UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL INSTITUTO DE INFORMÁTICA CURSO DE ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO LUCIANO GOULARTE SIQUEIRA

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL INSTITUTO DE INFORMÁTICA CURSO DE ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO LUCIANO GOULARTE SIQUEIRA Aplicação Bus Tracker Oferecendo uma melhor experiência aos usuários do transporte urbano, a partir da utilização de informações de rastreamento veicular Trabalho de Graduação. Prof. Dr. Cláudio Fernando Resin Geyer Orientador Porto Alegre, junho de 2012.

2 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL Reitor: Prof. Carlos Alexandre Netto Vice-Reitor: Prof. Rui Vicente Oppermann Pró-Reitora de Graduação: Profa. Valquiria Link Bassani Diretor do Instituto de Informática: Prof. Luís da Cunha Lamb Coordenador do ECP: Prof. Sérgio Cechin Bibliotecária-Chefe do Instituto de Informática: Beatriz Regina Bastos Haro

3 AGRADECIMENTOS Agradeço aos meus pais José e Nora, por tudo que me ensinaram e por todo o apoio que me deram para enfrentar este grande desafio. A minha amada esposa Joice pelo amor, dedicação, paciência e compreensão nas horas mais difíceis. A minha querida filha Piaf, pela companhia inseparável durante as longas horas em que me dediquei a este trabalho. A toda minha família, por todo o apoio. Agradeço ao professor Cláudio F. R. Geyer, pela inspiração e pela orientação durante o desenvolvimento deste trabalho. Agradeço aos meus queridos amigos Alexandre Azevedo e Georgina Reátegui por todas as contribuições que deram, em especial as agradáveis horas de almoço. Agradeço a todos que direta ou indiretamente contribuíram para esta realização.

4 SUMÁRIO LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS... 6 LISTA DE FIGURAS... 8 LISTA DE TABELAS... 9 RESUMO ABSTRACT INTRODUÇÃO MOTIVAÇÃO OBJETIVO ORGANIZAÇÃO DO TEXTO SERVIÇOS COM BASE EM LOCALIZAÇÃO E APLICAÇÕES MÓVEIS SERVIÇOS COM BASE EM LOCALIZAÇÃO LBS E SERVIÇOS CONSCIENTES DO CONTEXTO FUNDAMENTOS DE LOCALIZAÇÃO Localização espacial Projeções em mapas Bases de dados espaciais e Sistemas de Informação Geográfica (GIS) POSICIONAMENTO TECNOLOGIAS UTILIZADAS NO DESENVOLVIMENTO DE APLICAÇÕES MÓVEIS Plataforma Android JVM Arquitetura Fundamentos das aplicações Localização e Mapas Plataforma ios Plataforma Localização e Mapas Servidor RASTREAMENTO VEICULAR APLICADO AO TRANSPORTE URBANO HELSINQUE FINLÂNDIA AUCKLAND NOVA ZELÂNDIA DENVER, COLORADO - USA SYDNEY AUSTRÁLIA FORTALEZA BRASIL SÃO PAULO BRASIL UBERLÂNDIA BRASIL PORTO ALEGRE BRASIL CONSIDERAÇÕES FINAIS PROJETO... 31

5 4.1 ENGENHARIA DE SOFTWARE PROCESSO UNIFICADO ANÁLISE DE REQUISITOS CONCEPÇÃO 1ª FASE DO PU Visão Módulo Cliente Módulo Servidor A Base de Dados Modelo de Casos de Uso ELABORAÇÃO 2ª FASE DO PU Modelo de Domínio Diagrama de Sequência do Sistema Contrato de Operação Projeto do Banco de Dados Modelo Conceitual do Banco de Dados Modelo Lógico do Banco de Dados Escolhendo um Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados Projeto Lógico CONSIDERAÇÕES FINAIS PROTOTIPAÇÃO ESCOLHENDO UMA LINHA DE ÔNIBUS ACOMPANHANDO VEÍCULOS EM TEMPO REAL RECEBENDO ALERTAS DE APROXIMAÇÃO DE VEÍCULO VALIDAÇÃO DA IMPLEMENTAÇÃO CONCLUSÃO ANÁLISE GERAL DO TRABALHO POSSIBILIDADES FUTURAS ANEXO <MONOGRAFIA DO TRABALHO DE GRADUAÇÃO I>... 69

6 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS API ARTA BSD CAS CCO CITFOR CO DSS DVM EPTC ER LBS LS GIS GPS GPRS GSM IDE JVM PDA POSIX PU RFID RTD SaaS SDK SGBD Application Progamming Interface Auckland Regional Transport Authority Berkeley Software Distribution Context-aware Services Centro de Controle e Operação Controle Integrado de Transportes de Fortaleza Contrato de Operação Diagrama de Sequência do Sistema Dalvik Virtual Machine Empresa Pública de Transporte e Circulação Entidade-Relacionamento Location Based Services Location Service Geographic Information Systems Global Positioning System General Package Radio Service Global System for Mobile Communications Integrated Development Environment Java Virtual Machine Personal Digital Assistant Portable Operating System Interface Processo Unificado Radio Frequency Identification Regional Transportation District Software as a Service Software Development Kit Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados

7 SIT SOMA UML UTCC TCRP Sistema Integrado de Transporte Sistema de Ônibus Monitorado Automaticamente Unified Modeling Language Urban Traffic Control Center Transit Cooperative Research Program

8 LISTA DE FIGURAS Figura 2.1: Principais componentes do Sistema Operacional Android Figura 2.2: Camadas do Sistema Operacional ios Figura 3.1: Configuração no sistema no projeto HelMi de Helsinque Figura 3.2: Módulo de monitoramento veicular Maxtrack Figura 4.1: Modelo de Domínio Figura 4.2: DSS para o caso de uso Criar Identificador de Usuário Figura 4.3: DSS para o cenário principal do caso de uso Selecionar Linha Figura 4.4: DSS para um cenário alternativo do caso de uso Selecionar Linha Figura 4.5: DSS para um cenário alternativo do caso de uso Selecionar Linha Figura 4.6: DSS para o cenário principal do caso de uso Rastrear Veículo Figura 4.7: DSS para o cenário principal do caso de uso Cadastrar Evento Espacial Figura 4.8: Diagrama Entidade-Relacionamento da aplicação Bus Tracker Figura 4.9: Modelo de Dados Relacional da aplicação Bus Tracker Figura 5.1: Módulo Cliente Tela inicial Figura 5.2: Módulo Cliente Pontos de parada próximos ao usuário Figura 5.3: Módulo Cliente Lista de linhas de ônibus que utilizam o ponto de parada selecionado pelo usuário Figura 5.4: Módulo Cliente Itinerário da linha TRIÂNGULO/24 DE OUTUBOR/PUC Figura 5.5: Módulo Cliente Rastreando veículos da linha (Posição 1) Figura 5.6: Módulo Cliente Rastreando veículos da linha (Posição 2) Figura 5.6: Módulo Cliente Rastreando veículos da linha (Posição 3) Figura 5.7: Módulo Cliente Alertando ao usuário a aproximação de um ônibus Figura 5.8: Módulo Cliente Sequência de telas obtidas durante avaliação com módulo rastreador... 62

9 LISTA DE TABELAS Tabela 4.1: Caso de Uso: Criar Identificador de Usuário Tabela 4.2: Caso de Uso: Selecionar Linha Tabela 4.3: Caso de Uso: Rastrear Veículo Tabela 4.4: Caso de Uso: Cadastrar Evento Espacial Tabela 4.5: Caso de Uso: Monitorar Evento Tabela 4.6: Caso de Uso: Alertar Ocorrência de Evento Tabela 4.7: Contrato de Operação: criaridentificadordeusuario Tabela 4.8: Contrato de Operação: rastrearlinha Tabela 4.9: Contrato de Operação: cadastrarevento... 43

10 RESUMO O constante avanço tecnológico dos dispositivos móveis (smartphones, tablets), em conjunto com a queda nos preços e a atual abrangência e disponibilidade de redes wireless, tornou-os amplamente populares, gerando um crescimento explosivo do mercado de aplicativos móveis, que continua a prover novas oportunidades a todo momento. Como consequência deste cenário os aplicativos móveis tornaram-se de fundamental importância e os desenvolvedores têm a oportunidade, e o desafio, de criar aplicativos que explorem e beneficiem-se das constantes novas funcionalidades dos dispositivos, tornando a informação disponível a qualquer momento, em qualquer lugar, facilitando tarefas rotineiras das pessoas, permitindo melhor uso de seu tempo pessoal. Dentre os diversos aplicativos oferecidos existem aqueles baseados em geolocalização, ou seja, na identificação global da posição de um objeto, o que pode ser utilizado das mais diversas formas para fornecer um melhor serviço e experiência aos usuários. O objetivo deste trabalho é projetar e desenvolver o protótipo de uma aplicação que permitirá aos usuários de transporte público (ônibus, trem, lotação) acompanharem a posição e o deslocamento dos veículos em tempo real, assim como configurar eventos pelos quais gostariam de ser notificados, como por exemplo uma mensagem que os avise que certo ônibus atingiu determinado ponto de ônibus. Palavras-Chave: mobilidade, localização, rastreamento veicular, transporte urbano.

11 Bus Tracker App - providing a better experience to public transport users through vehicle tracking usage ABSTRACT The continuous technological advancement of mobile devices (smartphones, tablets), combined with its declining cost and broad coverage of wireless networks, have made them widely used, generating an explosive growth of the mobile application market, which continues to provide new opportunities each day. Due to that mobile applications became prominent and the developers face the possibility, and the challenge, to create applications to fully exploit mobiles' constant new capabilities, making information availabe at any time, in any place, and making easier people daily task routines, permitting a better use of personal time. Within various popular applications are those based on geolocation, or the identification of real world geographic location of an object, which can be used in many different ways to provide better services and experience to the users. The objective of this project is to design and develop a prototype for an application that will allow public transport users to follow vehicles' (buses, trains, vans) position and displacement in real time, as well as to set notification events, like a message to indicate that a bus line have reached a specific bus stop. Keywords: mobile, geolocation, public transport, vehicle tracking.

12 1 INTRODUÇÃO 1.1 Motivação Com o surgimento dos primeiros computadores pessoais surgiu também um novo mercado com infinitas possibilidades. Com o tempo os computadores evoluíram, se tornaram portáteis, foram integrados a outros dispositivos, como no caso dos telefones celulares, criando novas possibilidades de evolução para os sistemas de informação. Toda essa explosão tecnológica deu origem a novos mercados, novas possibilidades de serviços que até então não eram possíveis devido a não existência de tecnologias necessárias. Um destes novos mercados diz respeito aos dispositivos móveis (como telefones celulares, PADs, smartphones, e mais recentemente os tablets) e ao novo universo de possibilidades que esses dispositivos apresentam tanto para os desenvolvedores de aplicações quanto para os usuários. À medida que as tecnologias relacionadas à mobilidade evoluem, também evoluem as aplicações relacionadas a ela. Aplicações conscientes do contexto passam a ser comuns (Dey e Abowd, 1999); o usuário passa a ser reconhecido como indivíduo; os serviços passam a ter consciência do contexto relacionado a este indivíduo e a fazer uso deste contexto para agregar valor ao que é ofertado ao usuário. Os serviços com base em localização (LBS Location Based Services) fazem parte deste paradigma, onde o referido contexto é aqui representado pela localização (Kupper, 2005). Os LBSs tem a capacidade de conhecer a localização, ou do usuário ou de algum alvo específico, e a partir desta informação propiciar uma melhor experiência para o usuário. 1.2 Objetivo É no contexto de dispositivos móveis e tecnologias de posicionamento que este trabalho fundamenta o projeto e a prototipagem de um LBS que ofereça, aos usuários do transporte público das grandes cidades, serviços que permitem o monitoramento em tempo real dos veículos de transporte e que façam uso destas informações de rastreamento para gerar avisos e mensagem de alerta ao usuário à medida que eventos pré configurados por eles (como no caso de determinado veículo aproximar-se do ponto de embarque do usuário) sejam identificados. Os LBSs começaram a ganhar força com o popularização e barateamento das tecnologias de posicionamento, como o Sistema Global de Posicionamento (GPS - Global Positioning System) e dos serviços de comunicação prestados pelas redes de telefonia celular GSM, como é o caso do Serviço de Rádio de Pacote Geral (GPRS General Package Radio Service) (3GPP).

13 13 Levando em consideração que o número de pessoas que tem algum tipo de dispositivo móvel com tais tecnologias é cada vez maior, e que há uma necessidade de melhoria constante por parte dos serviços de transporte público, pode-se imaginar que serviços propostos neste trabalho tragam um benefício considerável aos usuários do transporte. Não é objetivo deste trabalho definir uma infraestrutura de rastreamento veicular para o transporte público. Ele apenas apresenta um panorama das tecnologias utilizadas para tal fim, e define um modelo de base de dados para armazenar as informações de posicionamento dos veículos geradas, em tempo real, por uma possível infraestrutura de monitoramento, assim como informações referentes a itinerários, pontos de parada e identificação dos veículos. Tendo como ponto de partida uma base de dados com as informações acima referidas, é então definida uma aplicação (aqui denominada de Bus Tracker), no modelo cliente-servidor, que permite ter acesso, via dispositivos móveis, às informações de posicionamento dos veículos em tempo real. 1.3 Organização do texto Este trabalho está organizado em uma sequência lógica, partindo da motivação e do objetivo do trabalho, passando pelas tecnologias relacionadas a este, até apresentar a análise de requisitos, o projeto e a prototipação da aplicação Bus Tracker. O capítulo 2, Serviços com base em localização e aplicações móveis, traz uma definição do que são Serviços Conscientes do Contexto e Serviços com Base em Localização, e qual a relação entre eles. Apresenta ainda, conceitos relacionados com as principais tecnologias que dão suporte aos LBSs, e as aplicações móveis. O capítulo 3, Rastreamento veicular aplicado ao transporte urbano, traz algumas experiências, com rastreamento veicular, voltadas ao transporte urbano, além de demonstrar como a aplicação destas tecnologias melhora o controle de qualidade do transporte bem como a experiência dos usuários em relação ao serviço de transporte. Além disso, são apresentadas algumas empresas que vendem serviços ou até mesmo soluções completas para o rastreamento e monitoramento do transporte urbano. O capítulo 4, Projeto, apresenta inicialmente uma breve definição do que é a Engenharia de Software. O restante do capítulo traz a análise de requisitos e o projeto da aplicação Bus Tracker, sendo que este processo segue as diretrizes do Processo Unificado - metodologia de Análise de Projeto Orientado a Objetos, a qual também é apresentada neste capítulo à medida que o projeto evolui. O capítulo 5, Prototipação, inicia com um breve comentário sobre as tecnologias que serão utilizadas, apresentando, logo em seguida, a implementação de uma protótipo que visa validar as principais funcionalidades da aplicação Bus Tracker. O Capítulo 6, Conclusão, apresenta, de uma perspectiva geral, os resultados deste primeiro trabalho, assim como algumas possibilidades futuras, além de alternativas para cidades onde o rastreamento do transporte urbano não é uma realidade.

14 2 SERVIÇOS COM BASE EM LOCALIZAÇÃO E APLICAÇÕES MÓVEIS Este capítulo apresenta de maneira sucinta uma definição para Serviços com Base em Localização (contexto da aplicação Bus Tracker) e conceitos relacionados. Além disso, algumas das principais tecnologias relacionadas ao desenvolvimento de aplicações móveis, como as plataformas Android e ios, também serão abordadas aqui, visando uma contextualização nas tecnologias que servirão de base para o protótipo a ser desenvolvido. 2.1 Serviços com base em localização Esta seção aborda os serviços com base na localização e as principais tecnologias que auxiliam no desenvolvimento destes serviços. É apresentada uma definição para serviços conscientes do contexto, e como os serviços com base em localização (LBS Location Based Services) pertencem ao conjunto destes serviços. Logo em seguida são apresentadas algumas das tecnologias que auxiliam no desenvolvimento de um LBS. 2.2 LBS e serviços conscientes do contexto Serviços Conscientes do Contexto (CAS - Context-aware Services) são definidos como serviços que automaticamente adaptam seu comportamento de acordo com um ou mais parâmetros que refletem o contexto de um determinado alvo (Dey e Abowd, 1999). Estes parâmetros são chamados de informações de contexto, e podem pertencer a diferentes categorias de informações, como por exemplo, contexto pessoal, contexto espacial, contexto social, contexto físico, etc. Os LBSs são considerados um subconjunto dos serviços conscientes do contexto, onde o contexto é a localização espacial. A forma como informações de contexto são utilizadas em um serviço com base em localização fica clara nesta definição apresentada em (Kupper, 2005): LBSs são serviços de fornecem informações que foram criadas, compiladas, selecionadas, ou filtradas levando em consideração a localização atual dos usuários, de outras pessoas ou de objetos móveis. Um LBS não é responsável pela geração das informações de localização. Ele apenas faz uso destas informações, por ele obtidas junto a um subsistema chamado de Serviço de Localização (LS - Location Service). Este sim é responsável pela geração e distribuição das informações de localização. Essencialmente, os Serviços de Localização contribuem para o funcionamento dos LBSs, sendo aqueles um importante subsistema destes.

15 15 Os LBSs podem ser classificados como reativos ou proativos. Um LBS reativo é sempre ativado pelo usuário enquanto um LBS proativo responde automaticamente a algum evento de localização predefinido. Ao contrário de LBSs reativos onde, normalmente, o usuário precisa ter sua localização identificada apenas uma vez, os LBSs proativos precisam verificar constantemente a localização do usuário para detectar algum evento de localização. A tecnologia chave dos LBSs é chamada de Posicionamento (Positioning). É ela que torna tão interessante os LBSs, pois permite obter a informações de posicionamento sem que os usuários necessitem entrar com estas informações manualmente. Existem inúmeras técnicas para implementação desta tecnologia, sendo que elas diferem na qualidade dos parâmetros de posicionamento resultantes. Um exemplo simples de um LBS é aquele que provê ao usuário pontos de interesse (como restaurantes, farmácias, etc.) próximos a sua localização. Esse tipo de sistema, quando solicitado, automaticamente identifica a localização do usuário e a utiliza em sua pesquisa como uma forma de filtro para as informações a serem apresentadas. Normalmente, a pesquisa é encaminhada a um servidor que devolve uma lista de pontos que foram compilados utilizando as informações de localização do usuário e uma distância limite entre o usuário e o ponto em questão. Este tipo de serviço é uma espécie de páginas amarelas que utilizam o contexto de localização para refinar os resultados da busca. 2.3 Fundamentos de localização No contexto dos LBSs, a palavra localização denota o lugar onde determinado objeto se encontra no mundo real. Segundo este conceito, as localizações podem ser classificadas de três formas: Localização Descritiva Representa a geografia natural, como montanhas, rios, ou ainda objetos geográficos feitos pelo homem, como fronteiras, rodovias, prédios, etc. Estas localizações são de fundamental importância, pois construímos nossos sistemas de localização e referência baseados nelas. Localização Espacial (Posição) Representa, simplesmente, um ponto no espaço Euclidiano. Normalmente é representada por coordenadas em duas ou três dimensões. Este tipo de localização serve de base para o levantamento e mapeamento de localizações descritivas. Localização na Rede Refere-se a forma como redes de telecomunicações identificam seus nodos ou nodos em outras redes. Uma importante função de um LBS e realizar o mapeamento entre as diferentes categorias de localização, a fim de cumprir com sua tarefa. Por exemplo, uma localização descritiva precisa ser convertida em uma localização espacial para que sua distância em relação a uma outra localização possa ser calculada. Ou ainda, uma localização espacial pode ser convertida em uma localização de rede para que algum tipo de roteamento baseado no contexto seja realizado corretamente. Todos esses mapeamentos podem ser atingidos com a utilização de bases de dados espaciais e Sistemas de Informação Geográfica (GIS - Geographic Information Systems) (Kupper 2005).

16 2.3.1 Localização espacial A localização espacial faz uso de sistemas de referência que dividem uma área geográfica, normalmente a terra inteira, em unidades de formato e tamanhos fáceis de serem tratados. Um sistema de referência espacial é composto por: um sistema de coordenadas, por exemplo, Sistema de coordenadas cartesianas; um ponto de partida, que refere-se a uma definição da forma e do tamanho da terra; e uma forma de projeção em mapa (OGC, 2001) Projeções em mapas Projeções em mapas são usadas para representar a superfície tridimensional da terra em uma superfície bidimensional, o que é mais conveniente para ser apresentado em monitores e telas de dispositivos móveis Bases de dados espaciais e Sistemas de Informação Geográfica (GIS) A maioria dos métodos de posicionamento usados pelos LBSs resulta na informação de uma localização espacial. O problema é que nem sempre esse tipo de informação é adequado para todos os propósitos do LBS. Por exemplo, no caso de um LBS que apresente em um mapa os possíveis caminhos entre dois pontos de uma cidade utilizando o transporte público, ele deve, de alguma maneira, ser capaz de fazer conversões entre localizações espaciais e localizações descritivas. As bases de dados espaciais e os GISs representam a tecnologia base para realização desta tarefa. Uma base de dados espacial é uma base de dados otimizada para as necessidades de armazenamento e consultas relacionada ao domínio da localização espacial. Um GIS pode ser caracterizado como um sistema que permite a captura, gerência, integração, análise, manipulação e apresentação de dados espaciais relacionados a Terra. Desta forma, pode-se dizer que uma base de dados espacial é parte integrante de um GIS, sendo responsável pelo armazenamento de dados espaciais (Rigaux, Scholl e Voisard, 2002). 2.4 Posicionamento O posicionamento é o processo de obter a posição espacial de algum objeto. Existem vários métodos para realizar esta tarefa, sendo que eles diferem em questões como qualidade do resultado, quantidade de processamento realizado para obter o resultado, dentre outros. Posicionamento é, normalmente, determinado pelos seguintes elementos: um ou mais parâmetros a serem observados pelos métodos de medição; um método de posicionamento para calcular a posição a partir dos parâmetros medidos; um sistema de referência descritivo ou espacial; uma infraestrutura (rede telefônica, rede de satélites); protocolos para coordenar o processo de Posicionamento. O ponto-chave do posicionamento é a medição dos parâmetros observados. Estes parâmetros refletem uma relação espacial entre o ponto a ser medido e um ou mais pontos fixos próximos a este ponto, onde estes pontos fixos são pontos conhecidos (Hightower e Borriello, 2001a).

17 Tecnologias utilizadas no desenvolvimento de aplicações móveis Neste seção serão apresentadas as principais tecnologias relacionadas com o desenvolvimento de aplicação móveis, quais recursos para obtenção e processamento de informações geoespaciais elas apresentam, e quais as vantagens de utilizá-las no desenvolvimento de LBSs. No que diz respeito ao desenvolvimento de aplicações móveis, o mercado é dominado por duas grandes plataforma: a Plataforma Android do Google e a plataforma ios da Apple. Estas duas plataformas juntas representam uma fatia de aproximadamente 75% do mercado de smartphones e tablets. A seguir, temos uma breve introdução destas plataformas e dos recursos disponibilizados por elas para o desenvolvimento de aplicações com base em localização Plataforma Android O Android é uma plataforma de software para dispositivos móveis que inclui sistema operacional, middleware e aplicativos importantes. O SDK (Software Development Kit) do Android fornece as ferramentas e APIs necessárias para desenvolver aplicativos que executam em dispositivos com Android. Algumas de suas principais características são: framework de aplicação que permite a reutilização e a troca de componentes; Máquina Virtual Java (Dalvik Virtual Machine) otimizada para dispositivos móveis; browser integrado; interfaces gráficas otimizadas; SQLite para armazenamento de dados; suporte para uma variedade de formatos de áudio, vídeo e imagens; Bluetooth, EDGE, 3G, Wifi, Câmera, GPS, Bússola, etc (dependente de hardware); ambiente de desenvolvimento completo, com emulador de dispositivos, ferramentas para debug, gerenciamento de consumo de memória e testes de performance JVM A Dalvik Virtual Machine (DVM) é uma máquina virtual Java baseada em registradores. Ela é otimizada para requerer pouca memória, e é projetada para permitir que múltiplas instâncias sejam executadas ao mesmo tempo, deixando para o sistema operacional o isolamento de processos, o gerenciamento de memória e o suporte a threading Arquitetura O figura abaixo apresenta os principais componentes da pilha de softwares da plataforma Android.

18 Figura 2.1: Principais componentes do Sistema Operacional Android (Android Developer). A plataforma Android traz no topo da sua pilha de software um conjunto de aplicações básicas que inclui cliente de , calendário, mapas (google maps), navegador, lista de contatos entre outros. Todas as aplicações são escritas em Java. Provendo uma plataforma de desenvolvimento aberta, o Android permite aos desenvolvedores fazer uso de recursos avançados de hardware, como recursos de localização, execução de tarefas em segundo plano, adicionar notificações na barra de status, etc. Os desenvolvedores tem acesso total as mesmas APIs do framework usadas pelas aplicações básicas providas juntamente com o Android. A arquitetura do Android é projetada visando facilitar a reutilização de componentes. Qualquer aplicação pode publicar uma interface de serviços que ela provê, os quais podem ser acessados por qualquer outra aplicação. Esta mesma arquitetura permite o intercâmbio de componentes pelo próprio usuário. O Android inclui um conjunto de bibliotecas C/C++, as quais são usadas por vários componentes do sistema. Além disso, um conjunto de bibliotecas básicas provêm a maioria das funcionalidades existentes nas bibliotecas básicas do Java. Cada aplicação Android é executada em um processo separado, sobre sua própria instância da DVM. O Android é construído sobre o kernel do Linux versão 2.6, o qual fornece serviços de segurança, gerenciamento de memória e processos (threads), além de disponibilizar uma pilha de protocolos de rede. O kernel é a primeira camada de abstração entre o hardware do dispositivo e o restante da pilha de softwares que compõem o Android.

19 Fundamentos das aplicações Aplicações desenvolvidas para Android são escritas em Java. O código compilado e possíveis arquivos necessários para a execução da aplicação são empacotados pela ferramenta aapt em um pacote Android (extensão.apk). Este tipo de pacote é a forma como aplicações Android são distribuídas e instaladas em dispositivos móveis. Todo o código dentro de um pacote.apk é considerado como sendo uma aplicação. Por padrão, cada aplicação é executada no seu próprio processo Linux. O Android inicia um processo quando uma aplicação precisa ser executada, e termina o processo quando a aplicação não é mais usada ou os recursos para ela reservados são requeridos por outra aplicação. Cada processo tem sua própria máquina virtual. Desta forma o código de cada aplicação é executado isoladamente do código de outras aplicações. Por padrão, cada aplicação é designada para um único usuário Linux. Permissões são configuradas de forma que os arquivos da aplicação são visíveis apenas pela própria aplicação, embora existam formas de exportá-los para outras aplicações. Também é possível configurar a execução de duas aplicações pelo mesmo usuário Linux. Neste caso elas irão compartilhar seus arquivos. Outra opção é configurar aplicações com o mesmo usuário para que executem o mesmo processo Linux, compartilhando a mesma máquina virtual, o que permite economizar recursos do sistema Localização e Mapas O Android provê uma API de localização que pode ser usada para determinar a localização geográfica do dispositivo. Além disso a biblioteca externa do Google Maps pode ser facilmente agregada ao desenvolvimento de aplicações Android, permitindo que aplicações tirem proveito da sua integração com a API de localização. O Android permite que suas aplicações acessem os serviços de localização providos pelo dispositivo por meio do pacote de classes android.location. O componente central deste pacote é o serviço de sistema chamado LocationManager, o qual provê uma API de localização, caso o dispositivo em questão suporte tais serviços. O Google disponibiliza uma biblioteca externa que inclui o pacote com.google.android.maps. As classes desse pacote oferecem uma série de serviços para manipulação de mapas, além de uma variedade de opções de visualização e controle. A principal classe deste pacote é com.google.android.maps.mapview, a qual apresenta um mapa com base em dados obtidos a partir dos serviços Google Maps. Quando o MapView tem o foco, ele captura teclas pressionadas e toques de tela para automaticamente manipular o mapa (ex. zoom). O MapView também provê todos os elementos necessários para que o usuário controle o mapa. A biblioteca Google Maps faz parte dos módulos de extensão Google API para Android SDK (Android Developer) Plataforma ios O sistema operacional ios é o sistema utilizado pela Apple em seus dispositivos móveis equipados com telas sensíveis ao toque. É baseado no sistema operacional Mac OS X incluso em computadores Macintosh que, por sua vez, é baseado no sistema UNIX BSD. Anteriormente ao lançamento da versão 4.0, era conhecido como iphone OS, mas teve seu nome modificado para melhor refletir o fato de que ele também serve como base para outros produtos da empresa. O ios, atualmente, serve de plataforma para três linhas de produtos: iphone, ipod Touch e ipad.

20 O desenvolvimento de aplicativos para ios é feito com o uso do iphone SDK, um conjunto de ferramentas de desenvolvimento acompanhadas de documentação. O kit é disponibilizado no site da empresa para desenvolvedores cadastrados e sua instalação requer um computador equipado com a versão mais recente do Mac OS X. O cadastro no site e o download do SDK podem ser feitos gratuitamente, o que permite usar as ferramentas e testar aplicações em um simulador. Para realizar testes em dispositivos reais e submeter aplicativos para publicação na Apple Store (loja de aplicativos da Apple), é preciso pagar uma taxa anual de aproximadamente US$99,00. O pagamento dessa taxa também traz outros benefícios como suporte técnico e acesso a versões beta do ios e do SDK. As principais ferramentas inclusas no SDK são: Xcode Ambiente integrado de desenvolvimento (IDE), usado para gerência, edição, compilação e depuração de código-fonte e demais recursos associados a um projeto. Interface Builder Usado para criação de interfaces gráficas de forma visual. Storyborad Permite a definição em detalhes do fluxo da aplicação. Instruments Ferramenta de depuração e análise de desempenho usada para identificar problemas como vazamentos de memória e gargalos de desempenho. Permite a visualização em tempo real de diversos aspectos de uma aplicação enquanto ela é executada no simulador ou em um dispositivo real conectado à máquina de desenvolvimento. Simulator Simula iphones e ipads, executando aplicações em um ambiente semelhante ao encontrado em um dispositivo real. Aplicativos ios são escritos primariamente na linguagem Objective-C, mas podem incluir código escrito em C e/ou C++. A linguagem Objective-C adiciona à linguagem C mecanismos de reflexão e orientação a objeto inspirados na linguagem Smalltalk. Por se tratar de um super conjunto de C, qualquer código escrito de acordo com o padrão ANSI C também é válido como Objective-C Plataforma As tecnologias disponibilizadas aos desenvolvedores são organizadas em um conjunto de camadas, onde as camadas mais baixas são compostas de serviços fundamentais e as mais altas contém serviços mais sofisticados.