CC BY
84
УДК 004.451:4.5
ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ МЕДИА-КОНТЕНТА ДЛЯ МОБИЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
Гасович Анна Андреевна
студентка кафедры информатики и информационных технологий Московский государственный университет печати имени Ивана Федорова 127550 Россия, г. Москва, ул. Прянишникова, д. 2А gasovich. [email protected]
Аннотация. В работе представлен анализ важнейших параметров операционных систем мобильных устройств с точки зрения пользователя и разработчика, представлены сравнительные характеристики наиболее продаваемых на момент выхода статьи устройств с этими операционными системами, их характерные особенности.
Ключевые слова: мобильные операционные системы, мобильные устройства, мобильные приложения, разработка мобильных приложений, Android, iOS, Windows Phone, BlackBerry.
Прошло много времени с момента появления мобильных устройств, и сейчас у большинства решений за плечами стоит долгий путь разработки, проб, ошибок и оптимизации. Операционные системы не исключение. Этот сложный программный продукт имел целью предоставить пользователю как можно более широкий спектр возможностей, не становясь при этом «неподъемным» для мобильного устройства.
Определенные ограничения преследуют разработчиков и по сей день. В связи с тем, что устройство должно быть портативным, а возможность вовремя подзарядить его есть не всегда, необходимо использовать энергосберегающие технологии. Для операционных систем это выражается в средствах контроля энергопотребления приложениями, а в активном режиме — сокращение затрат при переводе кода языка высокого уровня в машинный. Важны и другие способы повышения производительности.
Не вдаваясь глубоко в историю мобильных устройств, скажем, что некоторое время шло параллельное развитие собственно сотовой связи (как основной функции мобильных телефонов) и функциональных возможностей (по ним лидировали карманные персональные компьютеры). Впоследствии телефоны впитали в себя какую-то часть функционала, но функционал этот определялся исключительно производителем. Да и различие решений и архитектур создавало большие, практически непреодолимые проблемы с совместимостью.
Сейчас наблюдается тенденция к взаимной координации, поскольку разработкой приложений под устройства теперь заняты не только сотрудники IT-гигантов, владеющих правами на аппаратное и системное программное обеспечение, но и сторонние разработчики (third-party developers) [9]. И им, и создателям операционных систем выгодно, чтобы «успешное» приложение было доступно максимально широкому кругу пользователей. С учетом того, что разработчики более не привязаны ко многим ограничениям (например, географическим), круг приложе-
ний стремительно расширяется именно в количественном плане.
В связи с этим нововведением какое-то время первенство на рынке удерживал iPhone. Очевидно, покупателей он заинтересовал именно возможностью легко кастомизировать (от англ. custom - изготовленный вручную, под свои нужды) набор приложений [8].
Это принципиально важный шаг к открытости платформ, и у него есть как положительные, так и отрицательные стороны. Среди отрицательных — возможность неоптимальных или даже несущих угрозу программных решений. Причины различны: начиная с неопытности разработчика и заканчивая вполне сознательным созданием вирусов. Да, для последнего существуют законодательные средства защиты, но действуют они постфактум в силу презумпции добросовестности разработчика. К положительным можно отнести действительно огромный ассортимент приложений.
Открывшиеся горизонты обусловлены двумя технологическими факторами: скачком в производительности мобильных устройств (процессор Samsung32-bitRISCARM на 620 Мгц, 128 Мб оперативной памяти, графический процессор — все это начинка первого iPhone) [8] и развитие альтернативных дорогому мобильному интернету средств связи (особенно Wi-Fi). Первое повлияло на то, что устройство кроме набора базовых функций (сотовая связь, обработка некоторых медиа-файлов, органайзер, настройки) приобрело некоторое свободное дополнительное пространство, которое пользователь мог употребить на свои нужды, устанавливая нужные конкретно ему, а не абстрактному рынку программные продукты. Второе обусловило доступность облачных сервисов, в том числе и собственно магазинов приложений, ставших интегрированными в сами операционные системы. Таким образом, операционные системы теперь должны были быть не единым целым с неизменным или крайне слабо меняющимся набором приложений, но являться важным вспомогательным компонентом,
позволяющим без проблем пользоваться заинтересовавшими приложениями.
Какие функции теперь исполняет мобильная ОС? Возможно, список ниже неполон или неточен — технологии развиваются, а особенности разнятся от платформы к платформе, но высока вероятность того, что система сохранит монополию на эти функции:
• функции ядра — современные мобильные системы сталкиваются с теми же проблемами, что и обычные компьютеры (управление процессами, переключение контекстов, обработка прерываний и др.);
• работа с драйверами — для смартфонов средства ввода-вывода стали довольно традиционными (экран и сенсор), и без их поддержки самостоятельное использование устройства становится практически невозможным. Менее важные компоненты вроде камеры или средств беспроводного соединения также подконтрольны именно операционной системе;
• стандартные программные библиотеки и файловая система (не путать с файловым менеджером) — залог успешного использования приложений. Сюда же следует включить встроенные интерпретаторы и компиляторы системы;
• системные настройки — довольно широкий спектр настроек, начиная со ставших привычными «даты и времени» и заканчивая возвращением к заводским настройкам устройства;
• средства контроля — сравнительно новая тенденция предоставлять пользователю самому давать права на ресурсы устройства приложениям или лишать приложения таковых прав. В числе интересных особенностей на некоторых операционных системах — возможность выставлять режим работы с оперативной памятью (заносить в так называемый белый список).
• магазин приложений — интеграция с ним позволяет устанавливать на устройство приложения. Работа самих приложений определяется встроенными интерпретаторами и компиляторами, опционально — драйверами (если приложение использует, допустим, камеру или Bluetooth).
Что характеризует мобильную операционную систему? Очевидно, критерии для пользователя и разработчика будут отличаться. Для пользователя важным будет ассортимент доступных приложений, субъективная оценка качества их работы (например, плавность, отзывчивость и др.), безопасность личных данных. Для разработчика главные критерии — используемый язык, доступные библиотеки, сложность внедрения приложения. Степень удовлетворения потребностей разработчиков влияет на конечного пользователя программного продукта, поскольку качество и разнообразие приложений зависит от удобства их разработки. Как результат — та или иная позиция на рынке. Далее по порядку об операционных системах.
Android. Первая ассоциация — максимальная открытость. Исходный код открыт и свободен со всеми вытекающими последствиями. В мире компьютеров
ближайшая аналогия — Linux, но типичным жалобам на отсутствие драйверов или дефицит полезных приложений (например, в области обработки графики) места нет: огромная работа, проделанная создателями операционной системы, значительно упрощает жизнь как пользователям, так и разработчикам.
К слову о создателях, Андроид задействует ядро Linux'a, а Google выступили авторами другого важного компонента — виртуальной машины Java, значимо повысившей производительность благодаря эффективному переводу программ в нативный (машинный) код. Android Native Development Kit поможет импортировать библиотеки и компоненты приложений, написанные на других языках. Также среди их заслуг — высокий уровень интеграции с сервисами для стационарных машин. Например, вы можете сделать резервную копию, отослать ее на облако [26] и впоследствии восстановить устройство, если возникнет необходимость.
Стоит отметить и то, что Android поддерживается на многих устройствах: кроме смартфонов в списке и планшеты, и часы, и даже игровая приставка SHIELD. С учетом открытости платформы вероятно расширение этого списка — можно будет управлять и бытовой техникой, и промышленной. Такие перспективы были и у TRON OS — японской операционной системы, ориентировавшейся на чипирование самых разнообразных приспособлений. Будущее покажет, насколько выполнимыми окажутся планы Android.
Из-за разнообразия устройств создателям пришлось сконцентрироваться на машинно-зависимых компонентах операционной системы. В связи с этим приходится использовать несвободные библиотеки, принадлежащие компании Microsoft, продвигающей, кстати, свою операционную систему Windows Phone. Microsoft получает лицензионные отчисления, более чем в два раза превышающие доход компании-разработчика. «Свободный» Android на деле совсем не такой свободный. Возможно, в будущем это изменится, что станет новым шагом к доступности мобильных устройств.
Как правило, среди недостатков системы выделяют низкий уровень безопасности и ресурсозатрат-ность виртуальной машины Java (как по оперативной памяти, так и по расходу заряда аккумулятора). В последних версиях над безопасностью усиленно работают: разрабатываются дополнительные правила доступа к информации:
• Content Providers - обмен данными между приложениями;
• Resource Manager - доступ к таким ресурсам, как файлы XML, PNG, JPEG;
• Notification Manager - доступ к строке состояния;
• Runtime Permission — необходимость разрешений на определенные действия.
К вопросу энергосбережения тоже проявили внимание:
• Doze-mode — особый режим, когда система сокращает энергозатраты до минимума, переставая выполнять все приложения кроме включенных в «белый список» (например, будильников);
• App Standby — изоляция приложений второго плана, чтобы не тратить заряд.
Что нужно для разработки приложения [7]:
• основной язык — Java;
• возможные среды разработки — Android Studio, Eclipse, Embarcadero;
• сертификат бесплатен, но должен быть уникален, регистрационный взнос Google Play — 25 долл.;
• возможность бета-тестирования с людьми из сообщества Google+, iOS.
iOS. В противовес Андроиду это весьма закрытая операционная система. Поддерживается только устройствами компании-производителя Apple — iPhone, iPad, iPod, AppleTV. Устройства на iOS, как правило, дороже устройств на Android [1].
Среди недостатков также выделяют некоторую ограниченность персонализации (под ней следует понимать возможность изменить под свои нужды оформление, клавиатуру и т.д.)
Важной особенностью платформы является свой магазин музыки iTunes, хотя возникают определенные трудности с закачкой музыки на смартфон с компьютера. Очевидно, это было задумано как средство борьбы с пиратством, но в дальнейшем решение подвергалось критике [3]. Также критикуют закрытую файловую систему ОС.
Операционная система использует ядро XNU, принадлежит к тому же семейству, что и OS X для Mac. Из-за малого разнообразия устройств у создателей ОС широкие возможности по обновлению, поскольку можно учесть все особенности и оптимальным образом модернизировать систему. Впрочем, как гласят отзывы, после обновления iOS до 9-й версии пользователи обнаружили ряд весьма неприятных багов [4]. От чего зависит качество прошивки? Вряд ли исключительно от закрытости или открытости платформы. Ничто не гарантирует безупречности приложений, и иногда удачная работа ПО — просто случайное совпадение.
Вообще, сильной стороной iOS считается ее безопасность (именно в силу закрытости). ОС напоминает крепость за семью печатями, хотя сейчас все больше уступает своему более открытому собрату на рынке.
Что нужно для разработки приложения [7]? Основные языки - Objective-C и SWIFT; среда разработки — Xcode. Вам понадобится Mac, так как легально работать в XCode можно только на OS X. Но вы же готовы потратить на это более 40 тыс. рублей [1]? И, кстати, еще 99 долл. в год за аккаунт разработчика. Зато ваше приложение потестируют и, в случае провала, дадут советы по исправлению.
Windows Phone. Ранее Microsoft специализировалась на разработке КПК — карманных персональных компьютеров (англ. Personal digital assistant), но со вступлением в эру смартфонов заинтересовалась и этими устройствами.
Windows Phone является преемницей Windows Mobile (хотя и несовместима с ней), основана на ядре Windows NT (на нем же вышли многие ОС стационарных устройств — и Windows XP, и Windows 7-10).
В последние версии перекочевали как дизайнерские решения («живые плитки»), так и полюбившийся пользователям пакет Microsoft Office, адаптированный под мобильные устройства. Разработчики обещают удобную интеграцию стационарных устройств с мобильными, синхронизацию через облачные сервисы, создание единой экосистемы различных видов компьютеров [6].
Сейчас, однако, платформу упрекают в недостатках во многом тех же, что и iOS. Пользователь жестко ограничен дизайном, с которым ничего (в силу политики Microsoft) сделать нельзя. Файлового менеджера нет, магазин приложений, насчитывающий почти в два раза меньше приложений, чем App Store и Google Play (согласно Википедии, около 800 тыс.) [5].
На фоне кризиса возросли продажи Windows Phone, поскольку ценовая политика компании-производителя позволила предложить покупателям сравнительно бюджетный продукт.
Blackberry OS. Позиционирует себя на рынке как платформа «для работы» - производительность повышена в ущерб поддержке развлекательных приложений. Платформа специфична для смартфонов и планшетов Blackberry, характерной чертой которых можно считать наличие отдельной, пусть и небольшой, физической клавиатуры, в то время как большинство смартфонов предпочитают использовать сенсорный ввод.
По отзывам, это одна из главных особенностей, привлекающих пользователей, поскольку телефон приспособлен для удобного набора довольно больших текстов. Отсюда тесная интеграция с сервисами для создания разного рода заметок (например, EverNote). Работа системной утилиты, драйвера клавиатуры, оценивается как стабильная.
Система закрыта, начиная с десятой версии начинает внедряться концепция безопасности на уровне микроядер. Специфичность архитектуры объясняет меньшую по сравнению с Андроид распространенность вирусов и, как следствие, большую защищенность. Для пользователей, занятых в бизнесе, эта особенность очень важна.
Впрочем, шаг в сторону развлечений также был предпринят (с целью расширения целевой аудитории). Операционная система поддерживает конвертирование приложений с Android (пусть и небезупречной из-за багов и потерь в производительности). Планшет PlayBook поддерживает и запуск игр Sony PlayStation.
На позиционирование на рынке эти дополнения мало повлияли. Blackberry для пользователя — все также записная книжка, органайзер и печатная машинка, которые всегда под рукой.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. re:Store — крупнейшая сеть ApplePremiumReseller в России [Электронный ресурс]. — URL: URL:http://www.re-store.ru/apple-mac/ (дата обращения: 15.09.2015)
2. DroidTune — Лучшее для Android [Электронный ресурс]. — URL: http://droidtune.com/10743/ios-vs-android-pochemu-stoit-otkazatsya-ot-yabloka-i-
doveryatsya-guglu.html (дата обращения: 15.09.2015)
3. Kirk McElhearn Senior Contributor, Macworld 6 iTunes problems Apple needs to fix [Электронный ресурс]. — URL: http://www.macworld.com/article/2922185/6-itunes-problems-apple-needs-to-fix.html (дата обращения: 15.09.2015)
4. Сайт Mobile-review.com [Электронный ресурс]. — URL: http://www.mobile-review.com/apple/articles/ios9-bugs.shtml (дата обращения: 15.09.2015)
5. Википедия — свободная энциклопедия [Электронный ресурс]. — URL: https://ru.wikipedia.org/wiki//Windows_Phone (дата обращения: 15.09.2015)
6. Geektimes Публикации [Электронный ресурс]. — URL: http://geektimes.ru/post/148664 (дата обращения: 15.09.2015)
7. wikiHow — онлайн энциклопедия пошаговых инструкций [Электронный ресурс]. — URL: http://wikiHow/how-to-make-apps (дата обращения: 15.09.2015)
8. Сайт Mobiltelefon.ru [Электронный ресурс]. — URL: http://mobiltelefon.ru/post_1424364721. html (дата обращения: 15.09.2015)
9. Арсентьев Д.А., Денисов Д.А. Использование мобильных технологий в образовании // Вестник МГУП Имени Ивана Федорова. — 2013. — № 9. — С. 8-11.
10. Попов Д.И., Малков В.В. Облака в области электронного образования // Вестник МГУП имени Ивана Федорова. — 2013. — № 9. — С. 101-107.
MOBILE OS FOR MEDIA PROCESSING
Anna Andreyevna Gasovich
Moscow State University named after Ivan Fyodorov printing 127550Russia, Moscow, Pryanishnikova st., 2А
Annotation. The article presents an analysis of the most important parameters of the operating systems of mobile devices for users and developers, presenting the comparative characteristics of the best-selling devices with operating systems described in the article.
Keywords: mobile operating systems, mobile devices, mobile applications, mobile application development, Android, iOS, Windows Phone, BlackBerry.
