Java na souˇcasn´ych mobiln´ıch telefonech Java on recent mobile phones Jan Klimeˇs

Technick´a univerzita v Liberci

Fakulta mechatroniky a mezioborov´ych inˇzen´yrsk´ych studi´ı Katedra Aplikovan´e Informatiky

Bakal´aˇrsk´a pr´ace

Java na souˇ casn´ ych mobiln´ıch telefonech Java on recent mobile phones

Jan Klimeˇs

Vedouc´ı pr´ace: Ing. Miloˇs Turek

Konzultant: Ing. Ondˇrej Raˇska, Miton CZ, s.r.o.

Studijn´ı program: B 2612 – Elektrotechnika a informatika Studijn´ı obor: 1802R022 – Informatika a logistika

kvˇeten 2007

Zde patˇ r´ı origin´ aln´ı zad´ an´ı pr´ ace

Prohl´ aˇ sen´ı

Byl jsem sezn´amen s t´ım, ˇze na mou balkal´aˇrskou pr´aci se plnˇe vztahuje z´akon ˇ

c. 121/2000 o pr´avu autorsk´em, zejm´ena § 60 (ˇskoln´ı d´ılo).

Beru na vˇedom´ı, ˇze TUL m´a pr´avo na uzavˇren´ı licenˇcn´ı smlouvy o uˇzit´ı m´e BP a prohlaˇsuji, ˇze souhlas´ım s pˇr´ıpadn´ym uˇzit´ım m´e bakal´aˇrsk´e pr´ace.

Jsem si vˇedom toho, ˇze uˇz´ıt sv´e bakal´aˇrsk´e pr´ace ˇci poskytnout licenci k jej´ımu vyuˇzit´ı mohu jen se souhlasem TUL, kter´a m´a pr´avo ode mne poˇzadovat pˇrimˇeˇren´y pˇr´ıspˇevek na ´uhradu n´aklad˚u, vynaloˇzen´ych univerzitou na vytvoˇren´ı d´ıla (aˇz do jejich skuteˇcn´e v´yˇse).

Bakal´aˇrskou pr´aci jsem vypracoval samostatnˇe s pouˇzit´ım uveden´e literatury a na z´akladˇe konzultac´ı s vedouc´ım diplomov´e pr´ace a konzultantem.

V Liberci 18.5.2007

. . . .

Podˇ ekov´ an´ı

R´ad bych podˇekoval Ing. Miloˇsi Turkovi za veden´ı pr´ace, d´ale Ing. Ondˇreji Raˇskovi a firmˇe Miton CZ, s.r.o. za poskytnut´ı mobiln´ıho telefonu na zkouˇsen´ı testovac´ı aplikace.

Donaldu Ervinu Knuthovi za naprogamov´an´ı typografick´eho syst´emu TEX a Leslie Lam- portovi za rozˇs´ıˇren´ı na L^ATEX, d´ıky tomu se psan´ı bakal´aˇrsk´e pr´ace usnadnilo.

D´ale bych chtˇel podˇekovat kamar´adce Janˇe Sigmundov´e za jazykovou korekturu, sv´ym rodiˇc˚um a prarodiˇc˚um za podporu po celou dobu m´eho studia.

Abstrakt

C´ılem bakal´aˇrsk´e pr´ace je sezn´amen´ı se s problematikou programov´an´ı pro mobiln´ı telefony v jazyce Java 2 Micro Edition. Prvn´ı ˇc´ast se zab´yv´a poˇc´atkem rozˇsiˇrov´an´ı mo- biln´ıch s´ıt´ı a jejich postupn´ym v´yvojem ve svˇetˇe, ale i na ´uzem´ı ˇCesk´e republiky. N´asleduje v´yvoj mobiln´ıch telefon˚u. Hlavn´ı d˚uraz je kladen na popis v´yvoje programovac´ıho ja- zyku Java 2 Micro Edition, jeho specifikaci, srovn´an´ı se standardn´ı edic´ı jazyka Java a moˇznostmi, kter´e nab´ız´ı na souˇcasn´ych mobiln´ıch telefonech. Pr´ace je zakonˇcena aplikac´ı z´ıskan´ych znalost´ı vytvoˇren´ım uk´azkov´eho programu, kter´y umoˇzˇnuje rozpozn´av´an´ı zmˇen v obraze.

Z´ıskan´e informace lze shrnout tak, ˇze pˇrid´av´an´ı funkc´ı do mobiln´ıch telefon˚u a jejich n´asledn´e programov´e pouˇzit´ı bude m´ıt v budoucnosti velik´e vyuˇzit´ı.

Kl´ıˇcov´a slova: Java 2 Micro Edition, mobiln´ı telefon, mobiln´ı s´ıt’, MIDP, GSM

Abstract

The purpose of bachelor’s thesis is to inform about programming for mobile phones in Java 2 Micro Edition programming language issue. First section deals with the be- ginning of mobile network expansion and its progressive development in the world, even in the Czech Republic area. Mobile phone history follows. Main importance insist on de- scription of evolution of programming language Java 2 Micro Edition, its specification, comparison to standard edition of Java language and possibilities that are offered on re- cent mobile phones. The work ends by application gained knowledge on created example allowing image change recognition.

Gained information can be generally summarized that adding of functions to mobile phones and its usage in program may arise in the future.

Keywords: Java 2 Micro Edition, mobile phone, mobile network, MIDP, GSM

Obsah

Abstrakt v

Obsah vii

Seznam tabulek viii

Seznam obr´azk˚u ix

Zkratky x

Uvod´ 1

1 V´yvoj s´ıt´ı a telefon˚u 3

1.1 V´yvoj mobiln´ıch s´ıt´ı . . . 3

1.1.1 Prvn´ı komerˇcn´ı mobiln´ı s´ıtˇe . . . 3

1.1.2 Mobiln´ı s´ıtˇe na ´uzem´ı ˇCech . . . 4

1.1.3 N´astup s´ıtˇe GSM . . . 6

1.1.4 Seznam generac´ı a pouˇz´ıvan´ych mobiln´ıch standard˚u . . . 8

1.2 V´yvoj mobiln´ıch telefon˚u . . . 9

1.2.1 Vojensk´y radiotelefon . . . 9

1.2.2 Prvn´ı komerˇcnˇe vyuˇzit´y mobiln´ı telefon . . . 10

1.2.3 V´yvoj vzhledu a parametr˚u . . . 11

1.2.4 Budoucnost . . . 12

2 Java 2 Micro Edition 13 2.1 V´yvoj mobiln´ı edice jazyka Java . . . 13

2.1.1 Javov´e platformy pro mal´a zaˇr´ızen´ı . . . 14

2.2 Platforma J2ME . . . 15

2.2.1 Srovn´an´ı J2ME s J2SE(J2EE) . . . 15

2.2.2 Konfigurace . . . 17

2.2.3 Profily . . . 19

2.2.4 Specifikace J2ME . . . 20

2.2.5 Profil MIDP a midlety . . . 22

Hardwarov´e poˇzadavky MIDP . . . 24

Softwarov´e poˇzadavky MIDP . . . 25

Bezpeˇcnost midlet˚u . . . 25

Balen´ı midlet˚u . . . 27

Provoz a ˇzivotn´ı cyklus midletu . . . 27

Distribuce a instalace midlet˚u . . . 27

MIDP 3.0 . . . 28

2.2.6 Wireless Java Technology - technologie bezdr´atov´e Javy . . . 29

2.2.7 Budoucnost Javy . . . 29

3 Pouˇzit´ı z´ıskan´ych znalost´ı 31 3.1 Vypracov´an´ı uk´azkov´e aplikace - Rozpozn´av´an´ı zmˇen v obraze . . . 31

Z´avˇer 36 Literatura 38 Dodatky 39 10.1 Dodatky ke kapitole 1 . . . 39

10.1.1 AMR - technick´a data . . . 39

10.1.2 Seznam specifikac´ı nejd˚uleˇzitˇejˇs´ıch mobiln´ıch standard˚u . . . 40

10.1.3 Dalˇs´ı v´yrobci a telefony . . . 43

10.1.4 Budoucnost mobiln´ıch telefon˚u . . . 45

OpenMoko . . . 45

Apple iPhone . . . 46

Motorola Fone F3 . . . 47

10.1.5 Tabulky . . . 49

10.1.6 Obr´azky . . . 51

10.2 Dodatky ke kapitole 2 . . . 52

10.2.1 Tabulky . . . 52

10.3 Dodatky ke kapitole 3 . . . 53

10.3.1 Obr´azky . . . 53

Seznam tabulek

1.1 Mezn´ıky v rozvoji s´ıtˇe v ˇCR . . . 5

1.1 Mezn´ıky v rozvoji s´ıtˇe v ˇCR . . . 6

2.1 Vypracovan´e JSR (prosinec 2006) . . . 21

2.1 Vypracovan´e JSR (prosinec 2006) . . . 22

10.1 Pouˇz´ıvan´a mobiln´ı frekvenˇcn´ı p´asma . . . 49

10.2 Srovn´an´ı parametr˚u Apple IPhone a FIC NEO1973 . . . 50

10.3 Pod´ıly prodejc˚u mobiln´ıch telefon˚u na celosvˇetov´em trhu . . . 51

10.4 JSR ve v´yvoji . . . 52

Seznam obr´ azk˚ u

1.1 Dr. Martin Cooper a Rudy Krolopp s r˚uzn´ymi variacemi p˚uvodn´ıho telefonu 10

1.2 Motoroly MicroTac a StarTac . . . 11

2.1 Duke - maskot Javy . . . 16

2.2 Platforma Java . . . 17

2.3 Softwarov´e vrstvy . . . 18

2.4 Logo JSR . . . 21

2.5 JSR . . . 23

2.6 Mobiln´ı prostˇred´ı . . . 24

2.7 Cyklus midletu . . . 28

2.8 Logo staˇzen´ı zdrojov´ych k´od˚u . . . 29

3.1 Diagram fungov´an´ı syst´emu . . . 33

10.2 Mobira Senator, Talkman 450 a Cityman 900 . . . 43

10.3 Siemens ˇrada C1 a C2 . . . 44

10.4 Comvik Conqueror a Ericsson Hotline 900 . . . 44

10.5 FIC Neo1973 . . . 46

10.6 Apple iPhone . . . 47

10.7 Motorola Fone F3 . . . 48

10.8 Srovn´an´ı Motoroly DynaTAC 8000X a Motoroly Razr V3 . . . 51

10.9 Grafick´e srovn´an´ı Apple IPhone a FIC Neo 1973 . . . 51

10.10Posloupnost zobrazov´an´ı formul´aˇr˚u . . . 53

Zkratky

AMPS Advanced Mobile Phone System AMR Automatizovan´y Mˇestsk´y Radiotelefon AMS Aplication Management Software API Application Programming Interface DVB-H Digital Video Broadcasting - Handheld GNU GNU’s Not Unix

GPLv2 General Public License version 2 GPS Global Positioning System

GSM Global System for Mobile Communications Hi-Fi High fidelity

HTTP Hypertext Transfer Protocol

HTTPS Secure Hypertext Transfer Protocol IRDA Infrared Data Association

ISO International Organization for Standardization J2ME Java 2 Micro Edition

JAD Java Aplication Descriptor JAR Java ARchive

JCP Java Community Process LED Light-Emitting Diode

MMS Multimedia Messaging Service MP3 MPEG-1 Audio Layer 3 NFS Network File System NMT Nordic Mobile Telephone

OEM Original Equipment Manufacturer

OLN Openbaar Landelijk Net PDA Personal Digital Assistant OTA Over-The-Air Provisioning RAM Random Access Memory RGB Red Green Blue

RMI Remote Method Invocation

SDRAM Synchronous Dynamic Random Access Memory SIM Subscriber Indentity Module

SMS Short Message Service

SPARC Scalable Processor ARChitecture TACS Total Access Comunication System TFT Thin Film Transistor

UIQ User Interface Quartz UMPC Ultra-Mobile PC

URL Uniform Resource Locator UTO Uzemn´ı Telekomunikaˇ´ cn´ı Obvod VGA Video Graphics Array

WAP Wireless Application Protocol Wi-Fi Wireless Fidelity

WWW World Wide Web

XML Extensible Markup Language

Uvod ´

V dneˇsn´ı dobˇe je technologie mobiln´ıch telefon˚u nejrozˇs´ıˇrenˇejˇs´ı a jednotlivci nejˇcastˇeji pouˇz´ıvanou technologi´ı.

Rychlost v´yvoje v´ykonu a schopnost´ı mobiln´ıch telefon˚u je pozoruhodn´a. Nen´ı vˇsak vidˇet stejnˇe velk´y pokrok pˇri re´aln´em vyuˇzit´ı funkc´ı telefonu, takˇze se pl´ytv´a jeho moˇznostmi. Pˇresto se jeho vyuˇzit´ı zaˇc´ın´a pˇresouvat z p˚uvodn´ıho navrˇzen´eho z´amˇeru hla- sov´e komunikace smˇerem k vlastnostem a pouˇzit´ı jako u osobn´ıch poˇc´ıtaˇc˚u.

Tato bakal´aˇrsk´a pr´ace prezentuje projekt vyuˇzit´ı programovac´ıho jazyka Java 2 Micro Edition, kter´y je souˇc´ast´ı vˇetˇsiny dneˇsn´ıch mobiln´ıch telefon˚u, v re´alnˇe pouˇziteln´ych aplikac´ıch. Ukazuje specifikaci, rozhran´ı pro programy a aplikace zmenˇsen´e verze stan- dardn´ıho programovac´ıho jazyka Java. Tato verze m˚uˇze b´yt pouˇzita na tvorbu program˚u pro pˇr´ıstroje pokr´yvaj´ıc´ı schopn´e osobn´ı asistenty PDA, mobiln´ı telefony a set-top boxy.

Pˇrestoˇze se pouˇzit´ı tˇechto pˇr´ıstroj˚u liˇs´ı, maj´ı spoleˇcn´e vlastnosti, a tˇemi jsou - nedostatek operaˇcn´ı i z´aznamov´e pamˇeti, mal´y v´ykon procesoru a ˇspatn´e uˇzivatelsk´e rozhran´ı.

Souˇc´ast´ı pr´ace je praktick´a aplikace vyuˇzit´ı mobiln´ıho telefonu - program pro roz- pozn´av´an´ı zmˇen v obraze pomoc´ı integrovan´eho fotoapar´atu. Byl navrhov´an podle poˇzadavk˚u zad´avaj´ıc´ı komerˇcn´ı firmy Miton CZ, s.r.o. Aplikace tedy bude v budoucnu, po d˚ukladn´em testov´an´ı, vyuˇz´ıv´ana v praxi jako ochrann´y syst´em, slouˇz´ıc´ı jako n´ahrada nebo doplnˇek pr˚umyslov´ych kamer a senzor˚u pohybu.

Text dokumentuje tak´e v´yvoj mobiln´ıch s´ıt´ı, aˇz po s´ıtˇe tˇret´ı generace, kter´e se teprve zaˇc´ınaj´ı stavˇet a v Americe a Asii rozˇsiˇrovat. Velk´a ˇc´ast je vˇenov´ana popisu t´e v dneˇsn´ı dobˇe nejvyuˇz´ıvanˇejˇs´ı - s´ıtˇe GSM. ˇC´ast vˇenovan´a prvn´ı ˇcesk´e mobiln´ı s´ıti ukazuje jej´ı uzavˇren´y v´yvoj v souvislosti s komunitn´ı evropskou snahou standardizace s´ıt´ı. ˇCasov´a osa vypisuje ve zkratce hlavn´ı miln´ıky pozdˇejˇs´ıho rozvoje v ˇCesk´e republice aˇz do souˇcasnosti.

V´yvoj mobiln´ıch telefon˚u jde ruku v ruce s rozvojem mobiln´ıch s´ıt´ı. Je zde pops´an a to od prvn´ıch radiotelefon˚u vyuˇzit´ych v druh´e svˇetov´e v´alce, pˇres autotelefony aˇz po nej- novˇejˇs´ı trendy a oˇcek´avan´e novinky, kter´e stejnˇe jako jiˇz nˇekolikr´at pˇredt´ım, udˇelaj´ı revo- luci v telefonov´an´ı a vyuˇzit´ı mobiln´ıho telefonu jako multimedi´aln´ıho m´edia.

Kapitola 1

V´ yvoj s´ıt´ı a telefon˚ u

1.1 V´ yvoj mobiln´ıch s´ıt´ı

1.1.1 Prvn´ı komerˇcn´ı mobiln´ı s´ıtˇe

Prvn´ı komerˇcn´ı mobiln´ı s´ıt´ı byla nizozemsk´a s´ıt’ Openbaar Landelijk Net (OLN) pro- vozovan´a od roku 1949. Nab´ızela m´alo sluˇzeb, nedalo se napˇr´ıklad telefonovat pˇr´ımou volbou, ale jen pˇres oper´atorky, hovor byl simplexn´ı - jen jeden mohl hovoˇrit, druh´y hlas nebyl slyˇset.

V ˇsedes´at´ych letech zaˇcali pracovn´ıci Bell Labs pracovat na syst´emu, jenˇz by odstra- nil vˇetˇsinu nev´yhod st´avaj´ıc´ıch mobiln´ıch s´ıt´ı. Pr´avˇe tehdy vznikl syst´em celul´arn´ı s´ıtˇe – s´ıtˇe, kdy je ´uzem´ı rozdˇeleno mezi mnoho mal´ych bunˇek obsluhovan´ych z´akladnov´ymi stani- cemi. Dostupn´e frekvence byly rozdˇeleny mezi jednotliv´e buˇnky tak, ˇze se muselo dodrˇzovat pravidlo stanovuj´ıc´ı vzd´alenost bunˇek pouˇz´ıvaj´ıc´ıch stejnou frekvenci. Do t´e doby kaˇzd´a z´akladnov´a stanice mˇela svou pˇridˇelenou frekvenci, a tu jiˇz v s´ıti jin´a stanice nemohla pouˇz´ıvat. Pokud uˇzivatel opustil dosah jedn´e z´akladnov´e stanice, hovor byl pˇreruˇsen a mu- sel znovu zavolat pro pˇripojen´ı na jinou z´akladnovou stanici. Mimo to, pokud pˇrich´azel hovor na takovou mobiln´ı stanici, volaj´ıc´ı musel vˇedˇet, ke kter´e z´akladnov´e stanici je vo- lan´y pˇrihl´aˇsen, bylo tedy nutn´e zn´at nˇeco jako mobiln´ı pˇredvolbu - m´ısto, kde se mobiln´ı stanice nach´az´ı. Z´akladnov´e stanice mˇeli kapacitu jen nˇekolik hovor˚u, ale dosah aˇz sto- vek kilometr˚u, takˇze k z´asadn´ımu omezen´ı mobility nutnost´ı zn´at polohu mobiln´ı stanice nedoch´azelo, ovˇsem pro kapacitu s´ıtˇe to bylo naprosto nedostateˇcn´e ˇreˇsen´ı.

Dalˇs´ı v´yvoj smˇeˇroval k vymyˇslen´ı automatick´eho mechanismu urˇcov´an´ı polohy mo- biln´ı stanice v s´ıti, aby do n´ı mohli b´yt smˇerov´any hovory, a k vymyˇslen´ı mechanismu pˇred´an´ı hovor˚u mezi jednotliv´ymi buˇnkami. Oba zm´ınˇen´e probl´emy byly tehdejˇs´ı tech- nologi´ı tˇeˇzko ˇreˇsiteln´e. Mechanismy samotn´e byli zn´am´e, ale byla n´ızk´a ´uroveˇn ˇr´ıd´ıc´ıch jednotek. Aˇz po roce 1970 se dostali na trh mikroprocesory schopn´e nasazen´ı na takov´eto

´

ulohy. Proto v´yvoj nov´e mobiln´ı s´ıtˇe u Bell Labs trval aˇz do roku 1983, kdy byla vytvoˇrena prvn´ı mobiln´ı s´ıt’ zaloˇzen´a na nov´em standardu Advanced Mobile Phone System (AMPS) (viz 10.1.2). Tento standard neobsahoval definici roamingu, tedy moˇznost fungov´an´ı tele- fonu v jin´e s´ıti neˇz domovsk´eho oper´atora.

V Evropˇe se prvn´ı mobiln´ı celul´arn´ı s´ıt´ı stala s´ıt’ ˇsv´edsk´eho oper´atora Televerket, a to jiˇz v roce 1981. Byla zaloˇzena na standardu NMT - Nordic Mobile Telephone (viz 10.1.2). Celosvˇetovˇe prvn´ı celul´arn´ı s´ıt´ı byla NMT s´ıt’ v Saudsk´e Ar´abii. Skandin´avsk´y syst´em mˇel oproti americk´emu hlavn´ı v´yhodu v tom, ˇze uˇz od poˇc´atku byl vyv´ıjen jako mezin´arodn´ı standard. Proto je roaming zapracov´an jiˇz v konceptu.

1.1.2 Mobiln´ı s´ıtˇe na ´uzem´ı ˇCech

[22]Na ˇcesk´e mobiln´ı s´ıti se zaˇcalo pracovat zhruba ve stejn´e dobˇe jako v z´apadoevropsk´ych zem´ıch a jako v prvn´ı zemi ze socialistick´eho bloku - v polovinˇe sedmdes´at´ych let v Tesle Pardubice. Dostala n´azev AMR - Automatizovan´y Mˇestsk´y Ra- diotelefon.

Z´akladem pro v´yvoj byl radiotelekomunikaˇcn´ı syst´em Tesla Selectic, zaloˇzen´y na od- poslechu selektivn´ı volby na nosn´e frekvenci z´akladnovou stanic´ı, ˇc´ımˇz rozpoznala pˇr´ıchoz´ı hovor. AMR byla od prvopoˇc´atku vyv´ıjena pro ´uˇcely spr´avy poˇst a telekomunikac´ı. Cel´e ˇreˇsen´ı bylo zaloˇzeno na tomto pˇredpokladu urˇcen´ı mobiln´ı s´ıtˇe, pro skuteˇcn´y ”komerˇcn´ı”

provoz to vˇsak mˇelo mnoho omezen´ı.

Pro vol´an´ı do s´ıtˇe AMR bylo tˇreba zvolit pˇredvolbu ´Uzemn´ıho Telekomunikaˇcn´ıho Obvodu (UTO), v jehoˇz dosahu se mobiln´ı stanice nach´azela. ˇCtyˇrcifern´y ˇc´ıslovac´ı pro- stor byl dalˇs´ım omezen´ım, maxim´aln´ı poˇcet klient˚u tedy mohl b´yt jen 9999. Pˇr´ıchoz´ı a odchoz´ı hovor byly jedin´e poskytovan´e sluˇzby, s niˇc´ım ostatn´ım se nepoˇc´ıtalo. Ne- uvaˇzovalo se ani o tom, ˇze by mˇel syst´em poskytovat zahraniˇcn´ı telefonn´ı spojen´ı. Pod- pora ´uˇctov´an´ı tak´e chybˇela. Zvl´aˇstnost´ı byla tak´e absence jak´ekoliv autentizace ´uˇcastn´ıka

(aˇz do roku 1993). Provoz nebyl nijak ˇsifrov´an a prob´ıhal zcela na analogov´e b´azi, byl tedy odposlouch´avateln´y.

D´ıky tˇemto omezen´ım vˇsak byl syst´em velmi jednoduch´y a rychle implementovateln´y.

Z´akladnov´a stanice mˇela efektivn´ı dosah cca 15-25 km dle charakteru ter´enu a v dobˇe nejvˇetˇs´ıho pokryt´ı fungovalo 63 z´akladnov´ych stanic. Pro technick´a data viz 10.1.1.

[18, 14, 15]D˚uleˇzit´e mezn´ıky v dalˇs´ım v´yvoji s´ıtˇe na ´uzem´ı ˇCesk´e republiky viz ta- bulka 1.1.

Tabulka 1.1:Mezn´ıky v rozvoji s´ıtˇe v ˇCR

1991 Eurotel spouˇst´ı s´ıt’ NMT 1996 Zah´ajen´ı provozu GSM

Vznik spoleˇcnosti Radiomobil (s´ıt’ Paegas) Textov´e zpr´avy SMS

1997 Eurotel zaˇc´ın´a nab´ızet pˇredlacen´e katry Twist a Go 1998 Prvn´ı telefon s barevn´ym displejem - Siemens S-10 1999 Spuˇstˇen´ı WAPu

Prvn´ı mobil s WAPem Nokia 7110

Ovl´ad´an´ı bankovn´ıho ´uˇctu pˇres mobil (Paegas) SMS u pˇredplacen´ych sluˇzeb

Ukonˇcen´ı provozu AMR

2000 Nov´y oper´ator na ˇcesk´em trhu - ˇCesk´y mobil (Oskar) Spuˇstˇen´ı GPRS

2001 N´akup licenc´ı na s´ıtˇe 3. generace Bluetooth do telefon˚u

Spojen´ı dvou mobiln´ıch diviz´ı - Sony a Ericsson J2ME do telefon˚u

2002 Telefon s operaˇcn´ım syst´emem Symbian - Nokia 7650 Mobil s fotoapar´atem - Nokia 7650

Pos´ıl´an´ı MMS zpr´av

Paegas odkoupen nadn´aron´ım T-Mobile

2003 Telefon a hern´ı konzole v jednom - Nokia N-Gage

2004 Zv´yˇsen´ı sazby DPH nejen za telekomunikace z 5% na 22%

Eurotel spouˇst´ı CDMA

Pokraˇcov´an´ı na dalˇs´ı stranˇe

Tabulka 1.1:Mezn´ıky v rozvoji s´ıtˇe v ˇCR

T-mobile spouˇst´ı EDGE

2005 Oskar odkoupen nadn´arodn´ım Vodafone Zprovoznˇen´ı UMTS Eurotelem

2006 Pˇrenositelnost telefonn´ıho ˇc´ısla

Eurotel pohlcen nadn´arodn´ım Telefonica O2 T-mobile spouˇst´ı rychl´y datov´y pˇrenos Internet 4G Pilotn´ı provoz DVB-H od T-mobile

2007 Mobikom (U:fon) bude 4. oper´atorem

1.1.3 N´astup s´ıtˇe GSM

[17]Vysok´e ceny mobiln´ıch telefon˚u v Evropˇe kontrastovaly se stavem v USA, kde exis- tence jednotn´eho standardu, a tedy i jednotn´y trh spolu s moˇznost´ı konkurence ve v´yrobˇe mobiln´ıch stanic, stlaˇcily ceny v´yraznˇe dol˚u.

V roce 1982 proto Evropsk´a komise pro poˇsty a telekomunikace (sdruˇzuj´ıc´ı 26 ev- ropsk´ych telekomunikaˇcn´ıch spoleˇcnost´ı) spustila projekt Groupe Sp´eciale Mobile (GSM), kter´y mˇel vyvinout celoevropskou mobiln´ı telefonn´ı s´ıt’. Bylo rozhodnuto, ˇze nov´a s´ıt’ bude plnˇe digit´aln´ı a bude pracovat na frekvenci 900 MHz (pozdˇeji 1800 MHz a 1900 MHz, kv˚uli obsazen´ı p´asma 900 MHz v jin´ych lokac´ıch svˇeta viz tabulka 10.1). Hlavn´ı poˇzadavky pro s´ıt’ byly:

• Dobr´a subjektivn´ı kvalita hlasu

• Levn´e servisn´ı i koncov´e ceny

• Podpora mezin´arodn´ıho roamingu

• Schopnost podporovat mal´e ruˇcn´ı koncov´e stanice (dnes mal´e mobiln´ı telefony)

• Podpora velk´eho rozsahu nov´ych sluˇzeb a pˇr´ısluˇsenstv´ı

• Dostateˇcn´y v´ykon i pˇri velk´em poˇctu uˇzivatel˚u

V roce 1991 se po Evropˇe zaˇcala s´ıt’ pomalu rozˇsiˇrovat a dodnes je nejpouˇz´ıvanˇejˇs´ım standardem na svˇetˇe (asi 70 % svˇetov´eho trhu¹). GSM standard pokraˇcuje s v´yvojem

1http://cs.wikipedia.org/wiki/Global_System_for_Mobile_Communications

schopnost´ı paketov´ych dat pˇridan´ych do standardu ve verzi z roku 1997 pod zkratkou GPRS. Vyˇsˇs´ı pˇrenosov´e rychlosti dat byly pˇredstaveny jako EDGE.

Jednou z kl´ıˇcov´ych vlastnost´ı je Subscriber Indentity Module, zn´am´a jako SIM karta.

Je to vyj´ımateln´a smart karta, obsahuj´ıc´ı informace potˇrebn´e k pˇrihl´aˇsen´ı uˇzivatele do s´ıtˇe, a je na n´ı uloˇzen telefonn´ı seznam a SMS. Hlavn´ım d˚uvodem pro r˚ust pouˇz´ıv´an´ı GSM, zvl´aˇstˇe mezi roky 1998 aˇz 2002, byla dostupnost pˇredplacen´eho vol´an´ı z telefon˚u oper´ator˚u.

To umoˇznilo lidem vlastnit mobiln´ı telefon i tehdy, pokud se nechtˇeli zavazovat smlouvou.

Struktura s´ıtˇe

• Syst´em z´akladnov´ych stanic

• S´ıt’ov´y a pˇrep´ınac´ı podsyst´em (ˇc´ast s´ıtˇe nejv´ıce podobn´a pevn´e s´ıti)

• Hlavn´ı s´ıt’ GPRS (voliteln´a ˇc´ast, kter´a umoˇzˇnuje internetov´e spojen´ı na b´azi paket˚u)

Poskytovan´e sluˇzby

Uskuteˇcnˇen´ı hovoru, zobrazen´ı ˇc´ısla volaj´ıc´ıho, zamezen´ı identifikace, pˇresmˇerov´an´ı, pozdrˇzen´ı hovoru, blokov´an´ı hovor˚u konferenˇcn´ı hovor, pˇrenos dat, SMS – Short Message Service - textov´e zpr´avy

V´yhody a nev´yhody s´ıtˇe GSM + Vyzr´al´a s´ıt’ s robustn´ımi vlastnostmi + Uvnitˇr budov se m´enˇe degraduje sign´al

+ Jednoduch´a zmˇena oper´atora s´ıtˇe pˇrehozen´ım SIM karty + Celosvˇetov´e pokryt´ı, roaming nen´ı probl´em

– TDMA pˇrenos interferuje s elektronikou, napˇr´ıklad se zvukov´ymi zesilovaˇci (viz 1.1.4) – S´ıtˇe tˇret´ı generace pouˇz´ıvaj´ı CDMA (viz 1.1.4)

– Intelektu´aln´ı vlastnictv´ı je koncentrov´ano mezi m´alo ´uˇcastn´ık˚u, kteˇr´ı vytv´aˇrej´ı bari´ery pro novˇe vstupuj´ıc´ı a limituj´ı soutˇeˇz mezi v´yrobci telefon˚u

– Maxim´aln´ı dosah z´akladnov´e buˇnky (35 km), omezen´ı technick´ymi limity

1.1.4 Seznam generac´ı a pouˇz´ıvan´ych mobiln´ıch standard˚u

OG - Nult´a generace

[6]Byl to standard pouˇz´ıvan´y v radiotelefonu, kter´y nˇekteˇr´ı lid´e mˇeli ve sv´em auto- mobilu pˇred vynalezen´ım mobiln´ıho telefonu. Telefonn´ı syst´emy byly analogov´e, nemˇely ˇ

z´adn´e k´odov´an´ı, takˇze hovory mohly b´yt odposlouch´av´any. Hovor byl poskytov´an jen polo- duplexnˇe, takˇze komunikace prob´ıhala pouze jedn´ım smˇerem, a uˇzivatel´e si pˇrep´ınali dobu kdy kter´a strana mluv´ı.

Seznam specifikac´ı viz 10.1.2

1G - Prvn´ı generace

Takzvan´a prvn´ı generace byla st´ale zaloˇzen´a na analogov´em pˇrenosu hlasu, ale sign´al mezi mobiln´ı jednotkou a z´akladnovou stanic´ı byl jiˇz digit´aln´ı. Pro telefonov´an´ı je jiˇz moˇzn´y pln´y duplex - oba ´uˇcastn´ıci hovoru mohou mluvit najednou.

Seznam specifikac´ı viz 10.1.2

2G - Druh´a generace

Vˇsechny sign´aly v s´ıti uˇz prob´ıhaj´ı digit´alnˇe. Pouˇz´ıv´a dva hlavn´ı zp˚usoby multiplexo- van´ı.² Metody Multiplexov´an´ı:

TDMA - Time Division Multiple Access – rozdˇeluje sign´al na ˇcasov´e ´useky (ti- mesloty), do kter´ych prokl´ad´a data r˚uzn´ych ´uˇcastn´ık˚u.

CDMA - Code Division Multiple Access – jednotliv´e sign´aly rozliˇsuje t´ım, ˇze kaˇzd´y z nich pouˇz´ıv´a odliˇsn´e (vhodnˇe navrˇzen´e) k´odov´an´ı.

V´yhody a nev´yhody:

+ Menˇs´ı spotˇreba energie na r´adiov´e sign´aly, ˇsetˇr´ı se baterie, kter´e mohou b´yt menˇs´ı + Zlepˇsen´ı kvality zvuku redukc´ı zdroj˚u ˇsumu

+ Pˇredstaven´ı nov´ych datov´ych sluˇzeb (SMS, emaily)

2Pˇrenos v´ıcero digit´aln´ıch sign´al˚u prostˇrednictv´ım jedin´eho sd´ılen´eho m´edia

+ Bezpeˇcnˇejˇs´ı k´odov´an´ı, mnohem h˚uˇre odposlouch´avateln´e – Slabˇs´ı nebo ˇz´adn´y sign´al v m´enˇe obydlen´ych oblastech – Pˇren´aˇsen´y hlas je redukov´an ztr´atovou kompres´ı

Seznam specifikac´ı viz 10.1.2

3G - Tˇret´ı generace

Sluˇzby spojen´e s touto generac´ı pˇredstavuj´ı schopnost pˇren´aˇset oboj´ı – hlas (tele- fonn´ı hovor) i data. Jej´ı rozvoj se zpomalil kv˚uli vysok´e cenˇe licenc´ı, z d˚uvodu oˇcek´av´an´ı vysok´ych zisk˚u z t´eto technologie. Nejd˚uleˇzitˇejˇs´ı sluˇzbou by mˇelo b´yt videotelefonov´an´ı.

Seznam specifikac´ı viz 10.1.2

4G - ˇCtvrt´a generace

Z´ˇadn´a definice t´eto generace zat´ım neexistuje, nicm´enˇe jej´ı budouc´ı rysy jsou pˇredpovˇediteln´e.

Ctvrt´ˇ a generace bude integrovan´y syst´em, plnˇe zaloˇzen´y na internetov´em protokolu.

Telefony a komunik´atory budou uzp˚usobeny na pˇr´ıjem a odes´ıl´an´ı dat velkou rychlost´ı.

Bude to syst´em s vysokou m´ırou kvality sluˇzeb a bezpeˇcnost´ı, nab´ızej´ıc´ı sluˇzby kdekoliv a kdykoliv za pˇrijatelnou cenu. Viz 10.1.2

1.2 V´ yvoj mobiln´ıch telefon˚ u

1.2.1 Vojensk´y radiotelefon

[8]Vˇse zaˇcalo jiˇz v roce 1940, kdy v poˇc´atc´ıch 2. svˇetov´e v´alky Paul Galvin, jeden ze za- kladatel˚u firmy Motorola, povˇeˇril sv˚uj t´ym vytvoˇrit prvn´ı pˇrenosn´y radiotelefon na svˇetˇe.

Ten nalezl sv´e uplatnˇen´ı v americk´e arm´adˇe pˇri ´utoku na Pearl Harbour i pˇri vylodˇen´ı v Normandii. Pracoval na frekvenci 3.6 MHz , s v´ystupn´ım v´ykonem 3W, pomˇernˇe sluˇsnou kapacitou baterie a s dosahem jedn´e m´ıle na pevninˇe a tˇr´ı nad slanou vodou. Spojaˇri v arm´adˇe byli naˇstˇest´ı dobˇre fyzicky pˇripraveni na noˇsen´ı velk´e tˇeˇzk´e v´ystroje.

1.2.2 Prvn´ı komerˇcnˇe vyuˇzit´y mobiln´ı telefon

[21]Prvn´ı prototyp mobiln´ıho telefonu se vˇsak zrodil aˇz roku 1973, kdy Dr. Mar- tin Cooper³ spolu se sv´ym t´ymem sestrojili prvn´ı funkˇcn´ı prototyp mobiln´ıho telefonu na svˇetˇe a jako prvn´ı v˚ubec volal bezdr´atov´ym telefonem. Cel´y v´yvoj trval pouze ˇsest t´ydn˚u, ale teprve po deseti letech zdokonalov´an´ı pˇriˇslo prvn´ı komerˇcn´ı vyuˇzit´ı tohoto revoluˇcn´ıho pˇr´ıstroje pod n´azvem Motorola DynaTAC 8000X⁴. O novinku byl ohromn´y z´ajem, i pˇres zav´adˇec´ı cenu stanovenou na 3995 dolar˚u, hmotnost okolo 800 g a rozmˇery 33 x 4.3 x 8.9 cm, d´ıky tˇemto parametr˚um se mu zaˇcalo ˇr´ıkat ”cihla”. Baterie vydrˇzela na jedno nabit´ı pouze 30 minut hovoru, pˇr´ıpadnˇe 8 hodin pohotovostn´ıho stavu, dob´ıjen´ı trvalo 10 hodin.

Obr´azek 1.1: Dr. Martin Cooper a Rudy Krolopp s r˚uzn´ymi variacemi p˚uvodn´ıho telefonu

[10]Roku 1989 Motorola uvedla mobiln´ı telefon MicroTAC s tzv. flipem – odklopn´ym krytem, kter´y br´an´ı nechtˇen´emu stisknut´ı tlaˇc´ıtek a z´aroveˇn je ide´aln´ı pro um´ıstˇen´ı mikro- fonu. Z´akladn´ı verzi postupnˇe rozˇs´ıˇr´ıli o vibraˇcn´ı vyzv´anˇen´ı, zmenˇsen´ı v´ahy, dokonce o gra- fick´y dvouˇr´adkov´y LED displej. Dalˇs´ım vylepˇsen´ım bylo ˇreˇsen´ı konstrukce, kdy odkl´apˇec´ı kryt chr´anil displej i kl´avesnici (Motorola StarTAC⁵).

Dalˇs´ı v´yrobci byli Nokia (dˇr´ıve Mobira), Siemens, Comvik a Ericsson, v oblasti Asie firmy Panasonic, Kyocera, Toshiba a Nippondenso. Pro uk´azky telefon˚u viz 10.1.3.

3http://content.answers.com/main/content/wp/en/1/1a/MotorolaCooper1982.jpg,

http://www.americanheritage.com/assets/images/articles/magazine/it/2007/3/2007_3_28.jpg

4oznaˇcen´ı mˇelo znamenat: Dynamic - dynamick´e, adaptive - adaptivn´ı, Total - ´upln´e, Area - ´uzemn´ı, Coverage - pokryt´ı

5http://galaxie.name/pic/741i1.jpg,

http://www.cellulartopic.com/admin/images/cellulari/339_motorola_startac85_1.jpg

Obr´azek 1.2: Motoroly MicroTac a StarTac 1.2.3 V´yvoj vzhledu a parametr˚u

Analogov´e mobiln´ı telefony prvn´ı generace byly podobnˇe jako prvn´ı mobiln´ı radiosta- nice velmi tˇeˇzk´e, rozmˇern´e, energeticky n´aroˇcn´e a drah´e. V t´eto dobˇe se o v´yvoj nejv´ıce zasadila Motorola, kter´a zavedla trend miniaturizace a l´ıbiv´eho designu.

Displeje prvn´ı analogov´ych mobiln´ıch telefon˚u se podobaly sp´ıˇse dneˇsn´ım kal- kulaˇck´am, byly monochromatick´e, vˇetˇsinou se liˇsily pouze barvou a poˇctem ˇr´adk˚u. Pozdˇeji pˇriˇsly grafick´e a v´ıceˇr´adkov´e displeje, kter´e zobrazovaly i nˇekter´e stavov´e informace, jako napˇr´ıklad stav baterie, ´uroveˇn sign´alu, vyzv´anˇec´ı profil apod.

Sign´al zajiˇst’ovaly zprvu velmi dlouh´e vysouvac´ı ant´eny, d´ıky kter´ym se v´yˇska pˇr´ıstroje mnohdy zdvojn´asobila. S kvalitnˇejˇs´ım pokryt´ım se ale zaˇcaly ant´eny zkracovat, a tak se postupem ˇcasu zmenˇsily do podoby jak´ehosi vyˇcuhuj´ıc´ıho ”ˇspal´ıku”.

Tehdejˇs´ı baterie toho opravdu moc nevydrˇzely - nˇekolik des´ıtek hodin pohotovosti a do 100 minut hovoru. Nav´ıc byly velmi tˇeˇzk´e a velk´e, mnohdy tvoˇrily vˇetˇs´ı ˇc´ast cel´eho pˇr´ıstroje. D´ıky teplotˇe baterie pˇri hovoru se dokonce nˇekter´ym mobiln´ım telefon˚um pˇrezd´ıvalo ”ˇzehliˇcky”.

Ze zaˇc´atku se telefonn´ı seznam pˇr´ıliˇs nevyskytoval, v tomto pˇr´ıpadˇe musel postaˇcit seznam ze SIM karty. U novˇejˇs´ıch mobil˚u prvn´ı generace dosahovala pamˇet’ seznamu ma- xim´alnˇe na 100 kontakt˚u, do kter´eho ˇslo uloˇzit pouze jm´eno a ˇc´ıslo.

V dobˇe mobiln´ıch telefon˚u prvn´ı generace byla sluˇzba SMS nadstandard, se kter´ym si nˇekter´e z prvn´ıch analogov´ych mobiln´ıch telefon˚u v˚ubec nerozumˇely. U dalˇs´ıch mobil˚u starˇs´ıho data ˇslo pˇrijatou SMS pˇreˇc´ıst, ale psan´ı jiˇz nebylo moˇzn´e.

Prvn´ı vyzv´anˇec´ı melodie nebyly pˇr´ıliˇs melodick´e, sv˚uj ´uˇcel ale plnily dokonale.

O v´ybˇeru z v´ıce druh˚u vyzv´anˇen´ı nemohla b´yt ani ˇreˇc. Nˇekter´e mobiln´ı telefony vˇsak nab´ıdly i vibraˇcn´ı vyzv´anˇen´ı.

1.2.4 Budoucnost

Jiˇz dnes nab´ızej´ı mobiln´ı telefony ˇradu nadstandardn´ıch funkc´ı, kter´e by se n´am moˇzn´a ani pˇred pˇeti lety ani nezd´aly. Jednobarevn´e displeje dostaly do v´ınku miliony barev, ˇcasto jednoduch´a zvonˇen´ı se promˇenila v mnohohlas´e re´aln´e vyzv´anˇen´ı, mobily se zmenˇsovaly.

Dnes telefony z nejvyˇsˇs´ıch tˇr´ıd nab´ızej´ı:

• pˇrehr´av´an´ı MP3, r´adio

• vestavˇen´y fotoapar´at mnohdy s automatick´ym zaostˇren´ım a LED diodami pro pˇrisv´ıcen´ı v noci

• ˇcidlo naklonˇen´ı mobilu pro automatick´e ot´aˇcen´ı fotky nebo obrazu displeje

• GPS modul pro zjiˇst’ov´an´ı polohy

• moˇznost ukl´ad´an´ı dat na pamˇet’ov´e karty

• pˇripojen´ı k poˇc´ıtaˇc˚um pˇres IRDA, Bluetooth

• pˇr´ıjem televizn´ıho sign´alu DVB-H

• datov´e funkce pro ˇcten´ı WWW obsahu, pos´ıl´an´ı mail˚u

• instant message komunik´atory⁶.

6komunikace zaloˇzen´a na principu odes´ıl´an´ı a pˇrij´ım´an´ı zpr´av v re´aln´em ˇcase

Kapitola 2

Java 2 Micro Edition

2.1 V´ yvoj mobiln´ı edice jazyka Java

[20]V´yvoj platformy Java se zaˇcal budovat na projektu Oak, kter´y byl urˇcen do mal´ych omezen´ych zaˇr´ızen´ı pro ovl´ad´an´ı vˇec´ı na d´alku, typicky ovladaˇc na televizi, cd pˇrehr´avaˇc.

Firmˇe Sun Microsystems⁷ se vˇsak nepodaˇrilo tento projekt prosadit ke spotˇrebitel˚um.

V t´e sam´e dobˇe zaˇc´ın´a vznikat veˇrejn´e povˇedom´ı o internetu, kter´e vytvoˇrilo popt´avku po webov´ych aplikac´ıch. Sun pˇrejmenoval Oak na Javu. Firma Netscape⁸ zakomponovala podporu pro Javu do sv´eho webov´eho prohl´ıˇzeˇce Netscape Navigator. Tak se svˇet sezn´amil s javov´ymi aplety.

Pˇrenositelnost mezi platformami, velice v´yznamn´a vlastnost, vzbudila bˇehem nˇekolika let z´ajem komerˇcn´ıch koncov´ych uˇzivatel˚u o programovac´ı jazyk Java a jeho potenci´al jako v´yvojov´e platformy pro samostatn´e aplikace. Ty potom mohly b´yt ps´any pouze jednou a bˇeˇzely jak na syst´emech Windows, tak i na unixov´ych syst´emech (Solaris, MacOsX, Linux, BSD), ˇc´ımˇz se sn´ıˇzily n´aklady na v´yvoj softwaru. Pro v´yvoj´aˇre Sun rychle rozˇs´ıˇril platformu o propracovanˇejˇs´ı uˇzivatelsk´e rozhran´ı, spolu s ˇradou funkc´ı pro distribuovan´e v´ypoˇcty a zdokonalen´e zabezpeˇcen´ı. Pˇrenositelnost programu je zajiˇstˇena prostˇred´ım pro bˇeh pro-

7Sun Microsystems, Inc – americk´a firma zaloˇzen´a v roce 1982 v Silicon Valley, Kalifornie. Vyr´ab´ı poˇc´ıtaˇce, zaloˇzen´e na vlastn´ıch procesorech SPARC, na operaˇcn´ım syst´emu Solaris, souborov´em syst´emu NFS, a software (platforma Java) a poskytuje sluˇzby zamˇeˇren´e na informaˇcn´ı technologie. N´azev spoleˇcnosti je odvozen z prvn´ıch p´ısmen Stanford University Network.

8Netscape Communications Corporation – aktivn´ı firma v internetov´em prostˇred´ı na poˇc´atku rozˇs´ıˇren´ı internetu (1994), vydala vlastn´ı internetov´y prohl´ıˇzeˇc. V roce 2003 byla odkoupena firmou AOL.

gramu, tzv. Virtual Machine (VM - virtu´aln´ı stroj), kter´y je nutn´y pro spuˇstˇen´ı programu.

Virtual Machine poskytuje programu prostˇredky i zprostˇredkov´av´a pˇr´ıstupy k hardwaru, pamˇeti...

Neˇz doˇslo k tomu, ˇze spoleˇcnost Sun poprv´e vydala platformu Java 2 sv´ym z´akazn´ık˚um, bylo ji nutn´e rozdˇelit na nˇekolik ˇc´ast´ı. Standardn´ı funkcionalita, povaˇzovan´a za minim´aln´ı podporu vyˇzadovanou pro libovoln´e prostˇred´ı Java, je v bal´ıku s n´azvem Java 2 Standard Edition (J2SE). Spoleˇcnost Sun tak´e reagovala na rostouc´ı z´ajem o pouˇzit´ı Javy pˇri v´yvoji na podnikov´e ´urovni a v prostˇred´ı aplikaˇcn´ıch server˚u pomoc´ı verze Java 2 Enterprise Edition (J2EE).

Ironi´ı osudu je, ˇze zat´ımco spoleˇcnost Sun vyv´ıjela Javu pro internet a komerˇcn´ı pro- gramov´an´ı, zaˇcala r˚ust popt´avka po Javˇe na menˇs´ıch zaˇr´ızen´ıch a dokonce i na ˇcipov´ych kart´ach, coˇz vracelo Javu ke koˇren˚um. Tyto platformy pˇristupuj´ı jinak k probl´emu redu- kov´an´ı, aby se nevyˇcerpaly dostupn´e syst´emov´e prostˇredky. V jist´em smyslu proto kaˇzd´a z tˇechto zredukovan´ych platforem reprezentuje ´uˇcelov´e ˇreˇsen´ı dan´eho probl´emu.

2.1.1 Javov´e platformy pro mal´a zaˇr´ızen´ı

Popis alternativn´ıch platforem srovn´avan´ych s J2ME. Platformy jsou zaloˇzeny na b´azi JDK 1.1 (Java Development Kit 1.1)⁹

JavaCard

JavaCard je platforma zamˇeˇren´a na technologii smart card, tedy chytr´a karta. Tyto karty jsou nejmenˇs´ım prostˇred´ım, pro kter´e existuje javov´a platforma. Omezen´ı tˇechto zaˇr´ızen´ı jsou takov´a, ˇze virtu´aln´ı stroj JavaCard a mal´a podporovan´a sada knihoven ja- vov´ych tˇr´ıd vyˇzaduj´ı jen asi 16 KB st´ale pamˇeti a 512 bajt˚u energeticky z´avisl´e pamˇeti.

S´ıˇˇre zad´an´ı J2ME nesah´a k platform´am s tak mal´ymi prostˇredky, takˇze neexistuje ˇz´adn´a konfigurace J2ME, kter´a by byla vhodn´a pro souˇcasnou generaci chytr´ych karet.¹⁰

9Pˇredch˚udce v´yvoj´aˇrsk´eho kitu 2

10Specifikace, viz http://java.sun.com/products/javacard/

EmbeddedJava

EmbeddedJava je platforma, kter´a se pouˇz´ıv´a k tvorbˇe softwaru pro zakomponovan´a zaˇr´ızen´ı. Tato zaˇr´ızen´ı maj´ı obvykle 32 bitov´y procesor s 512 KB ROM a 512 KB RAM k dispozici pro VM, knihovny tˇr´ıd a zakomponovanou aplikaci. Protoˇze zakomponovan´a zaˇr´ızen´ı obecnˇe slouˇz´ı pouze k jednomu ´uˇcelu, nen´ı nutn´e obs´ahnout ty ˇc´asti javov´e plat- formy, kter´e dan´a aplikace nevyˇzaduje. M´a-li se fin´aln´ı produkt vej´ıt do dostupn´e pamˇeti, EmbeddedJava umoˇzˇnuje implement´atorovi odstranit jak´ykoli bal´ıˇcek nebo tˇr´ıdu, kter´a nen´ı potˇreba. Specifikace platformy EmbeddedJava definuje pouze maxim´aln´ı moˇzn´y ob- sah platformy a nikoli jej´ı minimum (coˇz je pˇr´ıpad specifikac´ı J2ME). Od 1. ledna 2003 nen´ı podporov´ana. V´yvoj´aˇri zakomponovan´ych prostˇred´ı se mus´ı obr´atit na CLDC (viz 2.2.2) a jeden z jeho profil˚u, kter´y je zamˇeˇren na zaˇr´ızen´ı s podobn´ymi prostˇredky.¹¹

PersonalJava

PersonalJava je urˇcena pro mnohem obecnˇejˇs´ı aplikaˇcn´ı prostˇred´ı neˇz EmbeddedJava.

C´ılov´a zaˇr´ızen´ı pro Osobn´ı Javu maj´ı aˇz 2 MB ROM a alespoˇn 1 MB RAM k dispozici pro samotnou javovou platformu a nav´ıc dalˇs´ı pamˇet’ potˇrebnou pro aplikaˇcn´ı software. Per- sonalJava obsahuje plnˇe funkˇcn´ı javov´y VM. V´yvoj´aˇri na platformˇe PersonalJava by mˇeli pouˇz´ıvat CDC (viz 2.2.2) jako migraˇcn´ı cestu na platformu Java 2 a vyuˇzit´ı profil˚u Osobn´ı z´aklad a Osobn´ı, protoˇze PersonalJava obsahuje souˇc´asti uˇzivatelsk´eho rozhran´ı.¹²

2.2 Platforma J2ME

2.2.1 Srovn´an´ı J2ME s J2SE(J2EE)

13 Z´akladn´ı rozdˇelen´ı by se dalo definovat takto:

J2SE – Java 2 Standard Edition je standardn´ı edic´ı jazyka Java 2, obsahuje standardn´ı j´adro tˇr´ıd. Je nejpouˇz´ıvanˇejˇs´ı, lid´e v n´ı p´ıˇs´ı bˇeˇzn´e aplety a aplikace.

11Specifikace, viz http://java.sun.com/products/embeddedjava/

12Specifikace, viz http://java.sun.com/products/personaljava/

13http://community.java.net/images/community/welcomeMobileEmbedded2.png

Obr´azek 2.1: Duke - maskot Javy

J2EE – Java 2 Enterprise Edition obsahuje tˇr´ıdy, kter´e uˇz pˇrekraˇcuj´ı vyuˇzitelnost v J2SE.

Nav´ıc poskytuje server-side tˇr´ıdy jako Servlety¹⁴ a Enterprise Java Bean¹⁵. Tak´e ob- sahuje bezpeˇcnostn´ı API, XML API, Java Mail API, Java Messaging Service API a mnoho dalˇs´ıch. Vyuˇzit´ı m´a pˇredevˇs´ım v podnikov´e sf´eˇre.

J2ME – Java 2 Enterprise Edition je platformou pro mal´e pˇrenosn´e pˇr´ıstroje - PDA nebo mobiln´ı telefony. Programy mus´ı b´yt mal´y a nesm´ı potˇrebovat mnoho v´ypoˇcetn´ıho v´ykonu a pamˇeti.

[5]Narozd´ıl od oblast´ı stoln´ıch poˇc´ıtaˇc˚u a server˚u, kter´e vyuˇz´ıvaj´ı J2SE a J2EE, obsahuje tzv. mikrosvˇet daleko rozmanitˇejˇs´ı ˇsk´alu zaˇr´ızen´ı s mnohem rozd´ılnˇejˇs´ımi schopnostmi, takˇze pro nˇe nen´ı moˇzn´e vytvoˇrit jedin´y softwarov´y produkt. Obr´azek 2.2 ukazuje rozdˇelˇen´ı platformy Java na zaˇr´ızen´ı¹⁶.

J2ME proto nen´ı jedinou entitou, ale souborem specifikac´ı, jeˇz definuj´ı urˇcitou ˇ

c´ast platformy. Kaˇzd´a z nich se hod´ı pro danou podmnoˇzinu cel´e kolekce spotˇrebn´ıch zaˇr´ızen´ı, kter´a spadaj´ı do jeho zad´an´ı. Podmnoˇzina ´upln´eho programovac´ıho prostˇred´ı Javy pro urˇcit´e zaˇr´ızen´ı se definuje jedn´ım nebo v´ıce profily [2.2.3], kter´e rozˇsiˇruj´ı z´akladn´ı schopnosti konfigurace [2.2.2]. Konfigurace a profil, kter´e se hod´ı pro dan´e zaˇr´ızen´ı, z´avisej´ı na povaze dan´eho hardwaru i na c´ılov´e oblasti trhu (viz obr´azek 2.3).

14Dynamick´y obsah webov´eho serveru

15R´ıd´ıc´ı serverov´ˇ a aplikace na modul´arn´ı konstrukci enterprise aplikac´ı

16http://java.sun.com/javame/img/javame_components.gif

Obr´azek 2.2: Platforma Java 2.2.2 Konfigurace

Konfigurace je specifikace definuj´ıc´ı softwarov´e prostˇred´ı pro nˇejakou ˇsk´alu zaˇr´ızen´ı, kter´a je urˇcena sadou charakteristik, na nˇeˇz se specifikace spol´eh´a. Jde o tyto charakteris- tiky:

• Typ a velikost dostupn´e pamˇeti

• Typ a frekvence procesoru

• Typ s´ıt’ov´eho pˇripojen´ı, kter´e m´a zaˇr´ızen´ı k dispozici

Konfigurace m´a reprezentovat minim´aln´ı platformu pro dan´e c´ılov´e zaˇr´ızen´ı, pˇriˇcemˇz se nedefinuj´ı ˇz´adn´e voliteln´e funkce. Maj´ı-li se v´yvoj´aˇri spol´ehat na konzistentn´ı progra- movac´ı prostˇred´ı a s jeho pomoc´ı tak´e vytv´aˇret aplikace, kter´e jsou co nejv´ıce nez´avisl´e na zaˇr´ızen´ı, mus´ı v´yrobci hardwaru danou specifikaci plnˇe implementovat.

Kaˇzd´a konfigurace se skl´ad´a z virtu´aln´ıho stroje Javy (VM - Virtual Machine) a stan- dardn´ı kolekce javov´ych tˇr´ıd, kter´e poskytuj´ı programovac´ı prostˇred´ı pro aplikaˇcn´ı soft- ware. Omezen´ı procesoru a pamˇeti (zvl´aˇstˇe u levnˇejˇs´ıch zaˇr´ızen´ı) mohou znemoˇznit, aby virtu´aln´ı stroj VM v J2ME podporoval vˇsechny z funkc´ı Javy nebo instrukˇcn´ı bajtov´e k´ody a softwarovou optimalizaci, kter´e poskytuje VM v J2SE.

Obr´azek 2.3: Softwarov´e vrstvy

Konfigurace tak´e obsahuje standardn´ı sadu tˇr´ıd jazyka Java. T´ım se podporuje ma- xim´aln´ı moˇzn´a sluˇcitelnost mezi aplikacemi psan´ymi pro r˚uzn´e platformy J2ME i aplika- cemi psan´ymi pomoc´ı J2SE.

J2ME mus´ı vyuˇz´ıvat tˇr´ıdy a bal´ıˇcky J2SE, kdekoli je to moˇzn´e. V´ysledkem je, ˇze vˇse, co se pouˇz´ıv´a v J2SE, lze uplatnit v J2ME. Zaˇclen´ı-li se tˇr´ıda J2SE do J2ME, nemo- hou se k n´ı pˇrid´avat nov´e metody ani veˇrejn´e promˇenn´e. Stejnˇe tak se nemohou pˇrid´avat nov´e tˇr´ıdy do bal´ıˇcku J2SE. Tato pravidla zajiˇst’uj´ı, ˇze zdrojov´y k´od psan´y na J2ME a pouˇz´ıvaj´ıc´ı pouze tˇr´ıdy sd´ılen´e s J2SE bude moˇzn´e kompilovat a pracovat s n´ım na J2SE.

To umoˇzˇnuje sd´ılen´ı zdrojov´eho k´odu mezi platformami.

J2ME v souˇcasnosti definuje dvˇe konfigurace:

Konfigurace CLDC (Connected Limited Device Configuration)

CLDC je urˇcena pro n´ızko´urovˇnovou oblast spotˇrebn´ı elektroniky. Typickou platfor- mou CLDC je mobiln´ı telefon ˇci organiz´er PDA s pˇribliˇznˇe 512 KB voln´e pamˇeti. Z tohoto d˚uvodu je CLDC tˇesnˇe spojena s tzv. bezdr´atovou Javou (Wireless Java) (viz 2.2.6), jej´ımˇz c´ılem je umoˇznit uˇzivatel˚um mobiln´ıho telefonu n´akup a staˇzen´ı mal´ych javov´ych aplikac´ı, zn´am´ych pod pojmem midlety (viz 2.2.5), na sv´a zaˇr´ızen´ı. Velk´e a rostouc´ı mnoˇzstv´ı pro- dejc˚u mobiln´ıch telefon˚u podepsalo dohodu se spoleˇcnost´ı Sun Microsystems, kter´a jim umoˇzˇnuje tuto technologii pouˇz´ıvat. Proto je velmi pravdˇepodobn´e, ˇze poˇcet pˇr´ıstroj˚u programovateln´ych v jazyce Java st´ale poroste.

Referenˇcn´ı implementace obsahuje zdrojov´y k´od i bin´arn´ı produkt pro platformy Win- dows, Solaris a Linux. Obsahuje tak´e virtu´aln´ı stroj KVM, tedy Kilobyte Virtual Machine.

Jde o VM s redukovan´ymi funkcemi, kter´y m´a velmi malou spotˇrebu pamˇeti a integrovan´y spr´avce pamˇeti, optimalizovan´y pro prostˇred´ı s omezenou pamˇet´ı. Programovac´ım ome- zen´ım je nemoˇznost deklarace promˇenn´ych a pouˇz´ıv´an´ı metod vracej´ıc´ıch hodnoty typu float a double.

Konfigurace CDC (Connected Device Configuration)

CDC se zamˇeˇruje na potˇreby zaˇr´ızen´ı, kter´a leˇz´ı mezi CLDC a ´upln´ymi stoln´ımi syst´emy, na nichˇz bˇeˇz´ı platforma J2SE. Tato zaˇr´ızen´ı maj´ı v´ıce pamˇeti i v´ykonnˇejˇs´ı procesory, a mohou proto podporovat daleko ´uplnˇejˇs´ı softwarov´e prostˇred´ı Javy. CDC lze naj´ıt v draˇzˇs´ıch organiz´erech PDA, chytr´ych telefonech (Smartphone) a inteligentn´ıch doplˇnkov´ych zaˇr´ızen´ıch set-top box. Podle specifikace je potˇreba minim´alnˇe 2 MB pamˇeti pro virtual machine a jeho knihovny, rychl´e s´ıt’ov´e trval´e pˇripojen´ı a 32-bitov´y procesor.

Referenˇcn´ı implementace obsahuje produkt jen jako zdrojov´y k´od pro Linux a operaˇcn´ı syst´em v re´aln´em ˇcase Wind River (VxWorks)¹⁷. V tomto produktu je virtu´aln´ı stroj s n´azvem CVM, kter´y implementuje pln´y rozsah funkc´ı VM v J2SE tak, jak vyˇzaduje specifikace CDC.

2.2.3 Profily

Profil doplˇnuje konfiguraci prostˇrednictv´ım pˇrid´an´ı dalˇs´ıch tˇr´ıd, kter´e poskytuj´ı funkce vhodn´e pro urˇcit´y druh zaˇr´ızen´ı nebo pro specifick´y segment trhu.

Profily konfigurace CLDC

Profil MIDP (Mobile Information Device Profile) Tento profil pˇrid´av´a do CLDC s´ıt’ov´e sluˇzby, souˇc´asti uˇzivatelsk´eho rozhran´ı a m´ıstn´ı ´uloˇzn´y prostor. Profil je zamˇeˇren zvl´aˇstˇe na omezen´y displej a ´uloˇzn´e prostˇredky mobiln´ıch telefon˚u, a proto poskytuje

17Unixov´y realtimov´y operaˇcn´ı syst´em. Obsahuje v´ıce´ulohov´e j´adro, preemptivn´ı pl´anov´an´ı, rychlou odezvu pˇreruˇsen´ı, obs´ahlou meziprocesn´ı komunikaci, synchronizaˇcn´ı prostˇredky a filesystem.

relativnˇe jednoduch´e uˇzivatelsk´e rozhran´ı a z´akladn´ı s´ıt’ov´e sluˇzby na z´akladˇe HTTP 2.0.

MIDP je nejzn´amˇejˇs´ı profil J2ME. V´ıce ve zvl´aˇstn´ı podkapitole 2.2.5.

Profil PDA (PDAP) Profil je podobn´y jako MIDP, ale je urˇcen pro organiz´ery PDA, kter´e maj´ı lepˇs´ı displeje a v´ıce pamˇeti neˇz mobiln´ı telefony. Nab´ız´ı d˚umyslnˇejˇs´ı knihovnu uˇzivatelsk´eho rozhran´ı a rozhran´ı na b´azi Javy pro pˇr´ıstup k uˇziteˇcn´ym funkc´ım hosti- telsk´eho operaˇcn´ıho syst´emu.

Profily konfigurace CDC

Z´akladov´y profil (Foundation Profile) Z´akladov´y profil rozˇs´ıˇr´ı CDC o t´emˇeˇr vˇsechny standardn´ı knihovny, kter´e obsahuje j´adro Javy 2. Jak naznaˇcuje n´azev, jeho z´amˇerem je pouˇzit´ı jako z´aklad pro vˇetˇsinu ostatn´ıch profil˚u CDC.

Profily Osobn´ı z´aklad (Personal Basis) a Osobn´ı (Personal) Profil Osobn´ı z´aklad pˇrid´a z´akladn´ı funkce uˇzivatelsk´eho rozhran´ı k z´akladov´emu profilu. Jeho z´amˇerem je pouˇzit´ı na zaˇr´ızen´ıch, jeˇz maj´ı jednoduch´e schopnosti uˇzivatelsk´eho rozhran´ı, a proto neumoˇzˇnuj´ı najednou v´ıce aktivn´ıch oken neˇz pouze jedin´e. Platformy, kter´e podporuj´ı sloˇzitˇejˇs´ı uˇzivatelsk´e rozhran´ı, budou naopak pouˇz´ıvat Osobn´ı profil.

Profil RMI Profil RMI pˇrid´a k z´akladov´emu profilu knihovny pro vzd´alen´e vyvol´av´an´ı metod J2SE. Podporuje se jen klientsk´a strana tohoto API.

2.2.4 Specifikace J2ME

Vˇsechny konfigurace a profily J2ME se vyv´ıjely jako souˇc´ast procesu JCP (Java Com- munity Process¹⁸- logo viz 2.4). JCP d´av´a dohromady vedouc´ı akt´ery relevantn´ıch odvˇetv´ı s c´ılem dohodnout se na spoleˇcn´e specifikaci, podle kter´e vˇsichni musej´ı navrhovat svoje produkty. Kaˇzd´a konfigurace (nebo profil) zaˇcala jako ˇz´adost JSR (Java Specification Request) popisuj´ıc´ı zad´an´ı pr´ace, kter´a m´a b´yt udˇel´ana, a pˇredkl´adaj´ıc´ı n´astin oblast´ı, kter´e se maj´ı pokr´yt. Sestaven´a skupina odborn´ık˚u vytvoˇr´ı specifikaci, kter´a je pak vy- stavena vnitˇrn´ımu hlasov´an´ı a revizi pˇredt´ım, neˇz se zpˇr´ıstupn´ı veˇrejn´emu posouzen´ı.

18http://jcp.org/images/common/masthead.gif

Po veˇrejn´e recenzi a pˇr´ıpadn´e posledn´ı revizi se vytvoˇr´ı fin´aln´ı n´avrh a ˇz´adost JSR je hotova.¹⁹ [3]Tabulka jiˇz vypracovan´ych JSR viz tabulka 2.1 a obr´azek 2.5. Tabulka jeˇstˇe nevydan´ych zpracov´avan´ych JSR viz tabulka 10.4. Mezi ´uˇcastn´ıky schvaluj´ıc´ımi ˇz´adosti jsou napˇr´ıklad firmy IBM, Ericsson AB, Intel Corp., Matsushita Electric Industrial Co., Motorola, Nokia Corporation, Orange France SA, Philips Electronics UK Ltd, Research In Motion, Samsung Electronics Corporation, Siemens AG, Sony Ericsson Mobile Commu- nications AB, Sun Microsystems, Inc., Symbian Ltd a Vodafone Group Services Limited.

Obr´azek 2.4: Logo JSR

Tabulka 2.1:Vypracovan´e JSR (prosinec 2006)

Configurations

JSR 30 + 139 CLDC Connected, Limited Device Configuration (+ 1.1) JSR 36 + 218 CDC Connected Device Configuration (+ 1.1)

Profiles

JSR 37 + 118 MIDP Mobile Information Device Profile (+ 2.0)

JSR 75 PDAP PDA Profile

JSR 46 + 219 FP Foundation Profile (+ 1.1) JSR 129 + 217 PBP Personal Basis Profile (+ 1.1) JSR 62 + 215 PP Personal Profile (+ 1.1) JSR 195 IMP Information Module Profile

JSR 228 IMP-NG Information Module Profile - Next Generation Optional Packages

JSR 75 PIM PDA Optional Packages for the J2ME Platform JSR 82 BTAPI Java APIs for Bluetooth

JSR 120 + 205 WMA Wireless Messaging API (+ 2.0) JSR 135 MMAPI Mobile Media API

Pokraˇcov´an´ı na dalˇs´ı stranˇe

19Aktu´aln´ı seznam ˇz´adost´ı JSR je na webov´em serveru JCP http://jcp.org/en/jsr/all

Tabulka 2.1:Vypracovan´e JSR (prosinec 2006)

JSR 164 JAIN SIMPLE Presence

JSR 165 JAIN SIMPLE Instant Messaging

JSR 172 J2ME Web Services

JSR 177 SATSA Security and Trust Services API for J2ME

JSR 179 Location API for J2ME

JSR 180 SIP SIP API for J2ME

JSR 184 3D Mobile 3D Graphics API for J2ME

JSR 186 JAIN Presence

JSR 187 JAIN Instant Messaging

JSR 190 Event Tracking API for J2ME

JSR 209 Advanced Graphics and User Interface Optional Package for J2ME Platform

JSR 211 CHAPI Content Handling API

JSR 213 Micro WSCI Framework for J2ME

JSR 214 Micro BPSS for J2ME Devices

JSR 226 Scalable 2D Vector Graphics API

JSR 229 Payment API

JSR 230 Data Sync API

JSR 232 Mobile Operational Management JSR 234 Advanced Multimedia Supplements JSR 238 Mobile Internationalization API

JSR 239 Java Bindings for OpenGL ES

JSR 246 Device Management API

JSR 253 Mobile Telephony API (MTA)

2.2.5 Profil MIDP a midlety

20[7]Samotn´e uˇzit´ı konfigurace CLDC pro v´yvoj softwaru je velice nepravdˇepodobn´y, jelikoˇz neobsahuje ˇz´adn´e prostˇredky pro interakci s uˇzivatelem, ´uloˇzn´ymi zaˇr´ızen´ımi a s´ıt´ı.

Proto se na z´akladn´ı vrstvˇe CLDC stav´ı profily, poskytuj´ıc´ı chybˇej´ıc´ı aplikaˇcn´ı rozhran´ı.

20Popis profilu MIDP verze 2.0

Obr´azek 2.5: JSR

Profil MIDP je urˇcen´y pro pouˇzit´ı na mal´ych zaˇr´ızen´ıch s omezen´ym uˇzivatelsk´ym roz- hran´ım v podobˇe mal´eho displeje a limitovan´e schopnosti vstupu, takˇze pˇredevˇs´ım mobiln´ı telefony, obousmˇern´e pagery a mal´e organiz´atory PDA.²¹

Jelikoˇz specifikace MIDP obsahuje znaˇcn´e mnoˇzstv´ı tˇr´ıd rozˇsiˇruj´ıc´ıch z´akladn´ı konfi- guraci, zvˇetˇsily se i n´aroky na pamˇet’. Vyˇzaduje 256 kB RAM a 128 kB pamˇeti pro bˇeh VM.

Aplikace MIDP se naz´yvaj´ı midlety. Midlety mohou pouˇz´ıvat pˇr´ımo prostˇredky MIDP i rozhran´ı, jeˇz dˇed´ı od vlastn´ı CLDC. Midlety nejsou pˇrenosn´e mezi zaˇr´ızen´ımi.

V´yrobci zaˇr´ızen´ı obvykle pouˇz´ıvaj´ı referenˇcn´ı implementaci od spoleˇcnosti Sun.

Jako souˇc´ast sv´e implementace zpravidla zaˇclen´ı dalˇs´ı k´od poskytuj´ıc´ı dalˇs´ı funkce - insta- laci, spr´avu a odstranˇen´ı midletu. Jak ukazuje obr´azek 2.6, tento OEM k´od m˚uˇze pouˇz´ıvat prostˇredky MIDP i CLCD a je z´avisl´y na hostitelsk´em operaˇcn´ım syst´emu. Nˇekter´e souˇc´asti standardn´ıho softwaru MIDP jsou samy z´avisl´e na zaˇr´ızen´ı, obvykle souˇc´asti pod- pory s´ıt’ov´ych funkc´ı, uˇzivatelsk´eho rozhran´ı a k´odu poskytuj´ıc´ıho trval´e ´uloˇziˇstˇe.

21Upln´´ a specifikace na http://jcp.org/en/jsr/detail?id=118

Obr´azek 2.6: Mobiln´ı prostˇred´ı

Od v´yrobc˚u se oˇcek´av´a portov´an´ı referenˇcn´ı implementace na vlastn´ı hardware a soft- ware a vytvoˇren´ı k´odu pˇremost’uj´ıc´ıho mezery mezi referenˇcn´ı implementac´ı od Sunu, hard- warem a operaˇcn´ım syst´emem.

Hardwarov´e poˇzadavky MIDP

Pamˇet’ – Vyˇzaduje se nejm´enˇe 128 kB dostupn´e pamˇeti RAM. Kromˇe toho mus´ı b´yt k dispozici alespoˇn 32 kB pro javov´y z´asobn´ık, coˇz je velmi omezuj´ıc´ı pro v´yvoj´aˇre, kter´y mus´ı optimalizovat program, dobˇre alokovat objekty a udrˇzovat v pamˇeti jen ob- jekty bezpodm´ıneˇcnˇe nutn´e. Vedle poˇzadovan´e RAM mus´ı b´yt poskytnuto jeˇstˇe 8 kB pamˇeti pro trval´e ´uloˇziˇstˇe, kde mohou midlety ukl´adat informace, aniˇz by hrozila jejich ztr´ata pˇri vypnut´ı zaˇr´ızen´ı. Toto uloˇziˇstˇe nen´ı garantov´ano pˇri v´ymˇenˇe bateri´ı, takˇze se od zaˇr´ızen´ı pˇredpokl´ad´a nˇejak´ym zp˚usobem z´alohovan´ı tohoto obsahu do trval´e pamˇeti.

Displej – Charakteristick´e jsou mal´e displeje. Specifikace vyˇzaduje alespoˇn rozliˇsen´ı 96x54 pixel˚u (ˇs´ıˇrka x v´yˇska), ˇctvercovou velikost pixelu a alespoˇn 2 zobraziteln´e barvy. Nov´e telefony a PDA uˇz maj´ı i v´ıce neˇz 160 pixel˚u v obou rozmˇerech a pod- poruj´ı i 65 536 barev. Tak ˇsirok´y rozsah schopnost´ı pˇredstavuje znaˇcn´e probl´emy pro v´yvoj´aˇre, kteˇr´ı chtˇej´ı napsat pˇrenositeln´y midlet.

Vstupn´ı zaˇr´ızen´ı – Nˇekter´e pˇr´ıstroje disponuj´ı plnou alfanumerickou kl´avesnici, jin´e pˇr´ıstroje maj´ı dotykov´y displej a rozpozn´avaj´ı napsan´y text, kter´y pak pˇrevedou.

Tyto kl´avesnice se diametr´alnˇe liˇs´ı od tˇech jednoduch´ych, kter´e jsou na mobiln´ıch te-

lefonech, kde se snadno zad´avaj´ı ˇc´ısla, ale pro psan´ı znak˚u vyˇzaduj´ı v´ıcero stisknut´ı.

Mnoˇzina rozˇs´ıˇren´ych nealfanumerick´ych znak˚u je tak´e omezen´a.

Specifikace tedy vyˇzaduje kl´avesnici s 10-ti numerick´ymi znaky (0-9), kl´avesou pro v´ybˇer (potvrzen´ı) a ˇctyˇrmi kurzorov´ymi kl´avesami.

Pˇripojen´ı – Mobiln´ı zaˇr´ızen´ı maj´ı urˇcit´e pˇripojen´ı do s´ıtˇe, at’ uˇz bezdr´atov´e nebo zvl´aˇstn´ı modem na PDA. MIDP nepˇredpokl´ad´a trval´e pˇripojen´ı do s´ıtˇe, nebo ˇze je podporov´an protokol HTTP. Poˇzaduje pouze iluzi toho, ˇze zaˇr´ızen´ı protokol podporuje, a to bud’

pˇres z´asobn´ık internetov´eho protokolu (IP Stack) nebo pˇremostˇen´ım bezdr´atov´eho pˇripojen´ı pˇres br´anu WAP.

Softwarov´e poˇzadavky MIDP

• Operaˇcn´ı syst´em mus´ı poskytovat chr´anˇen´e prostˇred´ı pro bˇeh program˚u, v nˇemˇz m˚uˇze JVM bˇeˇzet. Protoˇze CLDC podporuje vl´aknov´e schopnosti J2SE, mˇela by hostitelsk´a platforma v´ıcevl´aknov´y bˇeh podporovat.

• Je vyˇzadov´ana nˇejak´a forma podpory s´ıt’ov´ych funkc´ı. V pˇr´ıpadˇe zaˇr´ızen´ı, kter´a vhodn´e rozhran´ı nenab´ızej´ı, mus´ı v´yrobce poskytnout prostˇredky, kter´e HTTP pˇremost´ı ze s´ıtˇe zaˇr´ızen´ı aˇz na internet.

• Software mus´ı poskytovat pˇr´ıstup k syst´emov´e kl´avesnici. Syst´em mus´ı b´yt schopen generovat ud´alosti pˇri stisku a uvolnˇen´ı kl´aves.

• Nutn´y je pˇr´ıstup k obrazovce, jako by se jednalo o bitovˇe mapovan´e grafick´e zaˇr´ızen´ı.

• Platforma mus´ı poskytovat nˇejak´e softwarov´e rutiny pro ukl´ad´an´ı na trval´e ´uloˇziˇstˇe.

Bezpeˇcnost midlet˚u

V Javˇe je na bezpeˇcnost kladen velk´y d˚uraz. Z d˚uvod˚u omezen´eho mnoˇzstv´ı zdroj˚u na mal´em zaˇr´ızen´ı byl koncept bezpeˇcnosti pro CLDC oproti standardn´ı edici Javy zjed- noduˇsen. Tento koncept zahrnuje tˇri ´urovnˇe - n´ızko´urovˇnovou bezpeˇcnost na ´urovni virtual machine, bezpeˇcnost na ´urovni aplikace a end-to-end bezpeˇcnost.

• N´ızko´urovˇnov´a bezpeˇcnost na ´urovni virtu´aln´ıho stroje – Tento typ bezpeˇcnosti zaruˇcuje, ˇze budou spuˇstˇeny pouze javov´e tˇr´ıdy, kter´e nemohou sv´ym bˇehem poˇskodit zaˇr´ızen´ı, kde aplikace bˇeˇz´ı. Javov´e tˇr´ıdy jsou po pˇrekladu do bajtk´odu preverifikov´any

(pˇredovˇeˇreny). T´ımto procesem jsou do class soubor˚u pˇrid´any dodateˇcn´e atributy.

Na zaˇr´ızen´ı prob´ıh´a na z´akladˇe tˇechto atribut˚u verifikace, kter´a ovˇeˇr´ı, ˇze aplikace nem˚uˇze poˇskodit pamˇet’ mimo r´amec pamˇeti alokovan´e aplikac´ı. Pokud jsou atributy preverifikace neplatn´e nebo chyb´ı, je aplikace odm´ıtnuta.

• Bezpeˇcnost na ´urovni aplikace – Aplikace m˚uˇze pouˇz´ıt pouze ty knihovny a zdroje, kter´e j´ı umoˇzn´ı aplikaˇcn´ı prostˇred´ı. Z´akladem je model sandbox (p´ıskoviˇstˇe), kde apli- kace bˇeˇz´ı v omezen´em prostˇred´ı, jehoˇz hranice nem˚uˇze pˇrekroˇcit. Toto prostˇred´ı splˇnuje n´asleduj´ıc´ı body:

– Staˇzen´ı, instalace a provoz javov´e aplikace zajiˇst’uje standardn´ı mechanismus, kter´y program´ator nem˚uˇze ˇz´adn´ym zp˚usobem ovlivnit.

– Aplikace m´a k dispozici pouze knihovny CLDC, MIDP a knihovny pˇridan´e nav´ıc v´yrobcem zaˇr´ızen´ı.

– Sada nativn´ıch funkc´ı pˇr´ıstupn´a virtu´aln´ımu stroji je uzavˇren´a, aplikace nem˚uˇze nahr´at ˇz´adnou dalˇs´ı knihovnu rozˇsiˇruj´ıc´ı pˇr´ıstup k nativn´ım funkc´ım poskyt- nut´ym v´yrobcem zaˇr´ızen´ı.

D´ale jsou chr´anˇeny syst´emov´e knihovny. Aplikace je nesm´ı pˇredefinovat ani do nich pˇrid´avat nov´e tˇr´ıdy.

• End-to-end bezpeˇcnost – Zahrnuje bezpeˇcnost transakce mezi zaˇr´ızen´ım a napˇr´ıklad serverem um´ıstˇen´ym v internetu. Tento typ bezpeˇcnosti CLDC pˇr´ımo nepopisuje, je aˇz souˇc´ast´ı profilu MIDP 2.0, kde bylo pˇrid´ano HTTPS spojen´ı, zajiˇst’uj´ıc´ı tuto bezpeˇcnost. Profil MIDP 1.0 tuto ´uroveˇn bezpeˇcnosti jeˇstˇe nezahrnoval.

Do specifikace MIDP 2.0 byl pˇrid´an mechanismus podpisov´an´ı aplikac´ı s ohledem na jejich d˚uvˇeryhodnost:

• Nepodepsan´e – ned˚uvˇeryhodn´e

• Podepsan´e – d˚uvˇeryhodn´e

Rozd´ıl mezi d˚uvˇeryhodn´ymi a ned˚uvˇeryhodn´ymi sadami midlet˚u spoˇc´ıv´a v tom, zda a za jak´ych okolnost´ı je jim povolen pˇr´ıstup k rozhran´ım, jeˇz jsou povaˇzov´ana za citliv´a.

Myˇslenka d˚uvˇeryhodn´ych sad midlet˚u je zaloˇzena na chr´anˇen´ych oblastech. Chr´anˇen´a oblast definuje pr´ava k pouˇzit´ı citliv´ych rozhran´ı. Pr´ava mohou b´yt dvou typ˚u:

• Povoleno - k pouˇzit´ı nen´ı nutn´a ˇz´adn´a interakce uˇzivatele uˇzivatele

• Uˇzivatel je poˇz´ad´an o potvrzen´ı pouˇzit´ı citliv´eho rozhran´ı

Balen´ı midlet˚u

Pˇredt´ım, neˇz je moˇzn´e midlety dod´avat a instalovat, mus´ı se vhodnˇe zabalit. Vˇsechny tˇr´ıdy, obr´azky a ostatn´ı soubory, kter´e jsou potˇreba pro bˇeh, se sbal´ı do jedin´eho souboru JAR. Balic´ı informace, kter´e zaˇr´ızen´ı ˇreknou, co vˇse je v souboru JAR, jsou uloˇzeny v sou- boru MANIFEST.MF. Podobn´e balic´ı informace jsou uloˇzeny tak´e v extern´ım souboru JAD.

Vˇetˇsina informac´ı v tˇechto dvou souborech je duplicitn´ı, jejich pouˇzit´ı je n´asledovn´e:

Ukolem manifestu je pˇ´ redat zaˇr´ızen´ı n´azev a verzi sady midlet˚u v souboru JAR.

Tento soubor vˇsak m˚uˇze b´yt relativnˇe velk´y a pˇres pomal´e mobiln´ı s´ıtˇe m˚uˇze trvat dlouhou dobu, neˇz se ho podaˇr´ı cel´y st´ahnout na mobiln´ı zaˇr´ızen´ı, nehledˇe na cenu pˇrenesen´ych dat. Proto jsou nejprve staˇzeny informace z mal´eho souboru JAD, informace se zobraz´ı uˇzivateli a ten se pot´e rozhodne, zda soubor JAR chce st´ahnout. D˚uleˇzit´e parametry v tˇechto souborech jsou: jm´eno, v´yrobce, verze, popis, ikona, informaˇcn´ı url a velikost souboru.

Provoz a ˇzivotn´ı cyklus midletu

V dan´em okamˇziku je midlet v jednom ze tˇr´ı stav˚u: Paused, Active, nebo Destroyed (pozastaven, aktivn´ı, zruˇsen´y). Diagram na obr´azku 2.7 ukazuje jejich vz´ajemn´e stavov´e pˇrechody. Pˇri zaveden´ı je midlet ve stavu Paused. Doch´az´ı k obvykl´e inicializaci tˇr´ıd a in- stanc´ı, vyvol´a se implicitn´ı konstruktor. Pokud pˇri konstrukci midlet vyvol´a v´yjimku, bude odstranˇen. Jinak pˇrech´az´ı do stavu Active a vykon´av´a sv˚uj k´od. Po ukonˇcen´ı se vyvol´a Destroy a midlet se uvoln´ı z pamˇeti.

Platforma MIDP m˚uˇze uv´est midlet do stavu Paused kdykoliv. Napˇr´ıklad pˇri nav´az´an´ı nov´eho pˇr´ıchoz´ıho hovoru, kdy mus´ı telefon odblokovat displej, pro interakci s uˇzivatelem.

Po ukonˇcen´ı by mˇel midlet ukonˇcit vˇsechna sv´a vl´akna a uvolnit pˇridˇelen´e prostˇredky.

Distribuce a instalace midlet˚u

O instalaci nov´ych midlet˚u se star´a hostitelsk´y operaˇcn´ı syst´em, ve specifikaci se nic nedefinuje. Obecnˇe se k popisu tˇechto softwarov´ych souˇc´ast´ı pouˇz´ıv´a n´azev AMS (Apli-

Obr´azek 2.7: Cyklus midletu

cation Management Software). Midlety se obvykle daj´ı instalovat dvˇema cestami:

• Z m´ıstn´ıho poˇc´ıtaˇce – pˇripojen´ım pˇres kabel (USB), infra, nebo bluetooth zaˇr´ızen´ı, pouˇz´ıv´a se pˇredevˇs´ım u PDA.

• Pˇres s´ıt’ (OTA - Over-The-Air Provisioning) – u mobiln´ıch telefon˚u nejbˇeˇznˇejˇs´ı zp˚usob, stahov´an´ı midlet˚u pˇres HTTP spojen´ı vestavˇen´ym prohl´ıˇzeˇcem, nebo pˇres WAP.

AMS mus´ı d´ale poskytovat tyto funkce:

Aktualizace midlet˚u – po uˇzivatelovˇe poˇzadavku, pˇres stahovan´e JAD soubory aplikace zjiˇst’uje aktualn´ı verzi stahovan´eho midletu a nab´ıdne uˇzivateli pˇr´ıpadnou instalaci novˇejˇs´ı verze.

V´ybˇer a spuˇstˇen´ı midlet˚u – konkr´etn´ı prostˇredky jsou v kompetenci v´yrobc˚u.

Odstraˇnov´an´ı midlet˚u – software mus´ı midlety odstranit vˇcetnˇe trvale uloˇzen´ych dat, pˇridˇelˇen´ych pro bˇeh midletu. Odstranˇen´ı je nevratn´y proces.

MIDP 3.0

V souˇcasn´e dobˇe je jiˇz ve v´yvoji tˇret´ı verze profilu MIDP²², kter´e by mˇelo pˇrin´est ˇradu vylepˇsen´ı a odstranit nˇekter´a omezen´ı MIDP 2.0. Hlavn´ımi zmˇenami bude:

• Podpora v´ıce spuˇstˇen´ych midlet˚u souˇcasnˇe.

• Bˇeh midletu na pozad´ı.

• Moˇznost automatick´eho spuˇstˇen´ı midletu (napˇr´ıklad po zapnut´ı telefonu).

22http://jcp.org/en/jsr/detail?id=271

• Podpora velk´ych displej˚u, pˇr´ıpadnˇe moˇznost vyuˇz´ıvat i druh´y displej.

• Pˇr´ım´a podpora mobiln´ıch her.

• Zlepˇsen´ı spolupr´ace javy s jin´ymi funkcemi telefonu.

• Vylepˇsen´ı podpory lokalizace.

2.2.6 Wireless Java Technology - technologie bezdr´atov´e Javy

Technologie Wireless Java, nen´ı tot´eˇz co J2ME. Je pr˚unikem dvou rozs´ahl´ych svˇet˚u, bezdr´atov´e datov´e komunikace a platformy Java, rozp´ın´a se pˇres Java Card, J2ME, J2SE i J2EE.

Na jednu stranu J2ME obsahuje v´ıce neˇz jen bezdr´atov´e pˇr´ıstroje. Pˇr´ıstroje zaloˇzen´e na profilu CDC maj´ı pˇrev´aˇznˇe standardn´ı ethernetov´e pˇripojen´ı. Na druhou stranu bezdr´atovou java m˚uˇze pouˇz´ıvat laptop nebo notebook s bˇeˇz´ıc´ı J2SE aplikac´ı a komu- nikuj´ıc´ı napˇr´ıklad pˇres WIFI 802.11.²³

2.2.7 Budoucnost Javy

Spoleˇcnost Sun Microsystems Inc. ozn´amila vyd´an´ı sv´ych implementac´ı technolo- gie Java jako volnˇe dostupn´y software pod licenc´ı GNU General Public License verze 2 (GPLv2). Jiˇz nyn´ı jsou k dispozici²⁴prvn´ı ˇc´asti zdrojov´eho k´odu implementace platformy Java Standard Edition a sestaviteln´a implementace platformy Java Micro Edition.

Obr´azek 2.8: Logo staˇzen´ı zdrojov´ych k´od˚u Oˇcek´avan´e pˇr´ınosy:

• ˇSirˇs´ı pˇrijet´ı Javy napˇr´ıklad distribucemi GNU/Linuxu.

• Sn´ıˇzen´ı rizika nekompatibiln´ıch fork˚u.

• Z´ısk´an´ı nov´ych v´yvoj´aˇr˚u napˇr´ıˇc open-source komunitou.

• Ochrana investic tˇech, kteˇr´ı podporuj´ı Java platformu.

23http://developers.sun.com/techtopics/mobility/getstart/articles/intro/

24http://www.sun.com/software/opensource/java/img/dukesource180.gif

Zat´ım tedy nen´ı pˇr´ıstupn´y kompletn´ı k´od vˇsech platforem a implementac´ı Javy, pˇresto se na pˇrechod do Open-Source pˇripravuje. Nˇekter´e souˇc´asti vˇsak z˚ustanou uzavˇren´e, jsou zat´ıˇzeny licencemi tˇret´ıch stran a Sun nem´a pr´avo je pod GPL vydat, budou vˇsak k dispo- zici jako samostatn´e bin´arn´ı moduly. Linuxov´a komunita je otevˇren´ım Javy velmi potˇeˇsena, je vˇsak st´ale potˇreba nahradit nˇejak´e nesvobodn´e licencovan´e k´ody.

Sun Microsystems se t´ımto krokem pˇrispˇeje k dalˇs´ımu rozˇsiˇrov´an´ı sv´ych platforem.

Jiˇz ted’ se chlub´ı poˇcty pˇr´ıstroj˚u, na kter´ych Java bˇeˇz´ı: 800 milion˚u osobn´ıch poˇc´ıtaˇc˚u, 1.65 bilionu smart karet, 1.2 bilionu mobiln´ıch telefon˚u, 6 milion˚u set-top box˚u. Commu- nity Proces m´a 1106 ˇclen˚u a nelze nepoˇc´ıtat i 5 milion˚u v´yvoj´aˇr˚u.

Pˇeknˇe zpracovan´a koncepce vyuˇzit´ı Javy na r˚uzn´ych zaˇr´ızen´ıch najdeme zde:

http://java.sun.com/developer/onlineTraining/new2java/javamap/intro.html. ”V´yvoj´aˇri se uˇc´ı a pouˇz´ıvaj´ı Javu na vytvoˇren´ı a bˇeh program˚u, kter´e ze zaˇr´ızen´ı a internetu dˇelaj´ı n´astroje uˇziteˇcn´e pro lidi.”

Na konferenci JavaOne odhalil Sun sv´e pl´any v oblasti mobiln´ıch telefon˚u. Spoleˇcnost hodl´a pˇr´ımo konkurovat iPhone od Apple. Nov´y pˇr´ıstroj pobˇeˇz´ı na platformˇe Java Mo- bile FX a nab´ıdne velk´e mnoˇzstv´ı zaj´ımav´ych aplikac´ı. S mobiln´ım telefonem hodl´a vstou- pit na trh uˇz zaˇc´atkem roku 2008.