Программирование мобильных устройств на платформе .NET Compact Framework

Салмре Иво

Что такое, собственно говоря, мобильные устройства и в чем состоит специфика разработки программного обеспечения для них?

Что такое мобильные устройства? С вычислительной точки зрения мобильные устройства представляют собой некое компромиссное решение. Мы жертвуем невероятной вычислительной мощью, огромной емкостью памяти и графическими возможностями современных настольных компьютеров в пользу мобильных устройств в основном ради небольших размеров самих устройств, возможности использовать устройства сразу же, как только в этом возникает необходимость, а также их способности работать в течение длительного времени без перезарядки батарей. Этот компромисс вовсе не так уж плох, как могло бы показаться на первый взгляд. Принимая во внимание непрерывный экспоненциальный рост мощности процессоров и снижение цен, мы находимся на том этапе, когда, например, мое самое заурядное устройство Pocket PC (процессор XScale с тактовой частотой 400 МГц, ОЗУ объемом 64 Мбайт) по своим возможностям во многих отношениях оказывается мощнее настольных компьютеров, работавших под управлением Windows 95 всего лишь несколько лет тому назад. Но наряду с этим мобильные устройства являются также качественно другими. Простой перенос операционной системы и приложений

с настольного компьютера на мобильное устройство не даст тех результатов, которые могли бы удовлетворить конечного пользователя. Каждому, кто пользуется современным мобильным телефоном или устройством PDA (Personal Digital Assistant — персональный электронный помощник, "карманный компьютер"), хорошо известно, что хотя устройство, которым он владеет, и является самым настоящим компьютером с богатым набором разнообразных возможностей, все же оно значительно отличается от настольного или переносного компьютера. В случае мобильных устройств приоритеты проектирования и пользовательские ожидания иные, нежели в случае традиционных настольных компьютеров.

В наши дни мобильные устройства предлагают разработчикам и конечным пользователям такие уникальные возможности для получения информации, обогащения знаниями и развлечения, которые еще несколько лет тому назад трудно было даже себе представить. Каждый, кто в течение более или менее длительного времени пользовался современными смартфонами или устройствами с возможностями Wi-Fi, мог сам убедиться в том, какие фантастические вещи сейчас становятся доступными. Ничто не отражает смысл выражения "информация на кончиках пальцев" так буквально, как вычислительное устройство, которое можно в любой момент достать из кармана и сразу же начать работать с интересующей вас информацией.

Установившиеся принципы разработки программного обеспечения остаются в силе и по отношению к мобильным устройствам. Выбрасывать имеющиеся у вас книги, посвященные методам успешного программирования или обеспечению безопасности, нет никакой необходимости. В действительности, при разработке программ для мобильных устройств следование принципам создания программного обеспечения, проверенным на практике, приобретает еще большую актуальность. Предлагаемая настольными компьютерами среда разработки приложений настолько богата различными возможностями и терпима к произволу пользователей, что разработчики могут решать многие из возникающих перед ними проблем "силовыми методами", не заботясь о применении рекомендованных методик программирования. Недостаточно серьезное отношение некоторых программистов к необходимости строго соблюдать базовые принципы проектирования и создания программ можно отчасти объяснить тем обилием ресурсов, которые находятся в их распоряжении.

Как правило, такой подход к делу приводит к ухудшению условий работы пользователя из-за снижения быстродействия приложения, которого можно было бы избежать, или непродуманности пользовательского интерфейса; тем не менее, в силу большого запаса процессорной мощности, ресурсов экрана и возможностей ввода данных, свойственных настольным компьютерам, пользователям удается преодолевать указанные ограничения. В случае мобильных устройств наблюдается иная ситуация. Недоработанный пользовательский интерфейс очень скоро начинает раздражать пользователей, которые рассчитывают на возможности быстрого и интуитивно понятного доступа к информации, но не имеют в своем распоряжении никаких средств, позволяющих компенсировать просчеты, допущенные на стадии проектирования. Точно так же расточительное или непродуманное использование памяти в программе очень быстро приводит к замедлению работы приложений вплоть до того, что они становятся совершенно бесполезными. Поэтому требования, предъявляемые к проектированию программного обеспечения для мобильных устройств, оказываются гораздо более жесткими, чем в случае настольных компьютеров.

Данная книга является руководством по разработке программного обеспечения, предназначенного для использования на мобильных устройствах, поскольку при создании мобильных приложений приобретение навыков использования систематического подхода к проектированию и созданию программ становится особенно актуальным. Эта тема пока еще плохо освещена в литературе, а недостаток руководств, написанных доступным языком, и описаний соответствующих методик вызывает чувство неудовлетворенности как у разработчиков, пытающихся перенести свои профессиональные интересы в область мобильных устройств, так и у конечных пользователей, которые реально испытывают на себе отрицательные последствия любых просчетов, допущенных проектировщиками программного обеспечения. Несмотря на то что при написании примеров, приведенных в данной книге, использовалась платформа NET Compact Framework, лежащие в их основе идеи имеют общий характер и представляют интерес для всех разработчиков приложений, какую бы из мобильных сред они для себя ни выбрали. Независимо от того, используются ли собственные коды C/C++, платформы .NET Compact Framework или Java/J2ME, либо любая другая технология, ориентированная на мобильные устройства, хорошее знание устоявшихся методов разработки мобильных приложений играет весьма существенную роль. Читатель научится ясно понимать и со знанием дела анализировать проблемы, с которыми приходится сталкиваться при разработке мобильных приложений, что позволит ему при любых обстоятельствах доводить процесс разработки до успешного завершения. Хочу надеяться, что эта попытка облегчить читателям вхождение в данную область и поделиться с ними знаниями, приобретенными моими коллегами и мною в нелегких условиях, когда нам приходилось пробираться по узким лабиринтам, а на всем пути нас подстерегали многочисленные невидимые ловушки, окажется удачной. Эта книга задумана как руководство, в котором вы найдете необходимые практические рекомендации относительно того, как пройти все этапы разработки мобильного программного обеспечения, чтобы ваши усилия увенчались успехом, и вы смогли извлечь из мобильных вычислительных устройств все то, на что они способны.

Успех определяется несколькими ключевыми факторами

Успешность технического решения зависит от того, насколько удачными были проектные решения. Главную роль в этом играет умение выделить самое главное, отделить зерна от плевел и обозначить ключевые моменты, на продумывание которых стоит затратить свое драгоценное время. В любом деле можно легко отличить специалиста, который делает все "легко и непринужденно", от пыхтящего от натуги новичка.

Причина этого очень проста: специалист способен делать все с изящной легкостью потому, что ему это дается действительно легко! Он сразу же интуитивно понимает, на чем необходимо сосредоточить свои усилия, а на что можно просто не обращать внимания. В то же время не обладающий достаточным опытом новичок изводит себя, пытаясь сосредоточиться одновременно на всем, что и заканчивается результатом, предсказать который не представляет особой сложности. Каждый, кому довелось пройти путь от начинающего лыжника или виндсерфера (два вида спорта, для которых характерна очень крутая кривая обучения) до уровня специалиста, сможет по достоинству оценить справедливость этого утверждения. Иногда даже сами специалисты не могут сказать, что именно делает их специалистами, а просто знают, как правильно сделать то-то и то-то (временами такая их позиция буквально бесит новичков, ожидающих от них хоть каких-то объяснений). Обучение тому, как выделить главное, на чем следует сконцентрироваться, является ключевым аспектом становления специалиста. Можно воспользоваться близкой аналогией из области математики, приведя в качестве примера "эффекты первого порядка" в их противопоставлении эффектам "второго, третьего и более высоких порядков", где идея состоит в том, что в любом конкретном уравнении с множеством отдельных членов имеются малозначительные факторы и факторы, с которыми "действительно следует считаться" Общее поведение системы определяется эффектами нижайших порядков. Точно так же обстоит дело и с разработкой мобильного программного обеспечения: здесь все имеет значение, но одни факторы играют гораздо более важную роль, чем другие.

Ниже перечислены ключевые факторы, от которых зависит успешность разработки программного обеспечения для мобильных устройств. Важно учитывать все эти факторы, но первыми указаны самые значимые из них. В порядке уменьшения степени важности таковыми являются следующие факторы: 

1. Сфера применения приложения. Очень важно ясно представлять себе, как в общих чертах, так и на уровне конкретных пользовательских сценариев, какие задачи должно решать данное мобильное приложение. Это утверждение может казаться слишком очевидным, но современные программные проекты буквально "напичканы" всевозможными "уникальными средствами" и обеспечивают достижение целей, ценность которых вызывает сомнения, что и стало причиной краха целого ряда многообещающих проектов, как крупных, так и небольших. Не стоит особняком в этом смысле и мобильное программное обеспечение. Успешные мобильные приложения должны острее фокусироваться на решении частных задач и преследовать еще более конкретные цели, чем их аналоги, выполняющиеся на настольных компьютерах и серверах. Очень важно отчетливо представлять себе, в решении каких задач данное приложение должно оказать помощь пользователю. Так же, если не еще более важно, сформулировать, чего данное приложение делать не должно. Отчетливая направленность приложения имеет критическое значение.

2. Производительность. Составив общее представление о том, каким должно быть ваше мобильное приложение, и установив сферу его применения, вы должны проанализировать все факторы, от которых зависит производительность приложения. Производительность мобильного приложения определяет его успешность в гораздо большей степени, чем любая другая характеристика. Быстрота ответной реакции мобильных приложений должна превышать ту, которая считается нормальной для приложений, выполняющихся на настольных компьютерах и серверах. Не обеспечив отличную производительность, вы не сможете перекрыть этот недостаток никакими другими проектными решениями. Представьте только, насколько вы были бы раздражены, если бы ваш телефон не позволял вводить номера с той скоростью, с какой их можно набирать на клавиатуре; пользователи мобильных устройств требуют от них высокой скорости ответной реакции. Очень важно подчеркнуть, что путь к повышению производительности лежит не через построчную оптимизацию кода вручную (во многих случаях это заведомо обречет вас на неудачу), а через понимание того, что именно является самым важным с точки зрения конечного пользователя, с последующей концентрацией на этом всех ваших творческих усилий и мастерства проектировщика, чтобы приложение показало себя с самой лучшей стороны.

3. Продуманный дизайн пользовательского интерфейса. Пользовательские интерфейсы мобильных устройств должны обеспечивать безошибочный и интуитивно понятный доступ к элементам управления. Интерфейсы этой категории весьма отличаются от тех типичных интерфейсов, которые предлагаются пользователям приложений, предназначенных для настольных компьютеров. Наряду с различиями в физических свойствах дисплеев и механизмов ввода различными являются и типичные способы использования интерфейса. Кроме того, не все конечные пользователи имеют одинаковый предыдущий опыт работы и в равной степени хорошо знакомы с приложениями для настольных компьютеров и вашими целевыми мобильными устройствами, что выдвигает дополнительные требования к дизайну пользовательского интерфейса. Разработка подходящего пользовательского интерфейса требует практики и носит итеративный характер. Сначала вы разрабатываете первоначальный вариант интерфейса, а далее переделываете его не один раз, пока ваше мобильное приложение не сможет обеспечить для пользователя все необходимые условия работы. Код приложения должен быть достаточно гибким, чтобы обеспечить вам свободу внесения в проект многократных изменений. Это является одновременно и наукой, и искусством.

4. Модель данных и модель памяти. Способ внутреннего представления данных в приложении, объем данных, хранящихся в памяти в каждый момент времени, и методы обработки данных влияют на функционирование мобильного приложения самым кардинальным образом

5. Коммуникационная модель. Непременным условием успешного создания замечательных мобильных приложений является разработка хорошей модели, позволяющей управлять способом и длительностью обмена данными между устройством и другими компьютерами. Мобильные устройства могут связываться с настольными компьютерами, серверами и другими устройствами, и каждый из этих видов взаимодействия вы должны хорошо понимать и правильно обеспечивать с технической точки зрения. Гораздо большее, чем в случае настольных компьютеров внимание вы должны уделить анализу вероятных причин разрыва связи, а также ситуаций, в которых полоса ограничена или ее стоимость высока, а каналы связи не являются надежными.