VYSOKÉ U ˇCENÍ TECHNICKÉ V BRN ˇE BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

(1)

VYSOKÉ U ˇ CENÍ TECHNICKÉ V BRN ˇ E

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FAKULTA INFORMA ˇ CNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV PO ˇ CÍTA ˇ COVÉ GRAFIKY A MULTIMÉDIÍ

FACULTY OF INFORMATION TECHNOLOGY

DEPARTMENT OF COMPUTER GRAPHICS AND MULTIMEDIA

MOBILNÍ APLIKACE PRO PODPORU ˇ RÍZENÍ DOPRAVNÍCH STAVEB

MOBILE APPLICATION SUPPORTING MANAGEMENT OF TRAFFIC CONSTRUCTIONS

DIPLOMOVÁ PRÁCE

MASTER’S THESIS

AUTOR PRÁCE Bc. RADEK OBO ˇ RIL

AUTHOR

VEDOUCÍ PRÁCE Doc. Ing. ADAM HEROUT, Ph.D.

SUPERVISOR

BRNO 2015

(2)

(3)

Abstrakt

Tato práce se zabývá vývojem aplikace pro podporu ˇr´ızen´ı dopravn´ıch staveb. Výsledné ˇreˇsen´ı se skládá z mobiln´ı aplikace a serverové ˇcásti. Mobiln´ı aplikace umoˇzˇnuje pomoc´ı integrovaného fotoaparátu, map a GPS preciznˇe dokumentovat pr˚ubˇeh dopravn´ıch staveb v terénu a nasb´ıraná data odes´ılat na server. Serverová ˇcást zahrnuje webovou sluˇzbu pro komunikaci s klienty a webovou aplikaci pro správu databáze a zpracován´ı nab´ıraných dat.

Kromˇe návrhu a implementace jsou diskutovány vyuˇzité vlastnosti a technologie mobiln´ıch zaˇr´ızen´ı. Práce se také zabývá souˇcasnými nejvýznamnˇejˇs´ımi mobiln´ı platformami a rozeb´ırá koncepty a technologie multiplatformn´ıho vývoje, zejména nástroj Xamarin a framework MvvmCross, které byly pouˇzity pˇri vývoji aplikace.

Abstract

This thesis deals with development of an application supporting management of traffic constructions. The resulting solution consists of a mobile application and a server application. The mobile application allows users to document progress of a construction using integrated camera, maps and GPS, and send collected data to the server. The server application includes a web service for client-server communication, and a web application for database management and processing of the collected data. Apart from the design and im- plementation, the features and technologies of mobile devices utilized by the application are discussed. The thesis also reviews current most significant mobile platforms and analyses concepts and technologies of cross-platform development, especially Xamarin and Mvvm- Cross, which were used for development of the above-mentioned application.

Kl´ıˇ cov´ a slova

Mobiln´ı aplikace, webov´a sluˇzba, podpora dopravn´ıch staveb, multiplaformn´ı v´yvoj, An- droid, iOS, Windows Phone, Xamarin, MvvmCross

Keywords

Mobile application, web service, road construction, cross-platform, Android, iOS, Windows Phone, Xamarin, MvvmCross

Citace

Radek Oboˇril: Mobiln´ı aplikace pro podporu ˇr´ızen´ı

dopravn´ıch staveb, diplomov´a pr´ace, Brno, FIT VUT v Brnˇe, 2015

(4)

Mobiln´ı aplikace pro podporu ˇ r´ızen´ı dopravn´ıch staveb

Prohl´ aˇ sen´ı

Prohlaˇsuji, ˇze jsem tuto práci vypracoval samostatnˇe pod veden´ım pana Doc. Ing. Adama Herouta a uvedl jsem vˇsechny literárn´ı prameny a publikace, ze kterých jsem ˇcerpal.

. . . . Radek Oboˇril 26. kvˇetna 2015

Podˇ ekov´ an´ı

T´ımto bych chtˇel podˇekovat panu Doc. Ing. Adamu Heroutovi, vedouc´ımu této práce, za odbornou pomoc, ochotu a ˇcas, kterou mi pˇri jej´ı tvorbˇe vˇenoval. Dále bych rád podˇekoval Ing. Petru Kˇrenkovi a spoleˇcnosti Q2 Interactive za poskytnut´ı zdroj˚u, potˇrebných pˇri tvorbˇe této práce a Ing. Romanu Kopˇrivovi za konzultace specifikac´ı.

c

Radek Oboˇril, 2015.

Tato práce vznikla jako ˇskoln´ı d´ılo na Vysokém uˇcen´ı technickém v Brnˇe, Fakultˇe informaˇc- n´ıch technologi´ı. Práce je chránˇena autorským zákonem a jej´ı uˇzit´ı bez udˇelen´ı oprávnˇen´ı autorem je nezákonné, s výjimkou zákonem definovaných pˇr´ıpad˚u.

(5)

Obsah

1 Uvod´ 2

2 Specifikace a anal´yza poˇzadavk˚u 4

2.1 Zad´an´ı. . . 4

2.2 Architektura ˇreˇsen´ı . . . 4

2.3 Akt´eˇri . . . 6

2.4 Vyuˇzit´e technologie a vlastnosti mobiln´ıch zaˇr´ızen´ı . . . 7

3 Mobiln´ı platformy a multiplatformn´ı v´yvoj 10 3.1 Nejrozˇs´ıˇrenˇejˇs´ı mobiln´ı platformy . . . 10

3.2 Multiplatformn´ı v´yvoj . . . 14

3.3 Xamarin . . . 15

3.4 MvvmCross . . . 17

4 Návrh 25 4.1 Doména systému . . . 25

4.2 Mobiln´ı aplikace . . . 26

4.3 Webov´a sluˇzba . . . 30

4.4 Webov´a aplikace . . . 32

5 Implementace 37 5.1 Mobiln´ı aplikace . . . 37

5.2 Serverov´a ˇc´ast. . . 44

6 Testován´ı 50 6.1 Uˇzivatelské testován´ı. . . 50

7 Z´avˇer 52 Literatura 54 Pˇr´ılohy 57 Seznam pˇr´ıloh. . . 58

A Obsah CD 59

(6)

Kapitola 1

Uvod ´

I pˇres velký rozmach webových technologi´ı, mobiln´ıch technologi´ı a ERP systém˚u v posledn´ıch letech, mnoho firem stálé pouˇz´ıvá pro správu zdroj˚u, zakázek a firemn´ıch proces˚u zastaralé systémy, které ˇcasto spoléhaj´ı výhradnˇe na tiˇstˇené a ruˇcnˇe psané podklady. To je dáno rozmanitým zamˇeˇren´ım firem, specifiky a rozd´ıly ve firemn´ıch procesech, pro jejichˇz modelován´ı je ˇcasto nutné vyvinout software na m´ıru. Na trhu je tedy stále prostor pro produkty tohoto zamˇeˇren´ı, jejichˇz ned´ılnou souˇcást´ı se v posledn´ı dobˇe stávaj´ı také aplikace pro mobiln´ı zaˇr´ızen´ı.

Dle výzkumné a poradenské agentury Gartner pˇrekonal v prvn´ım kvartále roku 2013¹ prodej tzv. chytrých mobiln´ıch telefon˚u prodej telefon˚u klasických². Dá se tedy oˇcekávat, ˇ

ze v budoucnosti bude vˇetˇsina uˇzivatel˚u mobiln´ıch telefon˚u vlastnit pr´avˇe chytr´e telefony.

Casto se jedn´ˇ a o pˇristroje s výkonem, kterého bylo jeˇstˇe pˇred nˇekolika lety moˇzné dosáhnout pouze na osobn´ıch poˇc´ıtaˇc´ıch pˇri ˇrádovˇe vyˇsˇs´ı spotˇrebˇe elektrické energie. Tato zaˇr´ızen´ı také zpravidla podporuj´ı datové pˇrenosy pˇres s´ıt’ GSM, urˇcován´ı pozice pomoc´ı druˇzicových navigaˇcn´ıch systém˚u a jsou vybaveny integrovanými kamerami. Dalˇs´ım jejich spoleˇcným znakem je moˇznost vývoje nativn´ıch aplikac´ı pro jejich mobiln´ı operaˇcn´ı systémy, které mohou tˇechto vlastnost´ı vyuˇz´ıvat.

Jedn´ım z obor˚u, ve kterých je moˇzné vyuˇz´ıt modern´ı technologie chytrých mobiln´ıch telefon˚u jsou dopravn´ı stavby. Dopravn´ımi stavbami se v kontextu této práce rozum´ı výstavba,

´

udrˇzba nebo rekonstrukce dopravn´ıch komunikac´ı. Primárnˇe jsou uvaˇzovány komunikace pro osobn´ı dopravu, tedy silnice a dálnice. Silniˇcn´ı s´ıt’ v ˇCeské Republice dosahovala v roce 2013 celkové délky 55 716 kilometr˚u³. Náklady na silniˇcn´ı infrastrukturu se v ˇCR pohybuj´ı roˇcnˇe okolo 60 mld. Kˇc ⁴. Stabilnˇe se tedy jedná o aktivn´ı odvˇetv´ı pr˚umyslu.

Ukolem t´´ eto pr´ace je vytvoˇrit mobiln´ı aplikaci pro podporu ˇr´ızen´ı dopravn´ıch staveb.

Aplikace umoˇzˇnuje ˇr´ızen´ı prac´ı a jejich precizn´ı dokumentaci pˇr´ımo v terénu pomoc´ı integro- vaného fotoaparátu a technologi´ı pro urˇcován´ı polohy. Poˇr´ızená dokumentace je odes´ılána na server pro dalˇs´ı zpracován´ı.

Kapitola 2 analyzuje zadán´ı a potˇrebné vlastnosti c´ılových zaˇr´ızen´ı. Dále identifikuje technologická úskal´ı, která byla pˇri vývoji aplikace nutné pˇrekonat. Kapitola 3 popisuje souˇcasný stav trhu s chytrými mobiln´ımi telefony. Zabývá se moˇznostmi multiplatformn´ıho

1Zdroj: [8]

2Rozum´ı se mobiln´ı telefony bˇeˇz´ıc´ı na a proprietárn´ı platformˇe (tj. bez standardn´ıho mobiln´ıho systému), jejichˇz sadu funkc´ı nen´ı moˇzné uˇzivatelsky rozˇs´ıˇrit. Nˇekdy jsou oznaˇcovány jako tzv. hloupé telefony. V angliˇctinˇe se pouˇz´ıvá výraz feature phone.

3Jedná se o souˇcet délek dálnic a silnic prvn´ı, druhé a tˇret´ı tˇr´ıdy.

4Zdroje: [6,4]

(7)

vývoje a bl´ıˇze popisuje technologie, které byly vybrány pro implementaci aplikace, pˇre- devˇs´ım nástroj Xamarin a framework MvvmCross. Kapitoly 2 a 3 vznikly z vˇetˇs´ı ˇcásti v rámci semestráln´ıho projektu. Kapitola4prezentuje návrh jednotlivých ˇcást´ı výsledné aplikace. Následuj´ıc´ı kapitola 5je vˇenována jej´ı implementaci. Testován´ı aplikace je popsáno v kapitole6.

(8)

Kapitola 2

Specifikace a anal´ yza poˇ zadavk˚ u

Tato kapitola analyzuje poˇzadavky na aplikaci. Zabývá se jej´ım zadán´ım a popisuje vlastnosti a technologie c´ılových zaˇr´ızen´ı, které jsou pro funkci výsledné aplikace zásadn´ı.

2.1 Zad´ an´ı

Spoleˇcnost Q2 Interactive, s´ıdl´ıc´ı v Brnˇe, se rozhodla vytvoˇrit produkt pro podporu doprav- n´ıch staveb. Jedná se o ˇreˇsen´ı umoˇzˇnuj´ıc´ı správu provádˇených prac´ı a jejich dokumentaci v terénu pomoc´ı mobiln´ıho zaˇr´ızen´ı, které bude moˇzné integrovat jako souˇcást ERP systému.

Tento produkt nen´ı zadán konkrétn´ım klientem. Mˇel by m´ıt hlavnˇe demonstraˇcn´ı úlohu pro z´ıskáván´ı nových klient˚u z oboru dopravn´ıch staveb a slouˇzit jako základ pro vývoj produkt˚u, nasaditelných do reálného provozu. Návrh aplikace je proto v nˇekterých ohledech zjednoduˇsen.

Pˇrestoˇze aplikace nebyla vyv´ıjena pro konkrétn´ıho klienta, impulz pro jej´ı vytvoˇren´ı vznikl na základˇe zájmu manaˇzer˚u firem z oboru dopravn´ıch staveb, se kterými spoleˇcnost Q2 Interactive spolupracovala v oblasti internetového marketingu. Poˇzadavky, zachycené v následuj´ıc´ıch sekc´ıch byly z´ıskány pˇreváˇznˇe na základˇe neformáln´ıch rozhovor˚u s Ing. Petrem Kˇrenkem, jednatelem spoleˇcnosti Q2 Interactive a Ing. Romanem Kopˇrivou, obchodn´ım manaˇzerem spoleˇcnosti Znaˇcky Morava, a.s.

2.2 Architektura ˇ reˇ sen´ı

Poˇzadované ˇreˇsen´ı je aplikace typu klient – server. Jeho schéma je znázornˇeno na obrázku 2.1. Jednotlivé ˇcásti jsou popsány v následuj´ıc´ım textu.

2.2.1 Klient

Roli klienta pˇredstavuje mobiln´ı aplikace pro pouˇzit´ı v terénu. Jej´ım hlavn´ım úˇcelem je poˇrizován´ı pˇresné obrazové dokumentace pomoc´ı integrované kamery mobiln´ıho zaˇr´ızen´ı.

Kromˇe obrazové dokumentace obsahuj´ı záznamy také informace o m´ıstˇe poˇr´ızen´ı, pˇredevˇs´ım pˇresnou polohu, z´ıskanou pomoc´ı lokalizaˇcn´ı technologie mobiln´ıho zaˇr´ızen´ı. Podle polohy umoˇzˇnuje aplikace urˇcit dalˇs´ı informace o m´ıstˇe, napˇr. ˇc´ıslo silnice, okres nebo katastr.

Záznamy dokumentuj´ı hlavnˇe vykonané práce na zakázkách, ale aplikace také umoˇzˇnuje poˇrizován´ı záznam˚u, které se vykonaných prac´ı pˇr´ımo netykaj´ı - napˇr. dokumentován´ı ˇskod, zp˚usobených pˇr´ırodn´ımi ˇzivly, apod.

(9)

Server s hlavní databází

Webová aplikace

Webová služba

Klient - mobilní aplikace

Obr´azek 2.1: Sch´ema aplikace.

Aplikace také podporuje ˇr´ızen´ı prac´ı – umoˇzˇnuje vytváˇren´ı a zmˇeny jednotlivých úkol˚u, které spadaj´ı do zakázky, pˇr´ımo v terénu. Pˇri vytváˇren´ı úkol˚u je aplikace schopna urˇcovat délky úsek˚u komunikace.

Pro spojen´ı se serverem pˇri práci v terénu vyuˇz´ıvá aplikace mobiln´ıho internetového pˇripojen´ı. Mus´ı proto poˇc´ıtat s jeho omezenou dostupnost´ı a umoˇzˇnovat odloˇzenou synchronizaci. Aplikace by ideálnˇe mˇela být multiplatformn´ı, minimálnˇe mus´ı fungovat na zaˇr´ızen´ıch bˇeˇz´ıc´ıch na platformˇe Android.

2.2.2 Server

Serverovou aplikaci je moˇzné rozdˇelit na dvˇe následuj´ıc´ı ˇcásti:

Webová sluˇzba – zajiˇst’uje komunikaci s klienty. Umoˇzˇnuje pˇredevˇs´ım pˇrenos dat nasb´ıraných v terénu na server, a to vˇcetnˇe obrazové dokumentace. Dalˇs´ım úkolem je synchronizace aktuáln´ıch uloˇzených dat k zakázkám a nastaven´ı na klientská zaˇr´ızen´ı.

Pro tyto ´uˇcely poskytuje vhodn´e aplikaˇcn´ı rozhran´ı (API).

Webová aplikace – jej´ım hlavn´ım úˇcelem je správa zakázek a zpracován´ı dat, která byla nasb´ırána v terénu. Umoˇzˇnuje také provádˇen´ı operac´ı, ke kterým nejsou mobiln´ı zaˇr´ı- zen´ı vhodná. Obzvláˇst’ takové, které zahrnuj´ı zadáván´ı delˇs´ıch ˇcást´ı textu, nebo jiné operace, které se na mobiln´ıch zaˇr´ızen´ıch provádˇej´ı obt´ıˇznˇe kv˚uli malým rozmˇer˚um ob- razovky. Zejména se jedná o pˇr´ıpravu nových zakázek, která zahrnuje pˇresnou definici jednotlivých úkol˚u.

Protoˇze server obsahuje hlavn´ı databázi celého systému, mus´ı webová aplikace umoˇz- ˇ

novat také správu dat pˇrijatých z terénu a jejich slouˇcen´ı se stávaj´ıc´ımi daty zakázek.

(10)

Vytvořit/upravit záznam prací

Synchronizovat data zakázek

ze serveru

Připravit zakázku

Sloučit přijaté změny s hlavní databází Stavbyvedoucí

Manažer zakázky

Administrátor

Odeslat vytvořená a upravená data

na server

Spravovat uživatelské účty

Spravovat nastavení systému

Obr´azek 2.2: Diagram pˇr´ıpadu uˇzit´ı specifikovan´e aplikace.

Z existence v´ıce klient˚u také vyplývá moˇznost vzniku konflikt˚u v pˇrijatých datech, k jejichˇz ˇreˇsen´ı mus´ı webová aplikace poskytovat vhodné rozhran´ı.

2.3 Akt´ eˇ ri

Ze specifikovaných poˇzadavk˚u vyplývá existence tˇr´ı následuj´ıc´ıch aktér˚u (rol´ı):

Stavbyvedouc´ı – reprezentuje vedouc´ıho pracovn´ıka v terénu, který má na starosti dokumentaci provedených prac´ı. Jeho interakce se systémem se omezuje na pouˇzit´ı mobiln´ı aplikace. Nemá tedy pˇr´ıstup do webové aplikace.

Manaˇzer zakázky – má za úkol správu dat v systému. Jeho hlavn´ım úkolem je vytváˇren´ı nových zakázek a úkol˚u, ze kterých se jednotlivé zakázky skládaj´ı a které je tˇreba

(11)

Technologie Rychlost - downlink¹ Rychlost - uplink¹ Pokryt´ı ²

EDGE 236 Kbit/s 59,2 Kbit/s 96,4%

HSPA+ 42 Mbit/s 5,76 Mbit/s

35,4 %

LTE 100 Mbit/s 57,6 Mbit/s

Tabulka 2.1: Pˇrehled rychlost´ı a pokryt´ı mobiln´ıho datov´eho pˇripojen´ı na ´uzem´ı ˇCR. Zdroje:

[24,28,26,31,30,7]

v terénu vykonat. Jeho úlohou je dále správa zmˇen, které jsou na server odes´ılány z terénu, a jejich slouˇcen´ı s daty v hlavn´ı databázi. Primárnˇe pracuje s webovou aplikac´ı.

Sd´ıl´ı základn´ı práva s aktérem Stavbyvedouc´ı, tedy m˚uˇze vyuˇz´ıvat i mobiln´ı aplikaci.

Administrátor – jedná se o rozˇs´ıˇren´ı aktéra Manaˇzer zakázky o správu uˇzivatelských

´

uˇct˚u, mobiln´ıch zaˇr´ızen´ı, nastaven´ı syst´emu, apod.

Hierarchii uˇzivatelských rol´ı a jejich hlavn´ı interakce se systémem znázorˇnuje diagram pˇr´ı- pad˚u uˇzit´ı na obrázku 2.2. Uˇzivatelé vˇsech rol´ı (tj. ve webové i mobiln´ı aplikaci) se auten- tizuj´ı pomoc´ı uˇzivatelského jména a hesla. Vytváˇren´ı uˇzivatelských úˇct˚u maj´ı na starosti uˇzivatelé s rol´ı Administrátor.

2.4 Vyuˇ zit´ e technologie a vlastnosti mobiln´ıch zaˇ r´ızen´ı

Pro dosaˇzen´ı poˇzadovaných vlastnost´ı mus´ı c´ılové mobiln´ı zaˇr´ızen´ı podporovat nˇekolik technologi´ı. Ty jsou v této ˇcásti textu podrobnˇeji popsány. Dále jsou diskutovány moˇznosti jejich pouˇzitelnosti v aplikaci.

2.4.1 Internetov´e pˇripojen´ı

Navrhovaná mobiln´ı aplikace má v celém ˇreˇsen´ı úlohu klienta. Pro správnou funkci tedy vyˇzaduje datové pˇripojen´ı k serveru. Souˇcást´ı mobiln´ıch s´ıt´ı ve vˇsech rozvinutých státech svˇeta jsou sluˇzby pro pˇrenos datových paket˚u. Primárnˇe se poˇc´ıtá s fungován´ım aplikace v podm´ınkách na územ´ı ˇCeské Republiky. Z tabulky 2.1vyplývá, ˇze rychlosti r˚uzných technologi´ı pro datové pˇrenosy se velmi významnˇe liˇs´ı. Pokryt´ı technologi´ı EDGE na územ´ı CR je t´ˇ emˇeˇr kompletn´ı. Rychlosti této technologie ale nejsou dostateˇcné pro synchronizaci obrazové dokumentace úkon˚u, obzvláˇstˇe jejich odes´ılán´ı na server. Úroveˇn pokryt´ı tech- nologiemi s vyˇsˇs´ımi pˇrenosovými rychlostmi nen´ı dostateˇcná k tomu, aby s dostupnost´ı rychlejˇs´ıch datových pˇrenos˚u bylo pˇri návrhu aplikace moˇzné obecnˇe poˇc´ıtat.

Z výˇse uvedeného vyplývá, ˇze navrhovaná aplikace mus´ı být schopna pracovat v reˇzimu bez pˇripojen´ı a umoˇzˇnovat odloˇzenou synchronizaci se serverem. Jako dalˇs´ı nezbytná funkce se jev´ı správa staˇzených podklad˚u k zakázkám a moˇznost jejich stahovan´ı na vyˇzádán´ı.

1Maximáln´ı rychlosti udávané tˇremi nejvˇetˇs´ımi operátory v ˇCR (Telefónica, T-Mobile, Vodafone). Zpra- vidla jsou niˇzˇs´ı neˇz teoretická max. rychlost samotné technologie, coˇz je závislé na pouˇzité revizi a reˇzimu provozu. Rychlosti uplinku (odes´ılán´ı dat) nejsou ˇcasto operátory udávány a jsou proto z´ıskány z jiných zdroj˚u pro odpov´ıdaj´ıc´ı typy a reˇzimy provozu dané technologie.

2 Pr˚umˇerné pokryt´ı územ´ı tˇremi nejvˇetˇs´ımi operátory v ˇCR podle ˇCeského telekomunikaˇcn´ıho úˇradu v dobˇe vypracován´ı semestráln´ıho projektu (leden 2014).

(12)

2.4.2 Integrovan´y fotoapar´at

Prvn´ı telefon s integrovaným fotoaparátem se v ˇCeské Republice zaˇcal prodávat jiˇz v roce 2002³. V dalˇs´ıch letech se integrované kamery v mobiln´ıch telefonech staly standardem.

V dneˇsn´ı dobˇe je jejich kvalita na dostateˇcné úrovni, aby v nˇekterých pˇr´ıpadech nahradili dedikované digitáln´ı fotoaparáty. Z pohledu mobiln´ıch vývojáˇr˚u je podstatné, ˇze vyuˇzit´ı integrované kamery je podporováno nástroji pro tvorbu nativn´ıch aplikac´ı na vˇsech dnes rozˇs´ıˇrených platformách.

Pro úˇcely obrazové dokumentace stavebn´ıch prac´ı je kvalita kamer v dneˇsn´ıch chytrých telefonech dostaˇcuj´ıc´ı. D´ıky jejich standardizaci nemá poˇzadavek na existenci integrované kamery témˇeˇr ˇzádný vliv na mnoˇzstv´ı podporovaných c´ılových zaˇr´ızen´ı.

2.4.3 Syst´em pro urˇcen´ı polohy

Systémy pro urˇcen´ı polohy, zaloˇzené na r˚uzných technologi´ıch, maj´ı v mobiln´ım odvˇetv´ı významnou roli. Nejpˇresnˇejˇs´ı a nejpouˇz´ıvanˇejˇs´ı jsou globáln´ı druˇzicové systémy, tedy ta- kové, jejichˇz funkce je závislá na druˇzic´ıch na obˇeˇzné dráze Zemˇe. Nejznámˇejˇs´ım takovým systémem je GPS⁴ (Global Positioning System).

GPS

Obsah t´eto kapitoly vych´az´ı z [20] a [27].

Pomoc´ı GPS pˇrij´ımaˇce lze urˇcit kdekoliv na planetˇe ˇcas, rychlost a aktuáln´ı geografickou pozici vˇcetnˇe nadmoˇrské výˇsky. P˚uvodnˇe byl systém GPS vyv´ıjen americkým ministerstvem obrany pro vojenské pouˇzit´ı. V pr˚ubˇehu vývoje ale bylo rozhodnuto, ˇze bude k dispozici i pro civiln´ı úˇcely. Z´ıskal tak mnoho dalˇs´ıch vyuˇzit´ı a zaznamenal rapidn´ı nár˚ust uˇzivatel˚u, kteˇr´ı se dnes poˇc´ıtaj´ı na des´ıtky milión˚u. To má nˇekolik d˚uvod˚u, zejména:

• Relativnˇe vysok´a polohov´a pˇresnost

• Schopnost urˇcovat i rychlost a ˇcas

• Dostupnost sign´al˚u kdekoliv na planetˇe

• Pouˇzit´ı sluˇzby je standardnˇe bezplatn´e

• Systém pracuje za kaˇzdého poˇcas´ı a je dostupný 24 hodin dennˇe

• Pˇrij´ımaˇce proˇsly v posledn´ıch letech rapidn´ım vývojem, a to hlavnˇe v oblasti mini- malizace rozmˇer˚u a nárok˚u na spotˇrebu elektrické energie

Systém spoléhá na 32 druˇzic na obˇeˇzné dráze Zemˇe. Komunikace mezi druˇzicemi a pˇrij´ı- maˇcem je dosaˇzeno pomoc´ı rádiových vln. Jejich frekvenˇcn´ı pásma jsou zvolena tak, aby docházelo k nejmenˇs´ımu moˇznému ruˇsen´ı pˇri jejich pr˚uchodu atmosférou.

Nejd˚uleˇzitˇejˇs´ı funkce systému, tedy urˇcován´ı polohy, je doc´ıleno pomoc´ı výpoˇctu tzv.

zdánlivých vzdálenost´ı od jednotlivých druˇzic. Pˇrij´ımaˇc synchronizuje své hodiny s hodi- nami druˇzic a pomoc´ı dalˇs´ıch údaj˚u, které druˇzice vys´ılaj´ı (hlavnˇe parametry jejich dráhy),

3Podle [17] se jednalo telefon Nokia 7650 s operaˇcn´ım syst´emem Symbian S60.

4 Dalˇs´ı významné globáln´ı systémy jsou GLONASS, provozovaný ruskou armádou a Galieo realizovaný ESA (Evropská kosmická agentura).

(13)

m˚uˇze tyto zdánlivé vzdálenosti urˇcit. Z nich je pak moˇzné po korekci chyb za pomoc´ı tri- laterace⁵ urˇcit aktuáln´ı polohu. Pro urˇcen´ı polohy ve dvojrozmˇerném prostoru (zemˇepisná délka a ˇs´ıˇrka) je nutné pˇrij´ımat signál z nejménˇe tˇr´ı druˇzic. Pro urˇcen´ı trojrozmˇerné polohy (tj. vˇcetnˇe nadmoˇrské výˇsky) je pak nutný souˇcasný pˇr´ıjem signálu ze ˇctyˇr druˇzic.

D˚uleˇzitým parametrem GPS pˇrij´ımaˇc˚u je ˇcas nutný pro z´ıskán´ı polohy. Oznaˇcuje se zkratkou TTFF (time to first fix). Rozliˇsuje se nˇekolik pˇr´ıpad˚u TTFF.

• Studen´y start (cold start)

• Tepl´y start (warm start)

• Hork´y start (hot start)

Jednotlivé pˇr´ıpady se liˇs´ı informacemi, které má pˇrij´ımaˇc k dispozici z pˇredchoz´ıho pouˇzit´ı.

Konkrétn´ı ˇcasy závis´ı na aktuáln´ıch podm´ınkách. Studený start trvá ˇrádovˇe minuty, zbylé dva pˇr´ıpady zpravidla nˇekolik jednotek aˇz des´ıtek sekund. Pro zrychlen´ı tˇechto ˇcas˚u se pou- ˇ

z´ıvá technologie A-GPS (Assisted GPS, také aGPS). Funguje pomoc´ı z´ıskáván´ı uˇziteˇcných informac´ı, v prvé ˇradˇe o poloze a dráze druˇzic, z internetových server˚u. Zvláˇstˇe v pˇr´ıpadˇe studeného startu m˚uˇze pouˇzit´ı A-GPS pˇrinést znatelné zrychlen´ı.

Podpora systému GPS je v dneˇsn´ıch chytrých telefonech standardem. Nˇekteré modely podporuj´ı v kombinaci s GPS také ruský globáln´ı druˇzicový systém GLONASS, coˇz dále zvyˇsuje pˇresnost pˇrij´ımaˇce a sniˇzuje ˇcasy TTFF. S vyuˇzit´ım technologi´ı pro pˇresné urˇcen´ı polohy je tedy pˇri návrhu aplikace moˇzné poˇc´ıtat.

2.4.4 Mapov´e podklady

S urˇcován´ım polohy úzce souvis´ı dostupnost mapových podklad˚u. Mapy maj´ı v mobiln´ıch zaˇr´ızen´ıch jiˇz pomˇernˇe dlouhou historii – sahaj´ı aˇz do dob monochromatických displej˚u. V dneˇsn´ı dobˇe jsou v mobiln´ı zaˇr´ızen´ıch nejˇcastˇeji vyuˇz´ıvány jako souˇcást navigaˇcn´ıch aplikac´ı.

Vˇsechny spoleˇcnosti, stoj´ıc´ı za významnými mobiln´ımi operaˇcn´ımi systémy dneˇsn´ı doby, nab´ızej´ı vlastn´ı mapové podklady⁶ a aplikace pro jejich prohl´ıˇzen´ı. Z pohledu této práce je ale d˚uleˇzitˇejˇs´ı, ˇze nab´ızej´ı také vývojové nástroje, které programátor˚um umoˇzˇnuj´ı mapy integrovat do mobiln´ıch aplikac´ı.

5 Jedná se o proces výpoˇctu pozice ze vzdálenost´ı od známých bod˚u. V pˇr´ıpadˇe systému GPS se poˇc´ıtá jako pr˚unik povrch˚u koul´ı.

6Google Maps, Apple Maps, Bing Maps.

(14)

Kapitola 3

Mobiln´ı platformy a multiplatformn´ı v´ yvoj

I pˇresto, ˇze maj´ı nativn´ı aplikace pro r˚uzné mobiln´ı operaˇcn´ı systémy v zásadˇe stejné moˇz- nosti, ekosystémy pro distribuci a vývojové nastroje jsou ˇcasto velmi odliˇsné. Zpravidla se liˇs´ı i v pouˇzitém programovac´ım jazyce. V posledn´ıch letech proto vznikaj´ı nástroje pro multiplatformn´ı vývoj mobiln´ıch aplikac´ı. Ty vývojáˇr˚um umoˇzˇnuj´ı pˇrenos kódu mezi platformami a tedy moˇznost souˇcasného vývoje aplikac´ı pro co nejvˇetˇs´ı ˇcást trhu.

Tato kapitola se zabývá nejrozˇs´ıˇrenˇejˇs´ımi mobiln´ımi platformami v dobˇe vzniku práce¹, shrnuje moˇznosti multiplatformn´ıho vývoje a bl´ıˇze popisuje nástroje, které byly pouˇzity pro vývoj zadané mobiln´ı aplikace.

3.1 Nejrozˇ s´ıˇ renˇ ejˇ s´ı mobiln´ı platformy

Jedn´ım z nejd˚uleˇzitˇejˇs´ıch faktor˚u pˇri výbˇeru c´ılové platformy pro mobiln´ı aplikaci je trˇzn´ı pod´ıl. Z tabulky 3.1vyplývá, ˇze svˇetovˇe nejprodávanˇejˇs´ı mobiln´ı platformy jsou:

• Google Android

• Apple iOS

• Microsoft Windows Phone 3.1.1 Android

Tato ˇcást pˇreváˇznˇe vycház´ı z [11].

1Vˇetˇsina textu této kapitoly vnikla v rámci semestráln´ıho projektu v lednu roku 2014.

OS Pod´ıl na trhu [%]

Android 80,7

iOS 15,4

Windows Phone 2,8

Ostatn´ı 1,1

Tabulka 3.1: Rozloˇzen´ı glob´aln´ıho trhu mobiln´ıch zaˇr´ızen´ı v roce 2014. Zdroj: [9]

(15)

Home Contacts Browser vvv APPLICATIONS

APPLICATIONhFRAMEWORK

LIBRARIES ANDROIDhRUNTIME

Phone

PackagehManager TelephonyhManager ResourcehManager LocationhManager NotificationhManager

SurfacehManager MediahFramework SQLite

OpenGLhVhES FreeType WebKit

SGL SSL Iibc

ActivityhManager WindowhManager ViewhSystem

DalvikhVirtualhMachine CorehLibraries ContenthProviders

LINUXhKERNEL

KeypadhDriver WiFihDriver AudiohDrivers PowerhManagement DisplayhDriver CamerahDriver FlashhMemoryhDriver BinderhuIPCdhDriver

Obr´azek 3.1: Architektura operaˇcn´ıho syst´emu Android. Zdroj: [11]

Android je softwarová platforma pro mobiln´ı zaˇr´ızen´ı, postavená na modifikované verzi operaˇcn´ıho systému linux. Je primárnˇe urˇcena pro chytré mobiln´ı telefony a tablety, ale m˚uˇze se uplatnit v mnohem ˇsirˇs´ı ˇskále zaˇr´ızen´ı. Platformu tvoˇr´ı operaˇcn´ı systém, middleware² a základn´ı aplikace. Android byl p˚uvodnˇe vyv´ıjen americkou spoleˇcnost´ı stejného jména, kterou v roce 2005 odkoupila spoleˇcnost Google. Vˇetˇsina zdrojových kódu Androidu pak byla vypuˇstˇena pod open-source licenc´ı Apache³. Android se tak stal pro výrobce hardwaru, zvláˇstˇe mobiln´ıch telefon˚u a tablet˚u, velmi atraktivn´ım. Chce-li výrobce do svého zaˇr´ızen´ı nainstalovat Android, staˇc´ı mu stáhnout plný zdrojový kód a provést ˇzádané úpravy. Zpra- vidla výrobci pˇridávaj´ı vlastn´ı grafickou nástavbu.

Prvn´ı zaˇr´ızen´ı, bˇeˇz´ıc´ı na operaˇcn´ım systému Android, se zaˇcalo prodávat v ˇr´ıjnu roku 2008⁴. Android pak zaznamenal velmi rychlý vzestup. Z celosvˇetového pod´ılu na trhu mobiln´ıch operaˇcn´ıch systém˚u 2,8% ve 2. ˇctvrtlet´ı roku 2009 se do 4. ˇctvrtlet´ı roku 2010 stal svˇetovˇe nejprodávanˇejˇs´ı mobiln´ı platformou. Z tabulku 3.1 vyplývá, ˇze jeho celosvˇetový pod´ıl v roce 2014 je 80,7%.

Obrázek3.1zachycuje architekturu operaˇcn´ıho systému Android. Z pohledu vývojáˇre je nejd˚uleˇzitˇejˇs´ı ˇcást Android Runtime. Jedná se o knihovny umoˇzˇnuj´ıc´ı bˇeh aplikac´ı. Souˇcást´ı vrstvy je také Dalvik VM, speciáln´ı virtuáln´ı stroj pro exekuci bytového kódu programovac´ıho jazyka Java, navrˇzený pro bˇeh na pˇrenosných zaˇr´ızen´ıch s omezenými zdroji. Pro kaˇzdou spuˇstˇenou aplikaci je spuˇstˇena instance VM Dalvik. Vykonáván´ı kódu aplikace je tak izolováno od ostatn´ıch bˇeˇz´ıc´ıch aplikac´ı.

2Software, spojuj´ıc´ı operaˇcn´ı syst´em a aplikace.

3Licence pro open-source software, která umoˇzˇnuje libovolné úpravy a distribuci softwaru, který pod n´ı spadá.

4Jednalo se o telefon HTC Dream. Do prodeje byl vypuˇstˇen 22.10.2008. [17]

(16)

Obrázek 3.2: Základn´ı vrstvy systému iOS. Zdroj: [2]

V´yvoj nativn´ıch aplikac´ı pro Android

Nativn´ı aplikace pro Android jsou programovány v jazyce Java⁵. Primárn´ım nástrojem je Android SDK, pomoc´ı kterého je moˇzné vyv´ıjet na vˇsech hlavn´ıch poˇc´ıtaˇcových operaˇcn´ıch systémech, tedy Windows, Mac OS X a Unixových systémech. To je ve kontextu ostatn´ıch mobiln´ıch platforem sp´ıˇse výjimkou. Souˇcást´ı SDK je upravená verze programovac´ıho pro- stˇred´ı Eclipse. K vývoji lze ale pouˇz´ıt velké mnoˇzstv´ı neoficiáln´ıch nástroj˚u. Dalˇs´ı d˚uleˇzitou souˇcást´ı SDK je emulátor. I ten je moˇzné nahradit neoficiáln´ımi alternativami⁶, jejichˇz vý- hodou je ˇcasto rychlejˇs´ı bˇeh. Samotný vývoj aplikac´ı pro Android je bezplatný. Licence, umoˇzˇnuj´ıc´ı zveˇrejˇnován´ı aplikac´ı v obchodˇe Google Play, je ale zpoplatnˇena jednorázovým poplatkem ve výˇs´ı 25 USD.

Pˇri programován´ı aplikac´ı pro Android si programátor mus´ı být vˇedom existence velkého mnoˇzstv´ı verz´ı platformy a faktu, ˇze vˇetˇsina z nich má stále své uˇzivatele. Pˇri zac´ılen´ı co nejvˇetˇs´ıho poˇctu uˇzivatel˚u tak nˇekdy nen´ı moˇzné vyuˇz´ıvat nejnovˇejˇs´ı prvky API.

3.1.2 iOS

Informace v této ˇcásti textu byly ˇcerpány z [2,23,29].

Operaˇcn´ı syst´em iOS byl vyvinut americkou spoleˇcnost´ı Apple. Je postaven na poˇc´ıta- ˇ

covém operaˇcn´ım systému Mac OS X, se kterým sd´ıl´ı nˇekteré vlastnosti. Apple umoˇzˇnuje vyuˇz´ıván´ı iOS výhradnˇe na svých vlastn´ıch zaˇr´ızen´ıch. Konkrétnˇe se jedna o mobiln´ı telefony, tablety a multimediáln´ı pˇrehrávaˇce z modelových ˇrad iPhone, iPad a iPod. Z toho, zvláˇstˇe oproti platformˇe Android, plynou výhody, jako napˇr´ıklad vysoká optimalizace a relativnˇe malá roztˇr´ıˇstˇenost platformy.

Prvn´ı zaˇr´ızen´ı, bˇeˇz´ıc´ı na operaˇcn´ım systému iOS (p˚uvodnˇe pojmenovaném iPhone OS), bylo uvedeno na trh v létˇe roku 2007⁷. Jeho uveden´ı zásadnˇe zmˇenilo mobiln´ı trh a nastavilo jeho nový smˇer. Jednalo se o prvn´ı chytrý telefon s dotykovou obrazovkou, který byl urˇcen pro ˇsirokou veˇrejnost. Zásadn´ımi novinkami bylo pouˇzit´ı dotykového displeje s kapacitn´ı technologi´ı, ovládán´ı pomoc´ı v´ıcedotykových gest a d˚uraz na kvalitu grafického rozhran´ı a uˇzivatelskou zkuˇsenost. I pˇres omezenou funkˇcn´ı výbavu ve srovnán´ı s tehdejˇs´ımi chytrými

5 Android také nab´ız´ı nástroj NDK (Native Development Kit), který umoˇzˇnuje pomoc´ı rozhran´ı JNI (java native interface) vkládat do aplikac´ı komponenty programované v nativn´ım jazyce OS (C/C++).

6Pˇr´ıkladem je emul´ator Genymotion.

7Jednalo se o mobiln´ı telefon iPhone prvn´ı generace, uvolnˇen´y 29.6. 2007.

(17)

telefony a z poˇcátku i absenc´ı vývojových nástroj˚u pro tvorbu nativn´ıch aplikac´ı se prvn´ı generace telefonu iPhone doˇckala okamˇzitého úspˇechu. Uvolnˇen´ı vývojáˇrských nástroj˚u pro iOS na jaˇre roku 2008 pak umoˇznilo vznik dnes standardn´ıho ekosystému mobiln´ıch platforem, zaloˇzeném na vývoji a centralizované distribuci aplikac´ı.

Obrázek3.2zachycuje základn´ı vrstvy operaˇcn´ıho systému iOS. Nejvyˇsˇs´ı vrstva, Cocoa Touch, se stará o bˇeh aplikac´ı a multitasking. Jej´ı souˇcást´ı je framework, který vývojáˇr˚um umoˇzˇnuje pˇr´ıstup k funkc´ım operaˇcn´ıho systému a samotnému zaˇr´ızen´ı. Stejnˇe jako nativn´ı aplikace je vrstva Cocoa Touch naprogramována v jazyce Objective-C a vyuˇz´ıvá API Cocoa, pouˇzité v operaˇcn´ım systému pro stoln´ı poˇc´ıtaˇce, Apple Mac OS X.

V´yvoj nativn´ıch aplikac´ı pro iOS

Jak jiˇz bylo naznaˇceno v´yˇse, aplikace pro iOS jsou programov´any v jazyce Objective-C.

Ten vznikl v 80. letech minulého stolet´ı jako nástavba nad jazykem C. ˇCásti syntaxe tohoto jazyka jsou pˇrevzaty z objektového jazyka Smalltalk. Jediným oficiáln´ım nástrojem pro tvorbu aplikac´ı, bˇeˇz´ıc´ıch na iOS, je XCode. Jedná se o sadu vývojových nástroj˚u, jej´ıˇz nej- d˚uleˇzitˇejˇs´ımi prvky jsou stejnojmenné vývojové prostˇred´ı a emulátor mobiln´ıch zaˇr´ızen´ı. Na rozd´ıl od vývojových nástroj˚u pro platformu Android je XCode moˇzné pouˇz´ıvat exkluzivnˇe na operaˇcn´ım systému Mac OS X.

Oficiáln´ı distribuce aplikac´ı prob´ıhá pˇres portál iTunes, který stejnˇe jako portál Google Play, sdruˇzuje distribuci aplikac´ı, hudby, elektronických knih, film˚u a dalˇs´ıho obsahu. Jiˇz pro instalaci aplikace do c´ılového zaˇr´ızen´ı je nutné zakoupit vývojáˇrskou licenci. Existuj´ı dvˇe základn´ı verze licence:

iOS Developer Program – pro vývoj aplikac´ı distribuovaných výhradnˇe pomoc´ı portálu iTunes.

iOS Developer Enterprise Program – umoˇzˇnuje vývoj proprietárn´ıch aplikac´ı, distri- buovaných mimo iTunes.

Tyto licence je moˇzné poˇr´ıdit za 99 USD, respektive 299 USD⁸ na rok. Aplikace distribuo- vané pˇres portál iTunes procházej´ı schvalovac´ım procesem. Tento fakt, zejména v kontrastu s Google Play, pˇrináˇs´ı výhody v podobˇe ochrany uˇzivatel˚u pˇred nebezpeˇcnými aplikacemi a útoky.

3.1.3 Windows Phone

Tato ˇcást vycház´ı pˇreváˇznˇe z [10,25].

Mobiln´ı operaˇcn´ı systém Windows Phone (také WP), za kterým stoj´ı americká firma Microsoft, je jeden z nejmladˇs´ıch na trhu. Vznikl, aby nahradil pˇredchoz´ı operaˇcn´ı systém stejné spoleˇcnosti, tedy Microsoft Windows Mobile⁹. K uvolnˇen´ı prvn´ı verze systému doˇslo ve 3. ˇctvrtlet´ı roku 2010. Ve stejné dobˇe se zaˇcaly prodávat i prvn´ı mobiln´ı telefony s t´ımto systémem¹⁰. Prvn´ı verze systému nazvaná Windows Phone 7 se ve srovnán´ı s konkurenc´ı vyznaˇcovala menˇs´ımi nároky na HW zaˇr´ızen´ı, ale také menˇs´ı funkˇcn´ı výbavou. Dalˇs´ım ne- dostatkem WP, zp˚usobeným mimo jiné nekompatibilitou aplikac´ı pro Windows Mobile, byl

8Zdroj: [3]

9Systém Windows Mobile byl v dobˇe jeho nahrazen´ı ve verzi 6.5. WP (Windows Phone) nen´ı nová verze systému Windows Mobile. Jedná se o zcela nový produkt. Nativn´ı aplikace, vytvoˇrené pro Windows Mobile, nejsou kompatibiln´ı s platformou WP.

10Jednalo se o nˇekolik model˚u znaˇcek HTC, LG a Samsung.

(18)

také daleko menˇs´ı poˇcet dostupných aplikac´ı. Tyto nedostatky OS byly postupnˇe odstraˇno- vány v dalˇs´ıch verz´ıch systému. V únoru roku 2011 Microsoft navázal strategické partnerstv´ı s výrobcem mobiln´ıch telefon˚u Nokia, které v záˇr´ı roku 2013 vyústilo v akvizici spoleˇcnosti.

Verze systému Windows Phone 8 (WP8) pˇrinesla pomˇernˇe radikáln´ı zmˇeny v architektuˇre a vývoji pro platformu. Je postavena na Windows NT¹¹. WP8 tak sd´ıl´ı nˇekteré prvky s OS Microsoft Windows 8, urˇceným pro poˇc´ıtaˇce. To usnadˇnuje pˇrenos aplikac´ı mezi tˇemito systémy. Nejnovˇejˇs´ı verze systému v dobˇe vzniku této práce je Windows Phone 8.1.

V´yvoj nativn´ıch aplikac´ı pro Windows Phone

Primárn´ım podporovaným nástrojem pro vývoj nativn´ıch aplikac´ı pro WP je Windows Phone SDK. Ten je moˇzné pouˇz´ıvat výhradnˇe na poˇc´ıtaˇci s operaˇcn´ım systémem Windows verze 7 a vyˇsˇs´ı. Hlavn´ı souˇcást´ı Windows Phone SDK je vývojové prostˇred´ı Visual Stu- dio Express. Jedná se o zjednoduˇsenou verzi rozˇs´ıˇreného komerˇcn´ıho vývojového prostˇred´ı stejného jména. SDK také obsahuje emulátor mobiln´ıch zaˇr´ızen´ı. Hlavn´ım programovac´ım jazykem pro vývoj pomoc´ı W8 SDK je C#. Je ale moˇzné programovat i v jiných jazyc´ıch, jako je Visual Basic a ˇcásteˇcnˇe i C/C++¹². I pˇres rozd´ılnou architekturu WP8.1 oproti star- ˇs´ım verz´ım, je s urˇcitými omezen´ımi moˇzné pomoc´ı Windows Phone SDK souˇcasnˇe vyv´ıjet i pro starˇs´ı verze WP.

Distribuci mobiln´ıch aplikac´ı pro WP ofici´alnˇe zajiˇst’uje port´al Windows Phone Store.

Základn´ı vývojáˇrský úˇcet, umoˇzˇnuj´ıc´ı zveˇrejˇnován´ı aplikac´ı do Windows Phone Store a Windows Store¹³, je moˇzné poˇr´ıdit za 19 USD na rok. Firemn´ı úˇcet, umoˇzˇnuj´ıc´ı distribuci aplikac´ı mimo dva zm´ınˇené portály, je moˇzné z´ıskat za roˇcn´ı poplatek 99 USD. Podobnˇe, jako v pˇr´ıpadˇe aplikac´ı pro iOS, procház´ı aplikace pro WP pˇred publikac´ı na portálu WP Store certifikaˇcn´ım procesem, jehoˇz souˇcást´ı je i manuáln´ı testován´ı aplikace. Tento fakt m˚uˇze m´ıt kromˇe výhod pro uˇzivatele také nevýhody z pohledu vývojáˇr˚u, a to zejména v podobˇe prodlev pˇri publikaci aplikace. [14]

3.2 Multiplatformn´ı v´ yvoj

Tato ˇcást práce ˇcerpá zejména z [21] a [22].

Se zvyˇsován´ım výkonu mobiln´ıch zaˇr´ızen´ı v posledn´ıch letech nabývaly mobiln´ı aplikace na významu. Z informac´ı uvedených v pˇredchoz´ıch ˇcástech tohoto textu vyplývá, ˇze je trh s mobiln´ımi aplikacemi nehomogenn´ı a dynamický. Z toho plynou pomˇernˇe omezené moˇznosti pˇredv´ıdán´ı jeho vývoje. Z roztˇr´ıˇstˇenosti trhu vzniká potˇreba vývoje aplikac´ı pro v´ıce platforem.

Oddˇelený vývoj pro jednotlivé c´ılové platformy m˚uˇze tvorbu aplikace znaˇcnˇe prodlouˇzit a tak i zdraˇzit, a to aˇz tolikanásobnˇe, kolik platforem je zac´ıleno. Dalˇs´ı nevýhodou tohoto pˇr´ıstupu je fakt, ˇze vyˇzaduje znalosti potˇrebné pro vývoj na vˇsech c´ılových platformách nebo oddˇelené vývojové týmy v pˇr´ıpadˇe firemn´ıho vývoje.

Typický ˇzivotn´ı cyklus mobiln´ı aplikace je podobný ˇzivotn´ımu cyklu jiných softwarových produkt˚u. M˚uˇzeme jej rozdˇelit do následuj´ıc´ıch fáz´ı:

• N´avrh

11Starˇs´ı verze syst´emu mˇely z´aklad ve Windows CE.

12Je napˇr. moˇzné vyuˇz´ıt existuj´ıc´ıch knihoven v C/C++. Dalˇs´ı vyuˇzit´ı jsou programován´ı aplikac´ı, které vyuˇz´ıvaj´ı Direct3D nebo zrychlen´ı bˇehu výpoˇcetnˇe nároˇcných ˇcást´ı aplikac´ı.

13Portál pro prodej HW a aplikac´ı pro operaˇcn´ı systémy of firmy Microsoft, urˇcené pro poˇc´ıtaˇce.

(19)

• V´yvoj

• Publikov´an´ı

• Udrˇ´ zba

Jedinou fáz´ı, kterou lze pˇri oddˇeleném vývoji aplikac´ı provádˇet souˇcasnˇe, je návrh. A to nav´ıc jen ˇcásteˇcnˇe¹⁴. Je zˇrejmé, ˇze zvýˇsen´ı náklad˚u a ˇcasových nárok˚u, spojené s c´ılen´ım v´ıce platforem, se neomezuje pouze na fáz´ı vývoje. Jako východisko se nab´ız´ı multiplatformn´ı vývoj aplikac´ı.

Na tomto m´ıstˇe je vhodné poznamenat, ˇze samostatný vývoj pro v´ıce platforem má také své výhody. A to pˇredevˇs´ım v rozsáhlejˇs´ıch moˇznostech optimalizace aplikace, které plynou z pˇr´ımého pˇr´ıstupu k jednotlivým API v moˇznosti pouˇzit´ı specializovaných vývojových nástroj˚u.

Z d˚uvod˚u, uvedených v pˇredchoz´ıch odstavc´ıch, zaˇcaly v posledn´ıch letech vznikat ná- stroje pro multiplatformn´ı vývoj. Vˇetˇsina existuj´ıc´ıch multiplatformn´ıch ˇreˇsen´ı produkuje aplikace zaloˇzené na webových technologi´ıch. Vyuˇz´ıvaj´ı spoleˇcného rysu mobiln´ıch ope- raˇcn´ıch systém˚u, integrovaného webového prohl´ıˇzeˇce. Uˇzivatelské rozhran´ı takto vzniklých aplikac´ı je zpravidla postaveno na technologi´ıch HTML5, Javascript a CSS3. V nˇekterých pˇr´ıpadech tyto aplikace nejsou z pohledu uˇzivatele rozeznatelné od aplikac´ı, vzniklých nativn´ım vývojem. Vývojové nástroje z této kategorie také ˇcasto umoˇzˇnuj´ı pˇr´ıstup k ome- zené mnoˇzinˇe funkc´ı nativn´ıch API jednotlivých platforem. Právˇe omezená funkcionalita a ˇ

casto niˇzˇs´ı výkon aplikac´ı jsou nejvýraznˇejˇs´ımi nevýhodami pouˇzit´ı pˇr´ıstup˚u, zaloˇzených na webových technologi´ıch. V tomto kontextu stoj´ı za zm´ınku také tzv. aplikaˇcn´ı továrny (Ap- plication factory). Ty umoˇzˇnuj´ı vývoj jednoduchých aplikac´ı bez znalost´ı programovac´ıch jazyk˚u.

Dalˇs´ı skupinou multiplatformn´ıch ˇreˇsen´ı jsou nástroje, které umoˇzˇnuj´ı vývoj plnohod- notných nativn´ıch aplikac´ı. Zpravidla nab´ızej´ı vlastn´ı SDK. Mohou obsahovat vlastn´ı runtime, ve kterém je bˇeh aplikace zajiˇstˇen pomoc´ı virtualizace nebo interpretu. Dalˇs´ı nastroje pˇr´ımo generuj´ı strojový kód (nebo bytový kód) pro c´ılovou platformu. Pˇredstavitelem kom- binace tˇechto pˇr´ıstup˚u je nástroj Xamarin, popsaný v následuj´ıc´ı ˇcásti textu.

3.3 Xamarin

Xamarin je sada nástroj˚u pro multiplatformn´ı vývoj, kterou vyv´ıj´ı stejnojmenná americká spoleˇcnost. Je zaloˇzená na open-source projektu Mono, který byl p˚uvodnˇe vyv´ıjen spoleˇc- nost´ı Novell. Projekt Mono je implementac´ı specifikace Common Language Infrastructure (CLI)¹⁵. Jeho hlavn´ım c´ılem je umoˇznit bˇeh aplikac´ı vytvoˇrených v prostˇred´ı Microsoft .NET Framework na dalˇs´ıch platformách.

Základn´ımi stavebn´ımi prvky nástroje Xamarin jsou Xamarin.iOS¹⁶, a Xamarin.Android¹⁷. Jedná se o implementace projektu Mono pro dva nejvýznamnˇejˇs´ı mobiln´ı operaˇcn´ı systémy, Android a iOS. Pˇri programován´ı pomoc´ı Xamarin.iOS a Xamarin.Android má programá- tor k dispozici plnohodnotná API odpov´ıdaj´ıc´ıch platforem v jazyce C# a nav´ıc knihovny

14Návrh UI je nutné pro jednotlivé platformy odliˇsovat v závislosti na jejich rozd´ılných konceptech.

15 Jedná se o otevˇrenou specifikaci vyvinutou firmou Microsoft, která definuje vlastnosti spustitelného kódu a prostˇred´ı pro jejich bˇeh. Implementace CLI je základn´ım stavebn´ım prvkem architektury frameworku Microsoft .NET.

16P˚uvodnˇe pojmenovan´y MonoTouch. Prvn´ı verze byla vyd´ana v roce 2009.

17P˚uvodnˇe pojmenovan´y Mono for Android. Prvn´ı verze byla vyd´ana v roce 2011.

(20)

Your application (C#, others) Class Library

Common Language Runtime

Operating System

1 2

3

1: Library

2: Common Language Specification 3: Native Operating System API

Obrázek 3.3: Zjednoduˇsené schéma architektury frameworku .NET. Zdroj: [18]

z Base Class Library (BCL), tedy základn´ı knihovny specifikované v CLI. Roli BCL a CLI v rámci architektury frameworku .NET znázorˇnuje obrázek 3.3.

Standardn´ım pˇr´ıstupem v .NET frameworku je kompilace do Common Intermediate Language (CIL)¹⁸ a jeho následná just-in-time (JIT) kompilace do strojového jazyka c´ılo- vého zaˇr´ızen´ı za bˇehu. Tento pˇr´ıstup je vyuˇz´ıván u Xamarin.Android. Z d˚uvodu omezen´ı systému iOS nen´ı pouˇzit´ı tohoto pˇr´ıstupu v pˇr´ıpadˇe Xamarin.iOS moˇzné. Aplikace vytvoˇrené v Xamarin.iOS jsou tak pˇredkompilované do nativn´ıho spustitelného souboru operaˇcn´ıho systému. Pro co moˇzná nejefektivnˇejˇs´ı vyuˇzit´ı zdroj˚u obsahuje Xamarin.iOS také vlastn´ı linker.

Xamarin sice explicitnˇe nepodporuje operaˇcn´ı systém Windows Phone, ale jak jiˇz bylo uvedeno výˇse, kód vytvoˇrený v C# a .NET je z touto platformou kompatibiln´ı. Xamarin tak umoˇzˇnuje tvorbu nativn´ıch aplikac´ı pro vˇsechny tˇri nejrozˇs´ıˇrenˇejˇs´ı platformy v programovac´ım jazyce C#. To znázorˇnuje schéma na obrázku 3.4.

Za výhodu nástroje je moˇzné povaˇzovat moˇznost implementace uˇzivatelského rozhran´ı pro kaˇzdou c´ılovou platformu zvláˇst’. Výsledný vzhled a ovládac´ı prvky aplikace jsou tedy stejné, jako v pˇr´ıpadˇe, kdyby by aplikace byla vytvoˇrena oficiáln´ım SDK pro danou platformu. Na tuto vlastnost lze ale také pohl´ıˇzet jako na nevýhodu. Vˇetˇsina konkurenˇcn´ıch ná- stroj˚u pouˇz´ıvá jednotnou implementaci UI, coˇz m˚uˇze ve srovnán´ı s nástrojem Xamarin pˇri- nést úsporu ˇcasu a náklad˚u na vývoj. Nespornou výhodou Xamarin.iOS a Xamarin.Android je moˇznost integrace nativn´ıch knihoven, vytvoˇrených pro c´ılové platformy pomoc´ı jejich oficiáln´ıch vývojových nástroj˚u.

Aplikace, postavené na Xamarin.iOS a Xamarin.Android, je moˇzné vyv´ıjet v integrova- ném vývojovém prostˇred´ı Xamarin Studio, nebo pomoc´ı prostˇred´ı Microsoft Visual Studio pˇri pouˇzit´ı poskytovaného doplˇnku. Je tˇreba zm´ınit, ˇze s vývojem (hlavnˇe s pˇrekladem) aplikac´ı pomoc´ı nástroje Xamarin jsou spojena vˇsechna omezen´ı, charakteristická pro vý- voj na jednotlivých platformách, zm´ınˇená v sekci3.1. Pro vytvoˇren´ı aplikace pro Android,

18Jedná se o mezijazyk, do kterého jsou pˇrekládány vˇsechny jazyky, podporované v .NET.

(21)

Obrázek 3.4: Schéma multiplatformn´ıho vývoje pomoc´ı nástroje Xamarin. Zdroj: [32]

iOS a Windows Phone je tak tˇreba m´ıt k dispozici poˇc´ıtaˇce¹⁹s operaˇcn´ımi systémy Mac OS X a Windows 7 nebo vyˇsˇs´ı. Poˇc´ıtaˇc s Mac OS X by v této konfiguraci mohl slouˇzit pouze pro pˇreklad výsledné aplikace pro platformu iOS. Zat´ım ale neexistuje nástroj pro tvorbu uˇzivatelského rozhran´ı pro tuto platformu, který by bˇeˇzel v OS Windows. Je tak tˇreba vy- uˇz´ıvat oficiáln´ı vývojové prostˇred´ı Xcode nebo se spokojit s programován´ım uˇzivatelského rozhran´ı výluˇcnˇe pomoc´ı programovac´ıho jazyka C#.

Xamarin je komerˇcn´ı produkt. Poskytuje vˇsak také bezplatné licence, které za omeze- ných podm´ınek umoˇzˇnuj´ı jeho pouˇzit´ı. Nejlevnˇejˇs´ı komerˇcn´ı licenci,Indie, umoˇzˇnuj´ıc´ı vývoj plnohodnotných aplikac´ı pomoc´ı Xamarin.iOS nebo Xamarin.Andorid je moˇzné poˇr´ıdit za 299USD. Tuto ˇcástku je tedy pro vývoj na obou podporovaných platformách zaplatit dva- krát. Podporu integrace do prostˇred´ı Visual Studio pˇrináˇsej´ı aˇz vyˇsˇs´ı licence. Ty je moˇzné poˇr´ıdit za 999 USD, respektive 1899 USD a nab´ız´ı oproti základn´ı licenci nˇekteré dalˇs´ı výhody. V roce 2014 zaˇcal Xamarin nab´ızet bezplatné licence pro studenty a uˇcitele na vysokých ˇskolách. [33]

3.4 MvvmCross

MvvmCross, dále také Mvx, je framework pro vývoj multiplatformn´ıch aplikac´ı s pomoc´ı technologi´ı .NET. Jeho základem je architektonický návrhový vzor Model-View-ViewModel.

3.4.1 Návrhový vzor Model-View-ViewModel Tato ˇcást vycház´ı pˇredevˇs´ım z [15].

Architektura softwarových aplikac´ı je zpravidla tvoˇrena na základˇe zavedených návr- hových vzor˚u. Jedn´ım z nich je Model-View-ViewModel, dále MVVM. Jedná se o jeden z nejmladˇs´ıch pouˇz´ıvaných návrhových vzor˚u architektury aplikace. Je odvozený od starˇs´ıch rozˇs´ıˇrených vzor˚u, zvláˇstˇe Model-View-Controller (MVC) a Model-View-Presenter (MVP).

19Je moˇzn´e pouˇz´ıt n´astroje pro virtualizaci.

(22)

Obrázek 3.5: Schéma návrhového vzoru Model-View-ViewModel. Zdroj: [15]

Primárn´ım úˇcelem vˇsech tˇechto vzor˚u je oddˇelen´ı datového modelu a aplikaˇcn´ı logiky od uˇzivatelského rozhran´ı. MVVM se toho snaˇz´ı doc´ılit rozdˇelen´ım ˇcást´ı aplikace na do tˇr´ı následuj´ıc´ıch vrstev:

Model – souˇcást´ı modelové vrstvy je reprezentace dat a veˇskerá aplikaˇcn´ı logika spojená s jejich z´ıskáván´ım a správou. Obsahuje také reprezentaci obchodn´ıch proces˚u. Mode- lová vrstva a jej´ı souˇcásti se v MVVM nijak neliˇs´ı od modelových vrstev v návrhových vzorech MVC a MVP.

View (pohled) – je zde obsaˇzena implementace prvk˚u uˇzivatelského rozhran´ı a definovány vazby na tyto prvky, zejména vlastnosti (property) a pˇr´ıkazy (command), z vrstvy viewmodel. Tyto vazby jsou realizovány pomoc´ı n´ıˇze popsaného mechanizmu data binding. Vrstva view je zpravidla reprezentována kódem ve znaˇckovac´ım jazyce dané platformy, nebo jiným zp˚usobem deklarace grafického uˇzivatelského rozhran´ı (GUI).

Jej´ı souˇcást´ı je také kód pro manipulaci s GUI (code-behind).

Viewmodel (pohledový model, také VM) – obsahuje prezentaˇcn´ı logiku a data, zob- razovaná vrstvou view. Pohledový model neobsahuje pˇr´ımou referenci na vrstvu view a nemá informace o jej´ı specifické implementaci. Implementuje vlastnosti a pˇr´ıkazy, na které se mohou prvky z pohledové vrstvy pomoc´ı techniky data binding navázat a pˇrij´ımat notifikace o jejich zmˇenˇe v podobˇe událost´ı.

Ned´ılnými souˇcástmi návrhového vzoru MVVM jsou koncepty data binding (vázán´ı dat) a command (pˇr´ıkaz).

Data binding – technika deklarován´ı vztah˚u mezi prvky vrstvy view a jejich odpov´ıdaj´ı- c´ımi reprezentacemi ve vrstvˇe viewmodel. Pˇr´ıkladem m˚uˇze být navázán´ı uˇzivatelského prvku typu textové pole na promˇennou typu ˇretˇezec, nacházej´ıc´ı se ve vrstvˇe viewmodel. Vytvoˇrené vztahy mohou být jednosmˇerné nebo dvousmˇerné. Pˇri jednosmˇer- ném vázán´ı reflektuj´ı prvky uˇzivatelského rozhran´ı jim odpov´ıdaj´ıc´ı data ve vrstvˇe viewmodel. Pˇri dvousmˇerném vázán´ı se zmˇeny zp˚usobené interakc´ı uˇzivatele proje- vuj´ı zmˇenou stavu prvk˚u ve vrstvˇe viewmodel. Vázaná data mezi vrstvami view a viewmodel mohou být pˇrevádˇena a upravována pomoc´ı konvertor˚u (value converter).

Command – rozhran´ı pro reprezentaci a správu akc´ı a operac´ı, které je moˇzné vyvolat z vrstvy view. Jsou definovány ve vrstvˇe viewmodel a s prvky vrstvy view jsou propo- jeny pomoc´ı mechanizmu data binding.

Vztah mezi výˇse zm´ınˇenými vrstvami a koncepty je patrný z obrázku 3.5.

(23)

3.4.2 Projekt MvvmCross

Tato ˇcást se zabývá frameworkem MvvmCross, který byl vybrán pro implementaci mobiln´ı aplikace, vyv´ıjené v rámci práce. Vˇetˇsina informac´ı v této sekci pocház´ı z oficiáln´ı stránky projektu MvvmCross, [13].

Open-soure projekt MvvmCross umoˇzˇnuje multiplatformn´ı vývoj aplikac´ı za pouˇzit´ı návrhového vzoru MVVM. Je zaloˇzen na projektu Portable Class Libraries (PCL), který je souˇcást´ı platformy .NET Framework. Pˇrestoˇze se tento text zabývá zejména platformami pro mobiln´ı telefony, je vhodné na tomto m´ıstˇe vyjmenovat vˇsechny platformy, pro které lze pomoc´ı MvvmCross vyv´ıjet:

• Xamarin.Android

• Xamarin.iOS

• Windows Universal App (aplikace pro Windows Phone 8.1 a Windows 8.1 Store aplikace)

• WinRT framework pro Windows 8 Store aplikace.

• Silverlight pro Windows Phone 7 a 8

• Xamarin.Mac

• Windows Presentation Foundation

Nativn´ı vývoj aplikac´ı pro Windows Phone (a dalˇs´ı modern´ı platformy ekosystému Microsoft Windows) standardnˇe podporuje vyuˇzit´ı MVVM pˇr´ıstupu. V pˇr´ıpadˇe platforem Android a iOS jsou ale vyuˇz´ıvány jiné pˇr´ıstupy a architektury²⁰, které pouˇzit´ı MVVM neumoˇzˇnuj´ı. Pˇri vyuˇzit´ı nástroje Xamarin je sice moˇzné programovat, stejnˇe jako pro platformu Windows Phone, v jazyce C#, ale na architektuˇre aplikac´ı tento fakt nic nemˇen´ı. Hlavn´ım pˇr´ınosem projektu MvvmCross je tedy implementace mechanizmu data binding, který tvoˇr´ı základ architektury MVVM pro Xamarin.iOS a Xamarin.Android.

Pˇri pouˇzit´ı MvvmCross je implementace vrstev architektury MVVM model a viewmodel spoleˇcná pro vˇsechny platformy. Je tak doc´ıleno maximáln´ı pˇrenositelnosti kódu pˇri zachován´ı oddˇelené implementace nativn´ıho uˇzivatelského rozhran´ı jednotlivých platforem, tj. vrstvy view. Souˇcást´ı projektu MvvmCross je také mnoˇzstv´ı doplˇnk˚u, které obsahuj´ı implementaci vybraných funkc´ı, vlastnost´ı a technologi´ı pro jednotlivé platformy (napˇr. práce se soubory nebo databáz´ı) pomoc´ı spoleˇcného rozhran´ı.

Multiplatformn´ı aplikace vytvoˇrená pomoc´ı MvvmCross je zpravidla sloˇzena z následu- j´ıc´ıch ˇcást´ı:

• Hlavn´ı, plnˇe pˇrenosn´y PCL projekt (tak´e

”core“ projekt), kter´y obsahuje souˇc´asti vrstvy model a viewmodel.

• Nˇekolik nativn´ıch (tak´e

”UI“ projekt) projekt˚u, jejichˇz poˇcet odpov´ıdá poˇctu podpo- rovaných platforem, které obsahuj´ı pˇredevˇs´ım vrstvu view.

• Doplˇnky (anglicky plugin), z nichˇz kaˇzdý se skládá z ˇcást´ı v UI projektech (nativn´ı implementace dané funkcionality) a v core projektu (abstraktn´ı vrstva pro pˇr´ıstup k nativn´ım ˇcástem doplˇnku).

20V pˇr´ıpadˇe iOS se jedná o vzor MVC. U platformy Android jde architekturu podobnou MVC, která ale nesplˇnuje nˇekteré vlastnosti tohoto vzoru.

(24)

public class MyClass {

private readonly IDatabaseService db;

public MyClass(IDatabaseService database) { this.db = database;

}

/* ... */

public static Bitmap TakePicture() {

var camera = Mvx.Resolve<ICameraService>();

return camera.TakePicture();

} }

V´ypis 3.1: Pˇr´ıklad vyuˇzit´ı IoC v MvvmCross.

Následuj´ıc´ı sekce se zabývaj´ı hlavn´ımi souˇcástmi a pˇr´ıstupy, pouˇzitými v MvvmCross s ukázkami jejich vyuˇzit´ı.

Inversion of control v MvvmCross

MvvmCross, stejnˇe jako vˇetˇsina modern´ıch framework˚u, vyuˇz´ıvá pˇr´ıstupu Inversion of Con- trol (obrácené ˇr´ızen´ı, také IoC). Na tomto m´ıstˇe je vhodné vysvˇetlit samotný pojem IoC a nˇekteré dalˇs´ı souvisej´ıc´ı pˇr´ıstupy, které MvvmCross vyuˇz´ıvá:

Inversion of control – mechanismus, který pˇrenáˇs´ı odpovˇednost za výbˇer konkrétn´ı implementace, konstrukci a provázán´ı objekt˚u z programátora na framework.

Dependency injection (DI) – návrhový vzor, který implementuje IoC. Dle konkrétn´ı implementace m˚uˇze podporovat nˇekolik r˚uzných zp˚usob˚u, jakými programátor m˚uˇze definovat závislosti mezi objekty (napˇr. pomoc´ı konstruktoru nebo setteru).

Service locator – dalˇs´ı návrhový vzor, který úzce souvis´ı s IoC. Zapouzdˇruje proces spo- jený se z´ıskáván´ım sluˇzeb (závislost´ı) pomoc´ı abstraktn´ı vrstvy. Vyuˇz´ıvá k tomu glo- báln´ı registr sluˇzeb.

Vyuˇzit´ı tˇechto pˇr´ıstup˚u je zvláˇstˇe výhodné v multiplatformn´ıch aplikac´ıch, kde za jejich pomoci mohou být abstrahovány jednotlivé nativn´ı implementace daných závislost´ı. Toho je vyuˇzito napˇr´ıklad v doplˇnc´ıch. Za nevýhodu lze povaˇzovat fakt, ˇze k implementaci tˇechto pˇr´ıstup˚u je v Mvx ve velké m´ıˇre vyuˇzito reflexe. Nˇekteré chyby pak nemohou být odhaleny pˇri pˇrekladu a zp˚usobuj´ı chybové ukonˇcen´ı aplikace. Výpis 3.1 obsahuje zjednoduˇsenou ukázku vyuˇzit´ı IoC v MvvmCross.

Start a inicializace aplikace

Platformy podporované frameworkem MvvmCross se v mnohém velmi zásadnˇe liˇs´ı. Fra- mework má za úkol tyto rozd´ıly abstrahovat. Pˇri startu MvvmCross aplikace jsou nejdˇr´ıve vytvoˇreny nativn´ı objekty (napˇr. objektAppDelegatena platformˇe Xamarin.iOS), ve které je vytvoˇren objekt Setup. Ten obsahuje nastaven´ı pro danou platformu a má za úkol vy- tvoˇren´ı a inicializaci potomka tˇr´ıdy MvxAplication, který reprezentuje aplikaci a spravuje jej´ı ˇzivotn´ı cyklus.

(25)

public class Application : MvxApplication { public override async void Initialize() {

this.InitializeIoC();

this.CreatableTypes() .EndingWith("Service") .AsInterfaces()

.RegisterAsLazySingleton();

this.RegisterAppStart<HomeViewModel>();

} }

V´ypis 3.2: Pˇr´ıklad inicialize MvvCross aplikace v Core projektu.

Bˇehem inicializace aplikace (metodaInitialize()) jsou zpravidla registrovány sluˇzby, které jsou pak v aplikaci vyuˇzity pomoc´ı výˇse zm´ınˇených mechanizm˚u IoC, DI a Service location. Dále je zde vytvoˇren objekt typuStart, který definuje prvn´ı zobrazený viewmodel.

V´ypis3.2 obsahuje typickou podobu t´eto tˇr´ıdy.

ViewModel

Zdrojový kód MvvmCross aplikace obsahuje jeden nebo v´ıce pohledových model˚u. Nejd˚u- leˇzitˇejˇs´ı úkolem VM je reprezentace dat zobrazených vrstvou view. To zahrnuje rozes´ılán´ı událost´ı o jejich zmˇenˇe a naslouchán´ı zmˇenových událost´ı zp˚usobených interakc´ı uˇzivatele s vrstvou view, tedy realizace mechanizmu data binding. V Mvx je viewmodel vytvoˇren jako potomek abstraktn´ı tˇr´ıdy MvxViewModel, která implementuje zm´ınˇenou funkˇcnost.

Zdrojový kód ve výpisu3.3ukazuje pˇr´ıklad implementace VM s vlastnostmi (property) a pˇr´ıkazem (command), kterých je moˇzné vyuˇz´ıt z vrstvy view pomoc´ı mechanizmu data binding.

Navigaci mezi jednotlivými VM zajiˇst’uje zejména metodaStartViewModel<T>(). Jej´ım volán´ım se vytvoˇr´ı objekt tˇr´ıdy ViewModelRequest. O výbˇer konkrétn´ıho typu VM a jeho konstrukci a inicializaci na základˇe pˇredané instance ViewModelRequest se staraj´ı tˇr´ıdy MvxViewModelLocator a MvxViewModelLoader, jejichˇz základn´ı implementaci framework poskytuje. Programátor si vˇsak m˚uˇze zvolit jinou funkˇcnost vytvoˇren´ım vlastn´ıch tˇr´ıd, které implementuj´ı pˇr´ısluˇsná rozhran´ı a jejich registrac´ı pˇri inicializaci aplikace.

Konstrukce a inicializace VM má pˇri pouˇzit´ı výchoz´ı implementace tˇr´ıdy MvxViewMo- delLoaderˇctyˇri základn´ı fáze:

Konstrukce – vytvoˇren´ı instance a pˇred´an´ı jej´ıch z´avislost´ı pomoc´ı Dependency Injection.

Zpracován´ı navigaˇcn´ıch parametr˚u – jsou definovaný pomoc´ı argument˚u jedné nebo v´ıce implementac´ı metody Init(), které jsou volány pomoc´ı reflexe.

Obnoven´ı uloˇzen´eho stavu – realizov´ano pomoc´ı pˇret´ıˇzen´ı metody ReloadState().

Dokonˇcen´ı inicializace – reprezentováno volán´ım metodyStart(), ke kterému docház´ı po dokonˇcen´ı dvou pˇredchoz´ıch bod˚u. Tuto metodu je vhodné pˇret´ıˇzit jako asyn- chronn´ı a naˇc´ıtat v n´ı perzistentn´ı data.

(26)

public class LoginViewModel : MvxViewModel { /* ... */

private string _loginString;

public string LoginString {

get { return this._loginString; } set {

this._loginString = value;

this.RaisePropertyChanged(() => this.LoginString);

} }

private string _passwordString;

/* ... */

private MvxCommand _loginCommand;

public ICommand LoginCommand { get {

if (this._loginCommand == null) {

this._loginCommand = new MvxCommand(() => { if (this.TryAuthenticate()) {

this.ShowViewModel<HomeViewModel>();

} } }

return this._loginCommand;

} } }

V´ypis 3.3: Pˇr´ıklad implementace pohledov´eho modelu.

(27)

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<EditText

android:hint="Uˇzivatelsk´e jm´eno"

local:MvxBind="Text Password"/>

<EditText

android:hint="Heslo"

android:password="true"

local:MvxBind="Text LoginString"/>

<Button

android:text="Pˇrihl´asit"

local:MvxBind="Click LoginCommand, Enabled=LoginButtonEnabled" />

</LinearLayout>

V´ypis 3.4: Uk´azka definice UI v jazyce XML v MvvmCross pro platformu Xamarin.Android.

[Activity (Title = "Pˇrihl´aˇsen´ı")]

public class LoginView : MvxActivity{

protected override void OnCreate(Bundle bundle) { base.OnCreate(bundle);

SetContentView(Resource.Layout.login_screen);

} }

Výpis 3.5: Ukázka implementace pohledové tˇr´ıdy.

View

Pohledem (view) se v Mvx rozum´ı platformnˇe závislá tˇr´ıda, která reprezentuje grafické uˇzi- vatelské rozhran´ı zobrazené na obrazovce nebo jej´ı ˇcásti. Zpravidla vycház´ı z tˇr´ıd nativn´ıch API, které maj´ı stejný úˇcel (napˇr. Activity a Fragmentpro platformu Xamarin.Android nebo UIViewController pro Xamarin.iOS) a jsou obohaceny o funkˇcnost potˇrebnou pro MvvmCross, pˇredevˇs´ım podporu pro data binding.

V´ypisy3.4a3.5obsahuj´ı pˇr´ıklad implementace pohledu na platformˇe Xamarin.Android.

Presenter

Jak jiˇz bylo zm´ınˇeno výˇse, navigace je v Mvx aplikaci ˇr´ızena z core projektu, zpravidla pomoc´ı volán´ı metody VM, ShowViewModel<T>(). T´ım je vytvoˇren poˇzadavek na zobrazen´ı VM, ViewModelRequest, který vˇsak neurˇcuje, jakým zp˚usobem budou data VM prezen- tována uˇzivateli. Pro r˚uzné platformy existuj´ı r˚uzné návrhové vzory pro zobrazen´ı obsahu aplikace. V MvvmCross je moˇzné jejich vyuˇzit´ı pomoc´ı presenter˚u. Jedná se tak o dalˇs´ı nástroj, který pomáhá nab´ıdnout uˇzivateli komfort nativn´ı aplikace.

Kaˇzdý UI projekt Mvx aplikace mus´ı poskytovat platformovˇe závislý presenter, implementaci rozhran´ıIMvxViewPresenter. Jeho úkoly jsou výbˇer konkrétn´ı pohledové tˇr´ıdy pro pˇrijatý poˇzadavek (ViewModelRequest) a zmˇena prezentace (zobrazen´ı pohledu). Podobnˇe

(28)

jako u ostatn´ıch souˇcást´ı frameworku, Mvx poskytuje základn´ı implementaci presenteru pro vˇsechny podporované platformy.

(29)

Kapitola 4

N´ avrh

Tato kapitola se zabývá návrhem výsledného ˇreˇsen´ı dle poˇzadavk˚u specifikovaných v kapitole 2. Je rozdˇelena na ˇctyˇri ˇcásti. Postupnˇe popisuje návrh spoleˇcných prvk˚u, mobiln´ı aplikace, webové sluˇzby a webové aplikace.

Na tomto m´ıstˇe je vhodné zopakovat, ˇze výsledná aplikace má slouˇzit jako technologický prototyp. Nejedná se o plnˇe funkˇcn´ı systém, který je pˇripraven ke komerˇcn´ımu vyuˇzit´ı. Z tohoto d˚uvodu jsou nˇekteré ˇcásti navrhovaného systému zjednoduˇseny. Návrh se zamˇeˇruje zejména na hlavn´ı oblasti zadan´ı této práce, tj. sbˇer dat v terénu a jejich sluˇcovan´ı s hlavn´ı databáz´ı.

4.1 Dom´ ena syst´ emu

V aplikaˇcn´ı doménˇe navrhovaného systému se vyskytuje nˇekolik základn´ıch entit, jejichˇz vztah je patrný z diagramu doménových tˇr´ıd na obrázku4.1.

Contract – zakázka. Obsahuje základn´ı data, pˇredevˇs´ım zadavatele, datum dodán´ı, iden- tifikátor zakázky a stav, ve kterém se zakázka nacház´ı (nová,pˇredána,v reklamaˇcn´ım ˇr´ızen´ıapod.). Zpravidla obsahuje nˇekolik úkol˚u, které je pro zhotoven´ı zakázky nutné vykonat.

Task – úkol zakázky. Obsahuje zejména popis plánovaných prac´ı, jejich typ a pozici. Pro

´

ukol m˚uˇze existovat nˇekolik z´aznam˚u, kter´e dokumentuj´ı pr˚ubˇeh prac´ı.

TaskType – typ úkolu. Urˇcuje ˇcinnost, vykonávanou v rámci úkolu. M˚uˇze být bodový nebo úsekový. Typy úkolu je moˇzné vytváˇret a upravovat ve webové aplikaci a jsou synchronizovány pomoc´ı webové sluˇzby na jednotlivé klienty.

Record – záznam poˇr´ızený v terénu. Obsahuje jednu nebo v´ıce fotografi´ı. Pro jeden úkol m˚uˇze existovat nˇekolik záznam˚u, které zachycuj´ı napˇr´ıklad jednotlivé fáze prac´ı. Zá- znam m˚uˇze být poˇr´ızen i nezávisle na úkolu, m˚uˇze tak napˇr´ıklad slouˇzit k pˇr´ıpravˇe pˇrihláˇsky na výbˇerové ˇr´ızen´ı.

Photo – poˇr´ızená fotografie. Entita uchovává mimo jiné cestu k souboru a ˇcas poˇr´ızen´ı.

Fotografie mus´ı m´ıt vhodnˇe nastavenou kompresi a rozliˇsen´ı tak, aby byla jej´ı kvalita dostateˇcná s ohledem na dokumentaci, ale zároveˇn aby soubor nebyl pˇr´ıliˇs velký s ohledem na pˇrenos pˇres internet a úloˇziˇstˇe mobiln´ıho zaˇr´ızeni.

User – uˇzivatel v systému. Jeho autentizace prob´ıhá pomoc´ı uˇzivatelského jména a hesla.