katedra), nr tel., adres oraz adres strony www, informacje o godzinach konsultacji oraz ostatnie pole informacje ogólne. 79

80 Rysunek 61. Widok profilu oraz jego edycja. Pasek Strona główna jest odnośnikiem do strony głównej, a zielona kropka do widoku profilu. Dodatkowo na samym dole widoczny jest pasek z trzema odnośnikami prowadzącymi do strony AGH, Wydziału Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej oraz do strony składu osobowego AGH PODSUMOWANIE Strona została opracowana w oparciu o już istniejącą witrynę internetową, która nie jest dostosowana do poprawnego działania na urządzeniach mobilnych. Mobilna wersją jest bardziej czytelna oraz dużo łatwiejsza w nawigacji, ze względu na większe elementy nawigujące oraz dzięki zastosowaniu widoku tabeli znanej z aplikacji tworzonych dla iphone. Strona jest prosta w użyciu, nie zawiera zbędnych grafik, dzięki czemu użytkownik może szybko uzyskać poszukiwane informacje. 80