Διεπαφές Φορητών Συσκευών. και Τεχνολογίες Αλληλεπίδρασης - Mobile Interfaces and Interaction Technologies

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών στην Πληροφορική Κατεύθυνση: Τεχνολογίες Πληροφορίας και Επικοινωνιών στην Εκπαίδευση ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Διεπαφές Φορητών Συσκευών και Τεχνολογίες Αλληλεπίδρασης - Mobile Interfaces and Interaction Technologies ΠΑΛΑΣΚΑΣ ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΣ (Α.Μ. 439) Επιβλέπων Καθηγητής: Πολίτης Διονύσης, Επίκουρος Καθηγητής Θεσσαλονίκη Φεβρουάριος 2014

2 Copyright Παλάσκας Αλέξανδρος, 2014 Με επιφύλαξη παντός δικαιώματος. All rights reserved. Η έγκριση της μεταπτυχιακής εργασίας από το Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών του Τμήματος Πληροφορικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης δεν υποδηλώνει απαραιτήτως και αποδοχή των απόψεων του συγγραφέα εκ μέρους του Προγράμματος. Απαγορεύεται η αντιγραφή, αποθήκευση και διανομή της παρούσας εργασίας, εξ ολοκλήρου ή τμήματος αυτής για εμπορικό σκοπό. Επιτρέπεται η ανατύπωση, αποθήκευση και διανομή για σκοπό μη κερδοσκοπικό, εκπαιδευτικής ή ερευνητικής φύσεως, υπό την προϋπόθεση να αναφέρεται η πηγή προέλευσης και να διατηρείται το παρόν μήνυμα. Ερωτήματα που αφορούν τη χρήση της εργασίας για κερδοσκοπικό σκοπό πρέπει να απευθύνονται στο συγγραφέα. 1

3 Περιεχόμενα Εισαγωγή... 5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Φορητές Συσκευές... 7 Ρόλος... 7 Χαρακτηριστικά φορητών συσκευών... 8 Οπτικοποίηση πληροφοριών σε φορητές συσκευές Σχεδίαση διεπαφών χρήστη Καθορισμός απαιτήσεων ΚΕΦΑΛΑΙΟ Λειτουργικά Συστήματα Λειτουργικά Συστήματα φορητών Συσκευών Android Ιστορία των εκδόσεων του Android Αρχιτεκτονική του Android Android 4.4 Kit Kat Google Play ios Ιστορία των εκδόσεων του ios Αρχιτεκτονική ios ios App Store Windows Phone Αρχιτεκτονική Windows Phone Windows Phone Windows Phone Store Περιηγητές ιστοσελίδων Chrome Dolphin Opera Mini Firefox Skyfire ΚΕΦΑΛΑΙΟ Τεχνολογίες Αλληλεπίδρασης

4 Minitel DLNA DLNA συσκευές UPnP DAAP Samsung AllShare Bluetooth Ασφάλεια Bluetooth Πρωτόκολλα Χρήση του έξυπνου κινητού τηλεφώνου για τον έλεγχο του Η/Υ μέσω Bluetooth Streaming μέσω Bluetooth για μετάδοση ήχου και βίντεο Το μέλλον του Bluetooth NFC Ασφάλεια του NFC Wi-Fi Πρωτόκολλα Τρόποι χρήσης του Παρεμβολές Ασφάλεια ασύρματων δικτύων Τύποι καλωδίων Συσκευές δικτύωσης IPv4 και IPv Τεχνολογία 3G Τεχνικά χαρακτηριστικά Τεχνολογία 4G ΚΕΦΑΛΑΙΟ Εκπαίδευση E-books και e-learning Γλώσσες προγραμματισμού Ιστορία Κατηγορίες γλωσσών προγραμματισμού Διαδικασιακές γλώσσες Αντικειμενοστρεφείς γλώσσες Συναρτησιακές γλώσσες

5 Δηλωτικές γλώσσες Γλώσσες ερωτοαπαντήσεων Ειδικές γλώσσες Η τάξη του μέλλοντος Διαδραστικός πίνακας Προβολικό σύστημα Οθόνες 3D Δημιουργία εφαρμογής στο App Inventor Ανάλυση Σχεδιασμός Υλοποίηση Έλεγχος Επίλογος-Συμπεράσματα Πίνακας Συντμήσεων Παράρτημα Α Βιβλιογραφικές Αναφορές

6 Εισαγωγή Αντικείμενο της εργασίας αυτής αποτέλεσε η μελέτη των διεπαφών φορητών συσκευών και των τεχνολογιών αλληλεπίδρασης. Στο πρώτο τμήμα, το οποίο αποτελείται από τα πρώτα δύο κεφάλαια γίνεται λόγος για ένα ευρύ φάσμα των φορητών συσκευών. Πιο αναλυτικά, στο πρώτο κεφάλαιο περιγράφονται οι φορητές συσκευές, τι είναι, ποιός ο ρόλος τους και ποιά τα χαρακτηριστικά τους. Ακολουθεί η μελέτη της οπτικοποίησης των πληροφοριών για φορητές συσκευές και τα χαρακτηριστικά τους. Η επόμενη ενότητα του πρώτου κεφαλαίου σχετίζεται με τη σχεδίαση των διεπαφών χρήστη και περιγράφονται τα βήματα που απαιτούνται να ακολουθηθούν ώστε η απεικόνιση να ανταποκριθεί στο μέγιστο δυνατό βαθμό. Αμέσως μετά, γίνεται ο καθορισμός των απαιτήσεων, που αφορά τις τεχνικές διαλόγου αλλά και τα θέματα αποτελεσματικότητας, αποδοτικότητας και ικανοποίησης του χρήστη. Ακολουθούν τα χαρακτηριστικά της αναπαράστασης και της οργάνωσης πληροφοριών και το κεφάλαιο ολοκληρώνεται με τις πληροφορίες καθοδήγησης για το χρήστη. Στο δεύτερο κεφάλαιο, αναλύονται τα πιο διαδεδομένα Λειτουργικά Συστήματα που υπάρχουν στις φορητές συσκευές. Αυτά είναι τα Android, ios, Windows Phone. Για το καθένα, περιγράφεται η εξέλιξή του, από την πρώτη έκδοση μέχρι την πιο πρόσφατη και μέσω της ιστορικής αναδρομής, επιτυγχάνεται η σε βάθος μελέτη των χαρακτηριστικών που ενσωματώθηκαν στο πέρασμα του χρόνου. Αμέσως μετά μελετάται σε βάθος η αρχιτεκτονική του κάθε λειτουργικού και μελετάται σε μικρό βαθμό ο δικτυακός τόπος που υποστηρίζει το κάθε λειτουργικό παρέχοντας διάφορες εφαρμογές. Στο τέλος του κεφαλαίου, γίνεται μια συνοπτική περιγραφή των πιο γνωστών περιηγητών ιστοσελίδων των φορητών συσκευών. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τεχνολογίες αλληλεπίδρασης, οι οποίες αναμένεται να έχουν πρωταγωνιστήσουν στις καθημερινές δραστηριότητες (π.χ. εργασία, ψυχαγωγία, εκπαίδευση) του χρήστη. Αυτές που μελετήθηκαν είναι οι DLNA, Bluetooth, NFC, Wi-Fi, IPv6, 3G, 4G. Για τις περισσότερες τεχνολογίες γίνεται αναφορά στο ευαίσθητο θέμα της ασφάλειας τους. Το τέταρτο κεφάλαιο σχετίζεται με την ηλεκτρονική εκπαίδευση. Περιγράφεται η εξέλιξη από τα LMS μέχρι τα online σεμινάρια γνωστών πανεπιστημίων του εξωτερικού αλλά και πώς θα εξελιχθεί η σχολική τάξη στο μέλλον, στην οποία οι φορητές συσκευές αναμένεται να έχουν κυρίαρχο ρόλο. Στη συνέχεια, αναφέρονται οι κατηγορίες των γλωσσών 5

7 προγραμματισμού που χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη λογισμικού και στο τέλος περιγράφεται η εφαρμογή App Inventor 2, που με τη χρήση μιας γραφικής γλώσσας προγραμματισμού, δημιουργείται μια εκπαιδευτική εφαρμογή αξιολόγησης του μαθήματος των Δικτύων Η/Υ που διδάσκεται στη Β τάξη των Επαγγελματικών Λυκείων της χώρας μας. 6

8 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Φορητές Συσκευές Ρόλος Οι φορητές συσκευές, ταμπλέτες και έξυπνα κινητά τηλέφωνα, για να είναι ανταγωνιστικές στην αγορά που απευθύνονται, πρέπει να παρέχουν στο χρήστη μια σειρά από δυνατότητες και λειτουργίες οι οποίες θα του επιτρέπουν να εκτελεί πολύ περισσότερες διαδικασίες, συγκριτικά με ένα κινητό τηλέφωνο προηγούμενης γενιάς. Η διαρκής εξέλιξή του κινητού τηλεφώνου από την πρώτη του εμφάνιση μέχρι σήμερα, το έχει μετατρέψει σε μια συσκευή που περιλαμβάνει πολλαπλές εφαρμογές. Από τον τηλεφωνικό κατάλογο αρχικά και το ημερολόγιο, μέχρι τη φωτογραφική μηχανή και τα λειτουργικά συστήματα που λειτουργούν οι σύγχρονες φορητές αποδεικνύεται ότι η συσκευή, γίνεται πιο προσωπική και πιο κοντά στα μέτρα και της απαιτήσεις του σύγχρονου (για την κάθε εποχή) χρήστη. Οι εφαρμογές που προσφέρουν οι συσκευές σήμερα, καλύπτουν μια σειρά από ανάγκες που επιτρέπουν το χρήστη σε ορισμένες περιπτώσεις να αντικαταστήσει τον ηλεκτρονικό του υπολογιστή, επιτραπέζιο ή φορητό, με ένα smartphone ή tablet. Θα μπορούσαμε να πούμε ότι οι φορητές συσκευές γίνονται πιο έξυπνες στο πέρασμα του χρόνου και συνεπώς θα μπορούσαμε να δώσουμε τον παρακάτω ορισμό για το smartphone. Ως έξυπνο, λοιπόν, κινητό τηλέφωνο ορίζουμε μια προχωρημένης τεχνολογίας φορητή συσκευή, η οποία συνδυάζει δυνατότητα ασύρματης επικοινωνίας, μέσω του δικτύου κινητής τηλεφωνίας λειτουργίες που είναι όμοιες με αυτές ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή. Πρόκειται δηλαδή για μια συσκευή που αναλαμβάνει το ρόλο του προσωπικού βοηθού και βοηθά το χρήστη σημαντικά σε όλες τις δραστηριότητες σχεδόν, της καθημερινότητας. Επίσης ομοιότητα παρατηρείται και για την αρχή λειτουργίας της συσκευής. Οι σύγχρονες ταμπλέτες προσφέρουν σχεδόν τις ίδιες λειτουργίες με τα έξυπνα κινητά τηλέφωνα και συνεπώς ο ορισμός τους, δε διαφέρει αρκετά, πέραν των βελτιωμένων χαρακτηριστικών στο hardware. Οι έξυπνες φορητές συσκευές, έχουν μια σειρά από λειτουργίες που τα κάνουν να αποτελούν προσωπικούς ψηφιακούς βοηθούς της καθημερινότητας. Αυτές οι λειτουργίες είναι: φορητές συσκευές αναπαραγωγής πολυμέσων (μουσική, βίντεο, animation), 7

9 φωτογραφικές μηχανές, GPS, περιήγηση στο διαδίκτυο, οθόνη αφής, τηλεφωνικές κλήσεις Wi-Fi, 3G/4G. Από τις μελέτες που έχουν γίνει, οι φορητές συσκευές, αυξάνουν την παραγωγικότητα και βελτιώνουν την επικοινωνία στους χώρους εργασίας, τις κοινωνικές συναναστροφές και στην εκπαίδευση. Χαρακτηριστικά φορητών συσκευών Οι φορητές συσκευές παρουσιάζουν ένα σύνολο χαρακτηριστικών που τα κάνει να διαφέρουν από τα απλά κινητά τηλέφωνα και να μοιάζουν περισσότερο με απλούς ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Αυτά είναι: Οι συσκευές μπορούν να αποθηκεύσουν μεγάλο πλήθος εφαρμογών τόσο στην εσωτερική όσο και στην εξωτερική τους μνήμη (συνήθως κάρτες SD (κανονικές, mini, micro)). Εικόνα 1 Η οικογένεια των καρτών SD. Βασική, mini, micro Το μέγεθος της συσκευής, είναι συχνά πιο μεγάλο από ένα απλό κινητό τηλέφωνο. Οι φορητές συσκευές έχουν υλικό, όμοιο με αυτό ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή. Το πληκτρολόγιο, διαφέρει πολύ από το αντίστοιχο ενός απλού κινητού τηλεφώνου και η διάταξή του είναι όμοια με αυτήν ενός Η/Υ. Μερικές από τις δυνατότητες που προσφέρουν στο χρήστη είναι η σύνδεση στο διαδίκτυο με διάφορους τρόπους, όπως 3G, 4G, Wi-Fi, Χάρτες, GPS και εφαρμογές όπως client, διαχείριση εφαρμογών, σουίτες γραφείου, instant messaging, anti-virus, αναπαραγωγής εικόνας, βίντεο, ήχου, περιηγητές ιστοσελίδων, διαμοιρασμού αρχείων κ.ά. [1]. 8

10 Η τιμή των φορητών συσκευών είναι αρκετά υψηλή, αν και η αγορά έχει κατακλυστεί και από συσκευές με χαμηλό κόστος, ωστόσο παρέχουν πολύ χαμηλότερες δυνατότητες. Η τιμή εξαρτάται από το λειτουργικό σύστημα, το μέγεθος της οθόνης (ειδικά στις ταμπλέτες), χρώματα και από τη δυνατότητα χρήσης 3G (ταμπλέτες). Παρέχεται η δυνατότητα της επικοινωνίας με άλλους, όχι μόνο μέσω του τηλεφωνικού δικτύου αλλά και μέσω του διαδικτύου. Ο χρήστης, μπορεί να επικοινωνήσει προφορικά αλλά και με γραπτά μηνύματα (όχι μόνο με SMS που κάνουν χρήση του δικτύου 2G), αλλά με τη χρήση κατάλληλων εφαρμογών χωρίς ή με ελάχιστη χρέωση. Οι φορητές συσκευές, διαθέτουν μια αρκετά ισχυρή και οικονομική μπαταρία ώστε να υποστηρίζονται πολλές περισσότερες λειτουργίες από τις τηλεφωνικές κλήσεις χωρίς να εξαντλείται πολύ γρήγορα. Οι λειτουργίες που καταναλώνουν τη μπαταρία της συσκευής, είναι η αναπαραγωγή βίντεο, η χρήση του 3G, 4G και οι βιντεοκλήσεις [2]. Μνήμη RAM η οποία είναι αναγκαία για την εκτέλεση εφαρμογών. Υποδοχή micro-usb για να συνδέεται η φορητή συσκευή με τον Η/Υ, ή άλλη συσκευή, όπως USB flash disk, εξωτερικό σκληρό δίσκο, ψηφιακή φωτογραφική μηχανή. Το λειτουργικό σύστημα αποτελεί την καρδιά και το διαχειριστή όλων των λειτουργιών μιας φορητής συσκευής. Τα πιο γνωστά λειτουργικά συστήματα είναι τα Android, ios, Firefox OS, Windows Phone, Blackberry OS, Symbian [3]. Η οθόνη αφής είναι μεγαλύτερη από τα απλά κινητά τηλέφωνα, αλλά αρκετά μικρότερη από τις οθόνες των Η/Υ. Ο χρήστης για να πλοηγηθεί στο ΛΣ και στις εφαρμογές, πρέπει να χρησιμοποιήσει τα δάχτυλά του. Η χρήση της οθόνης αφής είναι χρηστική εξαιτίας της απουσίας ποντικιού ως συσκευής κατάδειξης στην οθόνη. Ορισμένες συσκευές, επιτρέπουν τη χρήση ειδικού «στυλό» το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντί για το δάχτυλο. Ο χρήστης μπορεί να διαλέξει τις εφαρμογές που θέλει να εγκαταστήσει στη συσκευή του, μέσα από ένα τεράστιο πλήθος που υπάρχει διαθέσιμο για κάθε λειτουργικό σύστημα. Εννοείται, ότι όσο πιο διαδεδομένο είναι ένα λειτουργικό, τόσο περισσότερα είναι τα μέλη των κοινοτήτων που το υποστηρίζουν δημιουργώντας και διανέμοντας εφαρμογές. Συνήθως οι εφαρμογές είναι δωρεάν, ή έχουν πολύ μικρό κόστος απόκτησης. 9

11 Η ύπαρξη φωτογραφικής μηχανής/βιντεοκάμερας επιτρέπει τη λήψη φωτογραφιών και βίντεο. Ωστόσο, σε πολλά μοντέλα τόσο σε smartphones όσο και tablets, υπάρχουν δύο κάμερες, μία σε κάθε πλευρά της συσκευής, η οποία χρησιμεύει για τηλεδιασκέψεις και βιντεοκλήσεις, αφού το κόστος τους έχει μειωθεί σημαντικά, ενώ σε ορισμένες εφαρμογές, οι βιντεοκλήσεις δεν χρεώνονται. Οι σύγχρονες φορητές συσκευές διαθέτουν ισχυρό επεξεργαστή ο οποίος στα περισσότερα μοντέλα έχει πολλαπλούς πυρήνες. Μια μέση ταμπλέτα έχει 2-4 πυρήνες την παρούσα στιγμή. Αυτό σημαίνει ότι η επεξεργαστική ισχύς μιας ταμπλέτας μπορεί να συναγωνιστεί άνετα αυτήν ενός laptop [4]. Ο χρήστης για να εισάγει δεδομένα γραπτώς, χρησιμοποιεί ένα εικονικό πληκτρολόγιο. Η χρήση του, σε συνάρτηση με κατάλληλα προγράμματα, που συνδυάζουν τα πρώτα γράμματα μιας λέξης εμφανίζουν προτεινόμενες λέξεις που υπάρχουν στο λεξικό, ώστε ο χρήστης να εξοικονομήσει χρόνο κατά την πληκτρολόγηση. Σημαντικό πλεονέκτημα των φορητών συσκευών έναντι των υπολογιστών είναι το μικρό βάρος τους. Ο χρήστης μπορεί να το μεταφέρει πιο εύκολα, κάτι που βοηθά πολύ σε μαθητές και επαγγελματικές που μετακινούνται συχνά. Οι φορητές συσκευές κάνουν άμεση χρήση web υπηρεσιών όπως έλεγχος χρεώσεων από τον πάροχο της σύνδεσης, εφαρμογές που μεταφέρουν δεδομένα από και προς το cloud (Dropbox, OneDrive, Ubuntu one κ.ά.) Τα τεχνικά χαρακτηριστικά που διαθέτουν οι φορητές συσκευές είναι: Λειτουργικό σύστημα, επεξεργαστής, οθόνη (μέγεθος, χρώματα), ανάλυση οθόνης, μνήμη RAM, εσωτερική μνήμη, επιπρόσθετη μνήμη (κάρτα), διάρκεια μπαταρίας, βάρος, κάμερες, HDMI, κωδικοποιήσεις βίντεο, multitasking, τύπος οθόνης αφής, διαστάσεις συσκευής, δέκτης GPS, Wi-Fi, δέκτες συνδεσιμότητας και επικοινωνίας με άλλες συσκευές (όπως το Bluetooth και το NFC, αλλά και υποδοχές όπως το micro ή mini USB), 3G, 4G [5]. Οπτικοποίηση πληροφοριών σε φορητές συσκευές Από τα πρώτα βήματα της εξέλιξης των ηλεκτρονικών υπολογιστών, η οπτικοποίηση κατείχε σημαντικό ρόλο στην προβολή της χρήσιμης πληροφορίας. Με τη δημιουργία νέων λειτουργικών συστημάτων και παράλληλα, η εξέλιξη στις κάρτες γραφικών, αλλά και στις οθόνες, η οπτικοποίηση βελτιώθηκε και συντέλεσε στην ικανοποίηση των χρηστών όταν 10

12 χρησιμοποιούν τους Η/Υ, είτε για εργασία, είτε για ψυχαγωγία. Μέσω της οπτικοποίησης ήταν δυνατή η κατανόηση σε βάθος μιας κατάστασης και αυτό συντελούσε σημαντικά στην ανταπόκριση που απαιτείτο από το χρήστη. Η ολοένα και μεγαλύτερη απήχηση που έχουν τα κινητά τηλέφωνα στη ζωή μας, επηρεάστηκε αρκετά από την προηγούμενη εμπειρία της οπτικοποίησης των πληροφοριών. Ωστόσο εξαιτίας, των χαμηλών δυνατοτήτων των κινητών τηλεφώνων προηγούμενης γενιάς, δεν ήταν δυνατή η υιοθέτηση μοντέλων που χρησιμοποιήθηκαν επιτυχώς στους Η/Υ. Η εμφάνιση και η ευρεία κυκλοφορία των έξυπνων κινητών τηλεφώνων και παράλληλα των ταμπλετών, ήταν πολύ σημαντική αφού πολύ γρήγορα απέκτησαν ισχυρούς επεξεργαστές και επιπλέον προχωρημένες δυνατότητες απεικόνισης των πληροφοριών. Οι φορητές συσκευές όμως, έχουν ορισμένα χαρακτηριστικά που δεν επιτρέπουν την υιοθέτηση των τακτικών σχεδίασης των περιβαλλόντων των Η/Υ. Τα χαρακτηριστικά αυτά, είναι τα παρακάτω: Περιορισμένη προβολή των πληροφοριών: Οι φορητές συσκευές, λόγω του μικρότερου μεγέθους τους, έχουν και μικρότερη οθόνη. Η τελευταία συνοδεύεται και από επιπλέον στοιχεία, όπως ο σχετικά μικρός αριθμός χρωμάτων και η χαμηλή ανάλυση. Λόγος διαστάσεων οθόνης: Ο λόγος του πλάτους ως προς το μήκος της οθόνης διαφέρει πολύ από το 4:3 που έχουμε συνηθίσει μέχρι τώρα, ενώ οι συσκευές που έχουν την αναλογία 16:9 έχουν πολύ υψηλό κόστος απόκτησης. Μικρότερη ισχύς μονάδων: Οι εσωτερικές μονάδες της συσκευής, όπως ο επεξεργαστής, η μνήμη αλλά και οι δίαυλοι επικοινωνίας έχουν μικρή ισχύ. Συνεπώς η υποστήριξη πολύπλοκων εφαρμογών δε θα είναι δυνατή αφού θα υπάρχουν καθυστερήσεις στην εκτέλεση των προγραμμάτων. Περιφερειακά: Τα περιφερειακά των φορητών συσκευών, όπως το πληκτρολόγιο και τα micro-joystick, λόγω του μεγέθους αλλά και της λειτουργίας τους, δε μπορούν να υποστηρίξουν εύκολα διάφορες πολύπλοκες λειτουργίες σε αντίθεση με τους επιτραπέζιους Η/Υ, όπου η χρήση του ποντικιού είναι πολύ χρηστική. Επιπλέον, η χρήση του ενός δακτύλου (απόρροια του μεγέθους της συσκευής) είναι πολύ αργή σε σχέση με την εισαγωγή δεδομένων από ένα πληκτρολόγιο Η/Υ, όπου ο χρήστης εκμεταλλεύεται σχεδόν όλα τα δάχτυλά του. Συνδεσιμότητα: Λόγω του ότι οι φορητές συσκευές δεν έχουν μεγάλη ισχύ, πολλά δεδομένα αποθηκεύονται και λειτουργίες εκτελούνται μέσω διαδικτύου μέσω κατάλληλα 11

13 διαμορφωμένων εξυπηρετητών. Για παράδειγμα ορισμένοι περιηγητές διαδικτύου, όπως για παράδειγμα ο Opera Mini, λειτουργούν με αυτόν τον τρόπο ώστε να επιτρέψουν την εκτέλεση εργασιών σε μικρό χρονικό διάστημα. Πιο αναλυτικά η μεταφορά της σελίδας που έχει ζητήσει ο χρήστης από το διαδίκτυο, γίνεται μέσω του Opera Software server, ο οποίος την επεξεργάζεται και τη συμπιέζει, ώστε να πετύχει και ταχύτερη μεταφορά της σελίδας (περίπου 2-3 φορές, σε σχέση με άλλους περιηγητές) και μείωση των μεταφερόμενων δεδομένων. Επιπλέον, η προεργασία του server επιτρέπει τη δυνατότητα προβολής σελίδων που δεν είναι συμβατές με φορητές συσκευές. Γραφική απεικόνιση: Προς το παρόν οι βιβλιοθήκες που αφορούν τις γραφικές απεικονίσεις δεν έχουν μεγάλη ισχύ, αν και αυτό το χαρακτηριστικό αναμένεται να αλλάξει σύντομα, εξαιτίας της μεγάλης απήχησης που έχει ο προγραμματισμός των φορητών συσκευών στους σημερινούς προγραμματιστές [5]. Σχεδίαση διεπαφών χρήστη Στη βιβλιογραφία αναφέρεται συχνά ως «μηχανική διεπαφών χρήστη». Πρόκειται για τη σχεδίαση ιστοχώρων, υπολογιστών, εφαρμογών, μηχανημάτων, συσκευών επικοινωνίας χρησιμοποιώντας ως βάση την εμπειρία και την αλληλεπίδραση των χρηστών. Ο στόχος της σχεδίασης είναι να βελτιώσει την αλληλεπίδραση κάνοντας πιο αποδοτική και πιο απλή τη χρήση της συσκευής, ακολουθώντας μια χρηστο-κεντρική σχεδίαση (usercentered design). Στη διαδικασία αυτή, έχει πολύ σημαντικό ρόλο η σωστή γραφική απεικόνιση, χωρίς περιττές πληροφορίες ή εικονίδια, τα οποία κάθε άλλο παρά διευκολύνουν τη χρηστικότητα της εφαρμογής. Για να επιτύχει η γραφική απεικόνιση ενός συστήματος, πρέπει να έχει γίνει κατανοητή στο μέγιστο δυνατό βαθμό η ανάγκη στην οποία θα ανταποκριθεί η απεικόνιση. Για να συμβεί αυτό, πρέπει να ακολουθηθούν μια σειρά από βήματα, ανάλογα βέβαια με το έργο. Αυτά είναι: Συλλογή λειτουργικών απαιτήσεων: Δημιουργείται μια λίστα σύμφωνα με τις ανάγκες του χρήστη ή του συστήματος, ώστε να περιγράφεται με σαφήνεια σε τι ακριβώς πρέπει να ανταποκρίνεται η εφαρμογή. 12

14 Ανάλυση χρηστών: Μελέτη των ενδεχόμενων χρηστών του συστήματος. Αυτό μπορεί να γίνει κυρίως μέσω συνέντευξης. Οργάνωση πληροφοριών: Οι πληροφορίες οργανώνονται συνήθως σε δενδροειδή μορφή και αφορά την ιεραρχία των σελίδων, όταν πρόκειται για ιστοχώρο ή την απεικόνιση των πληροφοριών όταν πρόκειται για εφαρμογή κινητών τηλεφώνων. Πρωτότυπα: Ανάπτυξη ενδεικτικών οπτικών της εφαρμογής σε χάρτινη ή ηλεκτρονική μορφή, ώστε να είναι πιο εύκολη η μελέτη της. Μελέτη της ευχρηστίας: Αξιολογείται η ευχρηστία της εφαρμογής, από τα πρώτα κιόλας στάδια της ανάπτυξης, ώστε να αποφευχθούν οι αλλαγές όταν έχει προχωρήσει αρκετά η υλοποίηση και έτσι επιτυγχάνεται καλύτερη διαχείριση του χρόνου ανάπτυξης. Η αξιολόγηση γίνεται με διάφορους τρόπους, όπως για παράδειγμα η χρήση της εφαρμογής από χρήστες χωρίς προηγούμενη εμπειρία, ή ευριστική αξιολόγηση, που μέσω της οποίας εντοπίζονται προβλήματα χρηστικότητας. Έλεγχος χρηστικότητας: Μελέτη της διεπαφής, από πραγματικούς χρήστες, οι οποίοι κατά τη διάρκεια της δοκιμής, αναφέρουν τις σκέψεις και τις απόψεις τους. Σχεδίαση γραφικού περιβάλλοντος της διεπαφής: Προκύπτει από τις παρατηρήσεις που προέκυψαν κατά τη διάρκεια της εξέλιξης, λαμβάνοντας υπόψη τις υποδείξεις και τα σχόλια του χρήστη. Συνήθως, στη διαδικασία αυτή συμμετέχουν ταυτόχρονα, ο χρήστης και ο σχεδιαστής της εφαρμογής. Εναλλακτικά, είναι δυνατή η διαδικασία να πραγματοποιηθεί από ένα και μόνο άτομο με την προϋπόθεση ότι κατέχει άριστα τα χαρακτηριστικά και των δύο ρόλων. Καθορισμός απαιτήσεων Ένα δυναμικό σύστημα, επιβάλλεται να έχει κάποια χαρακτηριστικά διαλόγου, τα οποία θα υποβοηθούν το χρήστη ώστε να εκτελέσει μια εργασία επιτυχώς. Αυτά περιγράφονται αναλυτικά στα στάνταρ εργονομίας του ISO Το στάνταρ αυτό, αναφέρει τις αρχές που πρέπει να ακολουθούν οι τεχνικές διαλόγου και βοηθά τον αναγνώστη παρέχοντάς του κατάλληλα σχήματα και παραδείγματα. Συνολικά αναφέρονται εφτά αρχές διαλόγου στο μέρος 10. Αυτές είναι: 13

15 Καταλληλότητα για το σκοπό: Αυτό επιτυγχάνεται, μόνο όταν υποστηρίζει αποτελεσματικά και αποδοτικά την επίτευξη του σκοπού. Αυτό-Περιγραφή (self-descriptiveness): μέσω του διαλόγου γίνεται άμεσα κατανοητό κάθε βήμα μιας διαδικασίας παρέχοντας την κατάλληλη αντίδραση (ανάδραση) στο χρήστη. Ελεγξιμότητα: Συμβαίνει όταν ο χρήστης ξεκινά τη διαδικασία και μπορεί να ελέγξει τη ροή και το ρυθμό της οποιαδήποτε στιγμή, μέχρι αυτή να ολοκληρωθεί. Ανταπόκριση στις προσδοκίες των χρηστών: Επιτυγχάνεται, όταν είναι συνεπής και παράλληλα, όταν ανταποκρίνεται στα χαρακτηριστικά του χρήστη. Αυτά μπορεί να σχετίζονται άμεσα ή έμμεσα με την εμπειρία, την εκπαίδευσή του, το επίπεδο γνώσης του σχετικά με τη διεργασία που εκτελείται εκείνη τη στιγμή. Ανοχή σφαλμάτων: Αυτό σημαίνει ότι το σύστημα έχει την ικανότητα, όταν ο χρήστης βάλει λανθασμένα δεδομένα εισόδου, να μπορεί να επιτευχθεί ο σκοπός της δραστηριότητας χωρίς να επέμβει αρκετά ο χρήστης. Καταλληλότητα για εξατομίκευση: Η ιδιαίτερα σημαντική ιδιότητα, επιτρέπει το σύστημα να έχει διαφορετική μορφή ώστε να προσαρμόζεται κατάλληλα και χωρίς ιδιαίτερες απαιτήσεις στις ανάγκες του κάθε χρήστη. Καταλληλότητα για εκπαίδευση: Το σύστημα έχει την ικανότητα να υποστηρίζει και να καθοδηγεί το χρήστη κατά τη διάρκεια εκπαίδευσης του για τη χρήση του. Στο μέρος 11 του ISO 9241 αναφέρεται στα θέματα της αποτελεσματικότητας, της αποδοτικότητας και της ικανοποίησης του χρήστη. Πιο συγκεκριμένα: Αποδοτικότητα: Μετράται ο βαθμός επίτευξης των στόχων από τη χρήση του συστήματος. Αποτελεσματικότητα: Οι πόροι που δαπανώνται για την επίτευξη των στόχων. Ικανοποίηση: Ο βαθμός στον οποίο, ο χρήστης έμεινε ικανοποιημένος από τη χρήση του συστήματος. Οι τρείς συντελεστές που αναφέρθηκαν παραπάνω, είναι δυνατό να χρησιμοποιηθούν για τη μελέτη των παραγόντων ποιότητας που αφορούν τη χρηστικότητα. Για να γίνει σωστά η μελέτη τους κρίνεται απαραίτητη η μελέτη τους μέσω διαίρεσης σε μικρότερα ζητήματα χρηστικότητας. Στο μέρος 12 του ISO 9241 παρουσιάζεται η αναπαράσταση και η οργάνωση των πληροφοριών. Αυτό σημαίνει ότι παρέχονται πληροφορίες που αφορούν τη διάταξη, θέση, 14

16 ομαδοποίηση και τις ετικέτες στο περιβάλλον της εφαρμογής. Επιπρόσθετα, γίνεται λόγος, για τις συντομογραφίες, χρώματα και μεγέθη αλλά και άλλες οπτικές ενδείξεις. Όλα αυτά, συνοψίζονται σε εφτά χαρακτηριστικά. Αυτά είναι: Σαφήνεια: Η μεταφορά της πληροφορίας στον χρήστη είναι άμεση και ακριβής. Περιεκτικότητα: Προβάλλονται στο χρήστη μόνο οι άκρως αναγκαίες και χρήσιμες πληροφορίες. Αναγνωσιμότητα: Συντελεί στην εύκολη ανάγνωση πληροφοριών. Άμεση κατανόηση: Το περιεχόμενο της πληροφορίας, γίνεται εύκολα αντιληπτό αφού είναι διατυπωμένο με σαφήνεια, εύκολα αναγνωρίσιμο και ερμηνεύσιμο. Ανιχνευσιμότητα: Η πληροφορία που αναζητά ο χρήστης εντοπίζεται εύκολα. Διάκριση: Η επιθυμητή πληροφορία διακρίνεται εύκολα, όταν βρίσκεται μέσα σε ένα ευρύτερο σύνολο πληροφοριών. Συνεκτικότητα: Ομοιομορφία της σχεδίασης με βάση τις προσδοκίες του χρήστη. Στο μέρος 13 του ISO 9241 αναφέρεται ότι οι πληροφορίες καθοδήγησης για το χρήστη, πρέπει να είναι εύκολα διαχωρίσιμες από τις λοιπές πληροφορίες. Τα πλαίσια διαλόγου, που απαιτούν εισαγωγή στοιχείων από το χρήστη, πρέπει να δείχνουν στο χρήστη, τη διαθεσιμότητα τους. Το σύστημα, πρέπει να παρέχει ανατροφοδότηση που να γίνεται εύκολα αντιληπτή και να μην παρεμβαίνει στο χρήστη. Παροχή πληροφοριών που να σχετίζονται με την κατάσταση τόσο του συστήματος, όσο και της εφαρμογής που εκτελείται τη δεδομένη στιγμή. Αποτροπή διαχείριση και διόρθωση σφαλμάτων και υποστήριξη στο χρήστη μέσω κατάλληλων μηνυμάτων. Παροχή βοήθειας στο χρήστη ανά πάσα στιγμή. Αυτή, δε θα πρέπει να προσφέρει περιττές και άχρηστες πληροφορίες, παρά μόνο οτιδήποτε σχετίζεται άμεσα με την τρέχουσα ενέργεια ή διαδικασία [6]. 15

17 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Λειτουργικά Συστήματα Λειτουργικά Συστήματα φορητών Συσκευών Υπάρχουν πολλά λειτουργικά συστήματα που αφορούν τις φορητές συσκευές και με την ραγδαία ανάπτυξή των ΤΠΕ αναμένεται να εμφανιστούν και επιπλέον ΛΣ. Τα πιο γνωστά, από αυτά είναι τα Android (Google), ios (Apple), Symbian (Nokia), Blackberry OS (RIM), Bada (Samsung), Windows Phone (Microsoft), webos (Hewlett-Packard), Firefox OS (Mozilla), Ubuntu Edge (Canonical). Την παρούσα στιγμή, η συντριπτική πλειοψηφία κατόχων φορητών συσκευών χρησιμοποιούν τα Android και ios, ενώ η ανάπτυξη του Windows Phone αναμένεται να κατακτήσει ένα μερίδιο της αγοράς (ειδικά μετά την εξαγορά της Nokia από τη Microsoft και την κατάργηση του Symbian). Το Firefox OS είναι ακόμα σε τροχιά ανάπτυξης, ενώ το Ubuntu Edge πρόσφατα ακυρώθηκε λόγω έλλειψης οικονομικών πόρων. Για τους παραπάνω λόγους, στην παρούσα εργασία αναφέρονται τα τρία βασικά λειτουργικά, Android, ios, Windows Phone σύμφωνα και με τις μελέτες που έχουν γίνει το τελευταίο τρίμηνο του Τα αποτελέσματα, φαίνονται στον παρακάτω πίνακα [7]: Πίνακας 1 Ποσοστά λειτουργικών συστημάτων στην αγορά (3ο τρίμηνο 2013) Λειτουργικό Σύστημα Ποσοστό (%) Android 81,9 ios 12,1 Windows Phone 3,6 Blackberry 1,8 Bada 0,3 Symbian 0,2 Άλλα 0,2 16

18 Android Πρόκειται για λογισμικό ανοικτού κώδικα που ανήκει στην οικογένεια του Linux (διαθέτει πυρήνα Linux 2.6 ή 3.x ανάλογα με την έκδοση) και εμφανίστηκε για πρώτη φορά το Το λειτουργικό αυτό, αναπτύχθηκε από τη Google από το 2005 και μετά το 2007 η εξέλιξή του συνεχίστηκε από την Open Handset Alliance. Η τελευταία αποτελεί μία τεράστια ομάδα 48 μελών που περιλαμβάνει κατασκευαστές συσκευών, εταιρίες παραγωγής λογισμικού, παροχής υπηρεσιών κινητής τηλεφωνίας και εμπορικές εταιρίες. Οι γλώσσες προγραμματισμού του Android είναι οι C (για τον πυρήνα), C++ και Java. Την παρούσα στιγμή, το Android θεωρείται η πιο διαδεδομένη πλατφόρμα μεταξύ των προγραμματιστών με το 75% από αυτούς να προγραμματίζουν εφαρμογές γι αυτό. Αυτός είναι και ο λόγος που οι εφαρμογές που φιλοξενούνται και διακινούνται από το Google Play πλησιάζουν το ένα εκατομμύριο. Η διεπαφή χρήστη του Android είναι βασισμένη στον άμεσο χειρισμό (direct manipulation). Η τελευταία είναι ένα στυλ αλληλεπίδρασης ανθρώπου-υπολογιστή που περιλαμβάνει συνεχείς αναπαραστάσεις αντικειμένων προσπαθώντας να προσελκύσει το ενδιαφέρον του χρήστη, μέσω κατάλληλων ερεθισμάτων, όπως εναλλαγή απεικονίσεων, διάφορες ενέργειες και ανατροφοδότηση. Παράδειγμα τέτοιας πράξης είναι η απεικόνιση ενός κύβου στο χρήστη, με αυτόν να έχει τη δυνατότητα να μεταβάλει το μέγεθος τραβώντας με τα δάχτυλά του τις ακμές ή τις πλευρές. Χρησιμοποιώντας μεταφορές (metaphors) και διαδικασίες από τον πραγματικό κόσμο, η χρήση της εφαρμογής, γίνεται πιο εύκολα και γρήγορα αντιληπτή από το χρήστη με αποτέλεσμα να εξοικειώνεται άμεσα [8]. Οι συσκευές που «τρέχουν» το Android όπως και τα υπόλοιπα πια λειτουργικά συστήματα, έχουν κατάλληλους αισθητήρες, όπως γυροσκόπιο και επιταχυνσιόμετρο που χρησιμοποιούνται σε διάφορες εφαρμογές προσφέροντας χρήσιμες πληροφορίες στους χρήστες τους. Επιπλέον, το Android επιτρέπει το χρήστη να έχει την αίσθηση όταν έχει μπροστά του μια έξυπνη κινητή συσκευή, σαν να πρόκειται για το λειτουργικό σύστημα ενός Η/Υ. Έτσι λοιπόν, στην επιφάνεια εργασίας μπορεί να βάλει συντομεύσεις των εφαρμογών του και άλλες βοηθητικές λειτουργίες, π.χ. ρολόι, ημερολόγιο, ηλεκτρονικό ταχυδρομείο κ.ά.. Πηγαίος κώδικας του Android παρέχεται δωρεάν στο διαδίκτυο, μιας και όπως αναφέρθηκε προηγουμένως πρόκειται για εφαρμογή ανοικτού κώδικα. Αυτό σημαίνει πως οποιοσδήποτε προγραμματιστής ή εταιρία, μπορεί να επέμβει στον κώδικα και να τον προσαρμόσει στις δικές του ανάγκες και επιθυμίες. Για το λόγο αυτό, το Android υποστηρίζεται από μια μεγάλη κοινότητα προγραμματιστών, των οποίων οι εφαρμογές 17

19 ξεπερνούν σήμερα τις ενώ μέχρι τώρα έχουν γίνει πάνω από 25 δις λήψεις από το Google Play, που αποτελεί και το βασικό ηλεκτρονικό κατάστημα των εφαρμογών. Σήμερα εκτός από τα κινητά τηλέφωνα, το Android υιοθετήθηκε και από ταμπλέτες, παιχνιδομηχανές, τηλεοράσεις, φωτογραφικές και άλλες ηλεκτρικές και ηλεκτρονικές συσκευές. Αποτελεί από τα τέλη του 2010 το πιο διαδεδομένο λειτουργικό σύστημα στα έξυπνα κινητά τηλέφωνα (μέχρι τότε ήταν το Symbian). Βασικοί λόγοι που προτιμάται το Android έναντι των ανταγωνιστών του, είναι το χαμηλό κόστος, η ευελιξία, η αξιοπιστία, η χαμηλή κατανάλωση και οι μικρές απαιτήσεις στο υλικό της συσκευής. Επιπλέον, πολλοί κατασκευαστές, τροποποιούν την έκδοση του Android ώστε να την προσαρμόσουν κατάλληλα στα προϊόντα τους, όπως για παράδειγμα η Amazon για το Kindle Fire. Σήμερα, ενεργοποιούνται 1,3 εκ συσκευές την ημέρα και ο συνολικός αριθμός έχει ξεπεράσει τα 500 εκ συσκευές, ενώ οι συσκευές που χρησιμοποιούν το λειτουργικό αυτό, βρίσκονται σε πάνω από 190 χώρες, με ποσοστό 81% (το Νοέμβριο του 2013) από το σύνολο των έξυπνων κινητών τηλεφώνων. Από το 2013 ξεκίνησε ένα project που αφορά την υποστήριξη και την αναβάθμιση του πυρήνα του Linux μέσω drivers, patches και επιπλέον λειτουργιών ενώ σύμφωνα με τον Linus Torvalds, σε περίπου τέσσερα χρόνια, τα Android και Linux θα έχουν κοινό πυρήνα. Το 2011, η Google ανακοίνωσε, τη δημιουργία της Android Update Alliance, η οποία θα ανακοινώνει σημαντικά updates κάθε 18 μήνες, ωστόσο από τότε δεν έγινε καμία επίσημη παρουσία της [9-10]. Ιστορία των εκδόσεων του Android Οι εκδόσεις του Android χωρίζονται σε δύο κατηγορίες. Τις μη εμπορικές και τις εμπορικές. Οι πρώτες εμφανίστηκαν σε πειραματικό στάδιο και δεν κυκλοφόρησαν στην αγορά, σε αντίθεση με τις δεύτερες που διατέθηκαν σε διάφορες συσκευές [9]. Πίνακας 2 Οι Εκδόσεις του Android Έκδοση Android Android alpha Android beta Android 1.0 Πληροφορίες Εμφανίστηκε το 2007, με διάφορες ονομασίες, καμία όμως από αυτές δεν χαρακτήρισε επίσημα την έκδοση. Εμφανίστηκε λίγο αργότερα από την alpha και διατέθηκε στο κοινό με παράλληλη κυκλοφορία του SDK. Πρόκειται για την πρώτη εμπορική έκδοση και κυκλοφόρησε το Σεπτέμβρη του Ήταν η πρώτη έκδοση που επέτρεπε τους 18

20 χρήστες να κατεβάσουν εφαρμογές από μια νέα, τότε, υπηρεσία, το Google Play. Ανάμεσα στις λειτουργίες που παρείχε, ήταν αυτές του ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, του συγχρονισμού των επαφών, συμβατότητα με φωτογραφικές μηχανές, Street view, Bluetooth. Android 1.1 (Petit Four) Android 1.5 Cupcake Android 1.6 Donut Android Éclair Διατέθηκε το Φεβρουάριο του 2009 αλλά μόνο για μια έκδοση κινητού τηλεφώνου και μόνο ως αναβάθμιση. Η ονομασία Petit Four κυκλοφόρησε μόνο ανεπίσημα. Παρουσιάστηκε τον Απρίλιο του 2009 και ήταν η πρώτη έκδοση που είχε επίσημα το όνομα γλυκού. Η έκδοση του πυρήνα είναι η Ανάμεσα στα χαρακτηριστικά της έκδοσης ήταν η συμβατότητα του εικονικού πληκτρολογίου άλλων προγραμματιστών με το λειτουργικό και η εμφάνιση των widgets (εικονίδια στην επιφάνεια εργασίας της συσκευής που παρείχε πληροφορίες π.χ. δελτίο καιρού, ειδήσεις κτλ). Από την έκδοση αυτή, ο χρήστης μπορεί να ανεβάσει δικά του βίντεο κατευθείαν στο YouTube και να βιντεοσκοπήσει βίντεο σε ποιότητα MPEG-4 και 3GP. Εμφανίστηκε το Σεπτέμβρη του Η έκδοση του πυρήνα είναι η Ο χρήστης μπορεί να κάνει φωνητική και γραπτή αναζήτηση στους σελιδοδείκτες, στο ιστορικό, στις επαφές και στο διαδίκτυο. Ταυτόχρονα βελτιώθηκε το Android Market, ενσωματώνοντας νέα χαρακτηριστικά, όπως αναζήτηση και εικόνες από το περιβάλλον των εφαρμογών. Επίσης, η διαχείριση των εικόνων και της κάμερας τόσο για τη λήψη φωτογραφιών όσο και για τη λήψη βίντεο, γίνεται πιο γρήγορα. Προστέθηκε η δυνατότητα της μαζικής διαγραφής αρχείων εικόνας. Κυκλοφόρησε τον Οκτώβρη του 2009 με τις αναβαθμίσεις του να ανακοινώνονται μέχρι τον Ιανουάριο του Ο χρήστης μπορεί να προσθέσει πολλαπλούς λογαριασμούς διαχείρισης στην εφαρμογή ηλεκτρονικού ταχυδρομείου και παράλληλα υποστηρίζεται το Microsoft Exchange. Μέσα από το βιβλίο διευθύνσεων ο χρήστης μπορεί να επιλέξει την επαφή και 19

21 απευθείας να κάνει κλήση, να στείλει μήνυμα ή . Η αναζήτηση έχει επεκταθεί και στα SMS, MMS και s. Βελτιώθηκε αισθητά το λογισμικό της κάμερας που αποκτά νέες δυνατότητες όπως χρήση φλας, ψηφιακό ζουμ, αντίθεση κ.ά.. Η Android 2.2 Froyo Android 2.3 Gingerbread πληκτρολόγηση γίνεται πιο γρήγορα με την προσθήκη προτεινόμενων λέξεων και προστέθηκε η υποστήριξη του Bluetooth 2.1. Ο περιηγητής ιστοσελίδων αναβαθμίστηκε ώστε να μπορεί να υποστηρίξει HTML 5. Βελτιώσεις εμφανίστηκαν και στην εφαρμογή του ημερολογίου, όπως επίσης και στο Google Maps. Τέλος, δόθηκε η δυνατότητα στο χρήστη να μπορεί να χρησιμοποιήσει στο λειτουργικό, φόντο με κινούμενη εικόνα. Παρουσιάστηκε το Μάιο του 2010 και ενσωμάτωνε πολλές βελτιώσεις. Η έκδοση του πυρήνα είναι η Αυξήθηκε η ταχύτητα και βελτιώθηκε η απόδοση του συστήματος. Ενσωματώθηκε η μηχανή JavaScript του Google Chrome στον περιηγητή του ΛΣ. Η ταχύτητα εκτέλεσης των εφαρμογών αυξήθηκε σημαντικά με τη χρήση του JIT. Προστέθηκαν νέες συντομεύσεις στην επιφάνεια εργασίας και δυνατότητα γρήγορης εναλλαγής γλώσσας κατά τη συγγραφή μηνυμάτων. Το Bluetooth απέκτησε δυνατότητα να υποστηρίξει συσκευές docks είτε για αυτοκίνητο είτε για γραφείο. Μέσω του περιηγητή ο χρήστης μπορεί να μοιραστεί αρχεία στο διαδίκτυο. Η ασφάλεια, βελτιώθηκε με τη χρήση αλφαριθμητικών κωδικών ασφαλείας, ενώ ενσωματώθηκε υποστήριξη για το Flash της Adobe. Εμφανίστηκε το Δεκέμβριο του 2010 και εξελίχθηκε μέχρι το Σεπτέμβριο του Η έκδοση του πυρήνα είναι η Η διεπαφή χρήστη βελτιώθηκε σημαντικά, μέσω αύξησης της ταχύτητας και έγινε απλούστερη στη χρήση. Το ΛΣ, απέκτησε δυνατότητα υποστήριξης μεγαλύτερων σε μέγεθος οθονών και παράλληλα βελτιώθηκε η συγγραφή γραπτών κειμένων παρουσιάζοντας μεγαλύτερη ακρίβεια. Τοποθετήθηκε η λειτουργία της αντιγραφής και της επικόλλησης κειμένου και παράλληλα προστέθηκε η υποστήριξη του NFC. Ο περιηγητής απέκτησε νέο διαχειριστή αρχείων (για το κατέβασμα από το 20

22 διαδίκτυο) και το ίδιο συνέβη και στην εφαρμογή ηλεκτρονικού ταχυδρομείου. Ενσωματώθηκε για πρώτη φορά, η λειτουργία υποστήριξης περισσότερων καμερών και αυτό επέτρεψε να τοποθετηθεί δεύτερη κάμερα στις συσκευές για Android Honeycomb Android 4.0 Ice Cream Sandwich πραγματοποίηση βιντεοκλήσεων. Προστέθηκαν νέες βελτιώσεις για ήχο, γραφικά που αφορούσαν τους προγραμματιστές παιχνιδιών, ενώ εμφανίστηκε και η υποστήριξη διαφόρων αισθητήρων όπως το γυροσκόπιο και το βαρόμετρο. Εμφανίστηκε το Φεβρουάριο του 2011 και εξελίχθηκε μέχρι το Φεβρουάριο του Ο πυρήνας Linux της έκδοσης αυτής είναι ο Ξεκίνησε να υποστηρίζει τις πρώτες ταμπλέτες και προστέθηκε το System Bar (μοιάζει με τη γραμμή εργαλείων των Windows) όπου δίνει στο χρήστη τη δυνατότητα να έχει πρόσβαση σε διάφορες λειτουργίες όπως γρήγορη πρόσβαση, πλοήγηση και πληροφορίες κατάστασης. Βελτιώθηκε το multitasking και ο χρήστης μπορεί να βλέπει σε ξεχωριστά παράθυρα τις τρέχουσες εργασίες ενώ η μετάβαση από τη μια στην άλλη γίνεται πιο εύκολα. Το πληκτρολόγιο επανασχεδιάστηκε, για πιο γρήγορη και πιο ακριβή πληκτρολόγηση. Ο περιηγητής, απέκτησε λειτουργία καρτελών ώστε να έχει πολλές σελίδες ανοιχτές και να είναι πιο εύκολη η μετάβαση από τη μια καρτέλα στην άλλη, ενώ προστέθηκε και η δυνατότητα ανώνυμης πλοήγησης. Προστέθηκαν νέες συντομεύσεις για την κάμερα και τις ρυθμίσεις της, όπως επίσης και τα άλμπουμ φωτογραφιών. Η απόδοση του hardware βελτιώθηκε. Επιπρόσθετα, ο χρήστης μπορεί να συνδέσει αξεσουάρ USB (όπως πληκτρολόγια, flash disks, joysticks και gamepads). Το Wi-Fi βελτιώθηκε και δόθηκε η δυνατότητα πλοήγησης μέσω proxy. Το ΛΣ υποστηρίζει το Google TV ενώ η πρόσβαση από τις εφαρμογές σε αρχεία που βρίσκονται στις κάρτες SD έχει βελτιωθεί. Κυκλοφόρησε τον Οκτώβρη 2011 και εξελίχθηκε μέχρι το Μάρτιο του Ο πυρήνας Linux της έκδοσης αυτής είναι ο Ενσωματώθηκαν βελτιώσεις προηγούμενων εκδόσεων από 21

23 ταμπλέτες, στα κινητά τηλέφωνα. Η διαδικασία δημιουργίας Android 4.1 Jelly Bean φακέλων γίνεται πιο εύκολα. Βελτίωση στην υπηρεσία τηλεφωνητή με αυξομείωση της ταχύτητας. Η πληκτρολόγηση λέξεων αναβαθμίστηκε ώστε να διορθώνονται τα λάθη πιο γρήγορα. Η λειτουργία της αντιγραφής και της επικόλλησης κειμένου βελτιώθηκε και παράλληλα προστέθηκε η δυνατότητα να ξεκλειδώνει η συσκευή μέσω οπτικής αναγνώρισης με τη χρήση κατάλληλου λογισμικού. Ο περιηγητής μπορεί να αντιγράψει τους σελιδοδείκτες κατευθείαν από τον Google Chrome που έχει ήδη παραμετροποιήσει ο χρήστης. Υιοθετήθηκε η χρήση μετρητή για τη μεταφορά δεδομένων, ώστε να ελέγχεται το κόστος από το χρήστη και παράλληλα να χρησιμοποιεί ο τελευταίος φραγή, ώστε να διακοπεί η μεταφορά σε περίπτωση που ξεπεραστεί το όριο. Επίσης, ο χρήστης αποκτά τη δυνατότητα να τερματίζει εφαρμογές που λειτουργούν στο προσκήνιο και χρησιμοποιούν δεδομένα. Το λογισμικό υποστήριξης της κάμερας, αναβαθμίστηκε και περιλαμβάνει νέες λειτουργίες, με τη βασικότερη εξ αυτών η εγγραφή βίντεο σε Full HD. Ενσωματώθηκε στο λειτουργικό σύστημα εφαρμογή επεξεργασίας φωτογραφίας. Ανανέωση της εφαρμογής People, η οποία αντλεί δεδομένα από τα προφίλ της κοινωνικής δικτύωσης του χρήστη. Το Wi-Fi ενσωμάτωσε τη λειτουργία Direct, ώστε να είναι δυνατή η σύνδεση με άλλες συσκευές μέσω Wi-Fi, ανταλλάσσοντας δεδομένα με την ανάλογη από το πρωτόκολλο ταχύτητα. Οι αναβαθμίσεις που ακολούθησαν, βελτίωσαν διάφορα στοιχεία όπως το πρόγραμμα της κάμερας και την σταθερότητα του συστήματος. Παρουσιάστηκε τον Ιούλιο του 2012 και εξελίχθηκε μέχρι τον Οκτώβρη της ίδιας χρονιάς. Ο πυρήνας Linux της έκδοσης αυτής είναι ο Η διεπαφή του συστήματος με το χρήστη, έγινε πιο φιλική και βελτιώθηκε η διαχείριση των γραφικών. Ο χρήστης μπορεί να κάνει τις δικές του αντιστοιχήσεις στο πληκτρολόγιο. Τα widgets εκτός από αλλαγή θέσης, είναι τώρα δυνατή και η αλλαγή του μεγέθους ώστε να καταλαμβάνουν το 22

24 χώρο που επιθυμεί ο χρήστης. Οι ταμπλέτες με μικρότερες οθόνες, αποκτούν το γραφικό περιβάλλον που χρησιμοποιείται στα κινητά τηλέφωνα, ώστε να είναι πιο λειτουργικά. Ο ήχος βελτιώνεται σημαντικά με τη χρήση πολλαπλών καναλιών αλλά και τη δυνατότητα σύνδεσης με εξωτερική πηγή ήχου. Ο βασικός περιηγητής που υπήρχε εγκατεστημένος σε όλες τις προηγούμενες εκδόσεις, αντικαθίσταται από το Google Chrome. Android 4.2 Jelly Bean Εμφανίστηκε τον Νοέμβρη του 2012 και εξελίχθηκε μέχρι το Φεβρουάριο του Ο πυρήνας Linux της έκδοσης αυτής είναι ο Ο χρήστης έχει πιο γρήγορη πρόσβαση στις ρυθμίσεις και παράλληλα είναι δυνατή για τις ταμπλέτες μόνο, η σύνδεση περισσότερων του ενός χρηστών στο σύστημα. Αντικαταστάθηκε η εφαρμογή του ρολογιού με νεότερη. Το ίδιο συνέβη και για λειτουργίες όπως την παγκόσμια ώρα και το χρονόμετρο. Βελτιώθηκε το σύστημα διαχείρισης των VPN αλλά και η εμφάνιση της λειτουργίας ομαδικής αποστολή μηνυμάτων. Μέσω του Bluetooth μπορεί να υποστηριχθεί η σύνδεση με περιφερειακές συσκευές (π.χ. joystick). Τέλος, όταν ο χρήστης κατεβάζει αρχεία στη συσκευή του, βλέπει τον υπολειπόμενο χρόνο για να ολοκληρωθεί η μεταφορά. Android 4.3 Jelly Bean Εμφανίστηκε τον Ιούλιο του 2013 και εξελίχθηκε μέχρι τον Οκτώβρη της ίδιας χρονιάς. Υποστηρίζεται η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας του Bluetooth, όπως επίσης και ο απομακρυσμένος έλεγχος άλλων συσκευών. Τα γραφικά των παιχνιδιών έχουν βελτιωθεί με την υποστήριξη του Open GL ES 3.0. Είναι δυνατή η προσθήκη περιορισμών σε νέα προφίλ χρηστών που δημιουργούνται. Η διεπαφή της κάμερας, βελτιώθηκε και το ίδιο συνέβη με την ανάλυση. Βελτιώθηκαν πολλά κενά ασφαλείας, που αφορούσαν την ασφάλεια του ΛΣ και τις επιδόσεις του. Android 4.4 Πρόκειται για την πιο πρόσφατη έκδοση του Android. KitKat Εμφανίστηκε το Σεπτέμβριο του 2013 και έχει πολλές βελτιώσεις σε σχέση με τους προκατόχους του. Η διεπαφή του ΛΣ είναι ανανεωμένη και η επίδοση των συσκευών με χαμηλότερες επιδόσεις μπορούν να λειτουργήσουν ικανοποιητικά. Μπορεί να 23

25 συνδεθεί ασύρματα με εκτυπωτή και αναβαθμίστηκαν το NFC και το Google Chrome. Το λογισμικό της κάμερας επιτρέπει στο χρήστη να ανεβάσει απευθείας στο Google+ φωτογραφίες. Βελτιώσεις έγιναν και στις λειτουργίες του ήχου και παράλληλα είναι δυνατή η αποθήκευση δεδομένων από άλλες συσκευές. Το μενού των ρυθμίσεων επανασχεδιάστηκε και στην ενότητα «Γρήγορε Ρυθμίσεις», τοποθετήθηκαν επιπλέον λειτουργίες. Τέλος, βελτιώσεις ενσωματώθηκαν στο ΛΣ σχετικά με την ασφάλειά του. [11-12] Στην παρακάτω εικόνα, φαίνονται τα ποσοστά των χρηστών που χρησιμοποιούν την κάθε έκδοση. Συγκριτικά, στις αρχές του 2013, άνω του 50% των χρηστών χρησιμοποιούσε την έκδοση 2.3 Gingerbread, ενώ η 3.2 είχε ήδη τόσο χαμηλό ποσοστό. Εικόνα 2 Ποσοστά εκδόσεων του Android στις 8/1/2014 Αρχιτεκτονική του Android Η αρχιτεκτονική του λειτουργικού συστήματος χωρίζεται σε τέσσερα επίπεδα. Το κατώτερο από αυτά, είναι ο πυρήνας Linux. Στο δεύτερο επίπεδο, βρίσκονται οι βιβλιοθήκες μαζί με το Android Runtime, στο τρίτο επίπεδο το Application Framework και στο τέταρτο οι εφαρμογές. 24

26 Εικόνα 3 Η αρχιτεκτονική του ΛΣ Android Πυρήνας Linux Οι δύο βασικές εκδόσεις του Linux kernel που χρησιμοποιούνται στο Android είναι η 2.6.x. και η Η πρώτη συναντάται στις παλιότερες εκδόσεις του Android, ενώ η δεύτερη στις νεότερες και συγκεκριμένα από την 4.0 και μετά. Ο πυρήνας που χρησιμοποιείται από τη Google έχει τροποποιηθεί κατάλληλα από το βασικό πυρήνα που χρησιμοποιείται στους Η/Υ. Ο πυρήνας αποτελεί το κεντρικό κομμάτι ενός λειτουργικού συστήματος και η βασική του αρμοδιότητα είναι η διαχείριση των πόρων του υπολογιστή. Σε αυτό το πλαίσιο, ο πυρήνας διεκπεραιώνει την επικοινωνία μεταξύ του λογισμικού και του υλικού και αναθέτει μνήμη και χρόνο στην Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας στις διεργασίες που εκτελούνται. Πρακτικά, ο kernel (που είναι γραμμένος κυρίως σε γλώσσα C), μεσολαβεί ανάμεσα στο software και το hardware παρέχοντας τους κατάλληλους οδηγούς (drivers). Όπως φαίνεται και στο παρακάτω σχήμα, οι οδηγοί σχετίζονται με τη χρήση και τη διαχείριση του υλικού. Το υλικό αυτό είναι: απεικόνιση, κάμερα, Bluetooth, μνήμη flash, USB, πληκτρολόγιο, Wi-Fi, ήχος, διαχείριση ενέργειας και Binder (IPC) (χρησιμοποιείται για κοινή χρήση μεθόδων από διαφορετικά νήματα ή διεργασίες). 25

27 Σύμφωνα με τον Linus Torvalds (δημιουργό του Linux) ο πυρήνας του Android και του Linux θα είναι κοινός το Αυτό είναι πολύ σημαντικό γιατί εκτός από την ομοιοτυπία που θα υπάρχει μεταξύ των δύο λειτουργικών συστημάτων, θα επιτρέψει την εγκατάσταση του Android και σε Η/Υ. Βιβλιοθήκες Στο δεύτερο επίπεδο υπάρχουν οι βιβλιοθήκες του λειτουργικού συστήματος. Ο κώδικας είναι γραμμένος σε C. Οι βιβλιοθήκες παρέχουν αρχεία με συναρτήσεις ώστε να μπορούν να συνεργαστούν οι εφαρμογές του χρήστη, με τη συσκευή. Οι βασικές που ανήκουν στην αρχιτεκτονική είναι οι: Surface Manager που διαχειρίζεται διαδικασίες προβολής έχοντας πρόσβαση σε λειτουργίες παραγωγής γραφικών 2 και 3 διαστάσεων, Media Framework που αποτελεί ένα πλαίσιο το οποίο προσφέρει ένα API και σχετίζεται με την υποστήριξη προσθήκης νέων μορφών ήχου, βίντεο και παράλληλα παρέχει πρωτόκολλα για μετατροπή σε άλλες μορφές, SQLite που αποτελεί μια κοινόχρηστη σχεσιακή βάση δεδομένων, OpenGL ES που αποτελεί API για δημιουργία δισδιάστατων και τρισδιάστατων γραφικών, FreeType βοηθά στη μεγαλύτερη ευκρίνεια σε εικόνες και στα κείμενα των εφαρμογών, WebKit το οποίο παρέχει εργαλεία για την πλοήγηση στο διαδίκτυο, SGL βιβλιοθήκη γραφικών, SSL που παρέχει κλάσεις και διεπαφές για την επικοινωνία μεταξύ πελατών και διακομιστών, libc που πρόκειται για τη στάνταρ βιβλιοθήκη της C με τις ανάλογες τροποποιήσεις ανάλογα με τη συσκευή (φορητή ή Η/Υ)[13-14]. Android Runtime Αποτελείται από δύο στοιχεία, το Dalvik Virtual Machine και οι βιβλιοθήκες του πυρήνα. Το Dalvik είναι το λογισμικό που τρέχει τις εφαρμογές σε μια συσκευή. Ο κώδικά του είναι γραμμένος σε Java. Κάθε εφαρμογή που τρέχει, χρησιμοποιεί ένα ανεξάρτητο στιγμιότυπο του Dalvik και αυτό είναι πολύ σημαντικό αφού στα δεδομένα της κάθε εφαρμογής δεν έχει πρόσβαση καμία άλλη, κάτι που συντελεί σημαντικά στην ασφάλεια του ΛΣ. Επιπλέον, το Dalvik χρησιμοποιεί ένα εργαλείο που ονομάζεται dx και μετατρέπει σε μορφή.dex τα αρχεία.class της Java. Ένα dex περιέχει περισσότερα του ενός class. Τμήματα κώδικα που επαναλαμβάνονται σε πολλά αρχεία class, στο dex υπάρχουν μόνο μια φορά. Επίσης τα αρχεία dex είναι μικρότερα και από τα αρχεία jar. Οι Android Core Libarires είναι γνωστές και ως Dalvik Libraries και χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες. Αυτές είναι οι Dalvik VM Specific Libraries που χρησιμοποιείται για άμεση αλληλεπίδραση με ένα στιγμιότυπο της εικονικής μηχανής Dalvik, Java Interoperability 26

28 Libraries που ο κώδικάς τους είναι γραμμένος κυρίως σε γλώσσα Java, έχοντας υποστεί κάποια επεξεργασία ώστε να τρέχουν στο Dalvik και υποστηρίζουν διάφορες διεργασίες και οι βιβλιοθήκες Android που χρησιμοποιούνται για την εξέλιξη του ΛΣ [15-16]. Application framework Πρόκειται για ένα σύνολο υπηρεσιών που βρίσκεται στο τρίτο επίπεδο της αρχιτεκτονικής του Android. Το framework αυτό απλοποιεί την επαναχρησιμοποίηση συστατικών στοιχείων, ώστε κάθε εφαρμογή να ενημερώνει τις υπόλοιπες για τις ικανότητές της και στη συνέχεια οποιαδήποτε άλλη να βασιστεί πάνω σ αυτές. Οι υπηρεσίες που παρέχονται είναι οι Activity Manager που ελέγχει το κύκλο ζωής των εφαρμογών αλλά και τη δραστηριότητά τους, Content providers που επιτρέπει τις εφαρμογές να δημοσιοποιούν και να μοιράζονται δεδομένα με άλλες εφαρμογές, Resource Manager που επιτρέπει την πρόσβαση σε μη κωδικοποιημένους πόρους όπως οι ρυθμίσεις χρωμάτων, Notifications Manager που επιτρέπει στις εφαρμογές να δείχνουν στο χρήστη συναγερμούς και μηνύματα (π.χ. για ενημερώσεις), View System που χρησιμοποιείται για να δημιουργούνται διεπαφές χρήστη για τις εφαρμογές, Package Manager που αποτελεί ένα σύστημα στο οποίο η κάθε εφαρμογή μπορεί να βρει πληροφορίες για τις υπόλοιπες εφαρμογές ου είναι εγκατεστημένες στη συσκευή, Telephony Manager που παρέχει πληροφορίες στην εφαρμογή για τις διαθέσιμες τηλεφωνικές υπηρεσίες όπως κατάσταση και συνδρομή χρήστη, Location Manager παρέχει πρόσβαση σε υπηρεσίες που επιτρέπουν την εφαρμογή να παραλαμβάνει ενημερώσεις σχετικές με την τρέχουσα τοποθεσία, Window manager, που είναι η διεπαφή που προσαρμόζει την απεικόνιση στην οθόνη, XMPP service, που αποτελεί μια υπηρεσία επικοινωνίας της συσκευής με τους servers της Google μέσω σύνδεσης TCP. Applications Είναι το τέταρτο και τελευταίο επίπεδο του Android. Περιλαμβάνει όλες τις εφαρμογές, είτε αυτές που υπάρχουν μαζί με το ΛΣ, είτε αυτές που εγκαθιστά ο χρήστης. Τέτοιες εφαρμογές μπορεί να είναι ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, αποστολής και λήψης μηνυμάτων, ημερολόγια, χάρτες, περιηγητές ιστοσελίδων κ.ά.. Όλες οι εφαρμογές, γράφονται σε γλώσσα Java. Μία εφαρμογή που έχει γραφτεί για περιβάλλον Android δεν είναι συμβατή με προγράμματα που έχουν γραφτεί σε Java ME και SE [ ]. 27

29 Android 4.4 Kit Kat Η τρέχουσα έκδοση του Android είναι η 4.4 και οι διαφορές της σε σχέση με τις προηγούμενες εκδόσεις αναφέρθηκαν σε προηγούμενη ενότητα. Σ αυτήν την ενότητα, αναφέρονται τα χαρακτηριστικά της. Στην έκδοση αυτή, είναι διαθέσιμη η φωνητική υπηρεσία του ΛΣ, μέσω της οποίας ο χρήστης μπορεί να ενεργοποιήσει την αναζήτηση, να στείλει μηνύματα, να ενεργοποιήσει την αναπαραγωγή της μουσικής και να πάρει οδηγίες μέσω του GPS. Αρκετές αλλαγές, έχουν γίνει στις πολυμεσικές εφαρμογές. Η εφαρμογή της μουσικής, απέκτησε νέα λειτουργία, η οποία προβάλει στο χρήστη τη φωτογραφία του άλμπουμ από το μουσικό κομμάτι που αναπαράγεται. Η εικόνα εμφανίζεται όταν η συσκευή είναι κλειδωμένη, ωστόσο ο χρήστης μπορεί να επέμβει στην αναπαραγωγή ανά πάσα στιγμή. Επίσης, κατά την ανάγνωση ενός e-book εξαφανίζονται όλα τα στοιχεί από την οθόνη του χρήστη που είτε αποσπούν την προσοχή του, είτε δεν χρειάζονται να υπάρχουν στην οθόνη. Η εμφάνισή τους, γίνεται πολύ εύκολα, με ένα ελαφρύ χτύπημα της οθόνης. Καλύτερη διαχείριση επετεύχθη και στην κατανάλωση της μπαταρίας. Η αναπαραγωγή της μουσικής μπορεί να διαρκέσει ως και 60 ώρες. Επιπρόσθετα, το multitasking έχει αποκτήσει μεγαλύτερη ταχύτητα. Οι επιδόσεις του συστήματος έχουν αυξηθεί βελτιστοποιώντας τη μνήμη με παράλληλη βελτίωση της οθόνης αφής. Η τελευταία είναι πιο γρήγορη και ταυτόχρονα πιο ακριβής. Έτσι λοιπόν ο χρήστης μπορεί να κάνει παράλληλα διάφορες διεργασίες, όπως αναπαραγωγή μουσικής, περιήγηση στο διαδίκτυο και να παίζει παιχνίδια. Επίσης, όταν η συσκευή δέχεται τηλεφωνική κλήση που δεν ανήκει στις επαφές του χρήστη, τότε γίνεται έλεγχος στο Google Maps ώστε να εντοπιστεί αν ο τηλεφωνικός αριθμός ανήκει σε κάποια εμπορική επιχείρηση. Σχετικά με τις επαφές, γίνεται ταξινόμηση των επαφών με τις οποίες επικοινωνεί συχνά ο χρήστης και επιπλέον ο χρήστης μπορεί να αναζητήσει για κοντινές επιχειρήσεις ή τοποθεσίες (ακόμα και των επαφών του), στο Google Apps Domain. Η υπηρεσία μηνυμάτων έχει βελτιωθεί και απέκτησε νέα μορφή. Η εφαρμογή Hangouts περιλαμβάνει όλα τα μηνύματα που παρέλαβε ο χρήστης της συσκευής συγκεντρωμένα, ανεξάρτητα του τύπου ή της εφαρμογής. Έτσι λοιπόν συνυπάρχουν κλήσεις, SMS, MMS και ακόμα, ο χρήστης μπορεί να στείλει αρχεία GIF. Στη συγγραφή μηνυμάτων, το πληκτρολόγιο εμπλουτίστηκε με εικόνες Emoji, με τις οποίες ο χρήστης μπορεί να αντικαταστήσει λέξεις. 28

30 Η συσκευή, μέσω ασύρματης επικοινωνίας μπορεί να στείλει ιστοσελίδες, εικόνες και έγγραφα σε εκτυπωτές που έχουν συνδεθεί στο Google Cloud Print, στο HP eprint ή χρησιμοποιούν συγκεκριμένη εφαρμογή που είναι διαθέσιμη στο Google Play. Με τη χρήση εφαρμογών σουίτας γραφείου, όπως το Google Quickoffice ο χρήστης μπορεί να αποθηκεύσει τα αρχεία του στο cloud ή στη συσκευή του. Έτσι λοιπόν, ανά πάσα στιγμή μπορεί να έχει πρόσβαση σ αυτά, είτε για να τα χρησιμοποιήσει, είτε για να τα μοιραστεί με άλλους. Το Bluetooth αποκτά την υποστήριξη του ΛΣ, όσο αφορά το MAP που επιτρέπει στα οχήματα που διαθέτουν πομποδέκτη Bluetooth να ανταλλάζουν δεδομένα με τη συσκευή. Η υποστήριξη επίσης του Chromecast δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη να χρησιμοποιεί τη συσκευή για online ψυχαγωγία μέσω διαφόρων υπηρεσιών όπως το YouTube, Hulu Plus σε ποιότητα HD. Για την περιήγηση ιστοσελίδων το ΛΣ, χρησιμοποιεί το Chrome που φημίζεται για τις υψηλές του επιδόσεις όσο αφορά την ταχύτητα. Αναβαθμίστηκε σημαντικά και η εφαρμογή του ηλεκτρονικού ταχυδρομείου. Υπάρχουν εμφωλευμένοι φάκελοι και η πλοήγηση ανάμεσα στα μηνύματα γίνεται πιο εύκολα. Η κάμερα έχει αποκτήσει νέο λογισμικό με το οποί οι λήψεις το φωτογραφιών έχουν καλύτερα αποτελέσματα. Έχει δοθεί πολύ μεγάλη σημασία στην ασφάλεια της συσκευής και για το λόγο αυτό κάθε εφαρμογή εκτελείται μέσα σε sandbox. Τέλος, με τη χρήση του NFC ο χρήστης μπορεί να κάνει πληρωμές για διάφορες διαδικασίες μέσω της εφαρμογής της συσκευής του, ή ακόμα και μέσω του cloud [20-21]. Google Play Ξεκίνησε τη λειτουργία του το Παλιότερα ήταν γνωστό ως Android Market. Πρόκειται για μια διαδικτυακή πλατφόρμα που παρέχει εφαρμογές για το λειτουργικό σύστημα του Android. Ο χρήστης μπορεί να πλοηγηθεί στις σελίδες του Google Play και να αναζητήσεις τις εφαρμογές που τον ενδιαφέρουν. Για την κάθε εφαρμογή παρέχονται χρήσιμες πληροφορίες όπως, η έκδοσή της, οι διαφορές και οι βελτιώσεις που έγιναν από την προηγούμενη έκδοσή του, με ποιες εκδόσεις του λειτουργικού είναι συμβατή, πόσοι χρήστες κατέβασαν στη συσκευή τους την εφαρμογή αλλά και κριτικές. 29

31 Εικόνα 4 Το περιβάλλον του google play μέσα από φορητή συσκευή Επιπλέον, αναφέρονται τα δικαιώματα που ζητά να έχει η εφαρμογή στη συσκευή, όπως για παράδειγμα πρόσβαση στα στοιχεία της κάρτας SIM, ή στη γεωγραφική θέση της συσκευής. Επίσης ο χρήστης ανάλογα με την εφαρμογή που βλέπει εκείνη τη στιγμή, υπάρχουν και προτεινόμενες παρόμοιες εφαρμογές. Όλες τα αρχεία που υπάρχουν στο Google Play είναι ταξινομημένα σε κατηγορίες. Αυτές είναι Μουσική, Βιβλία, Παιχνίδια, Εφαρμογές, Ταινίες και Τηλεόραση, Περιοδικά. Αυτή τη στιγμή υπάρχουν περισσότερες από ένα εκατομμύριο εφαρμογές στο Google Play με πάνω από 50 δισεκατομμύρια downloads [22]. Τα πιο χαρακτηριστικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του Android αναφέρονται παρακάτω: Πλεονεκτήματα 1) Παρέχει τη δυνατότητα των πολλαπλών διεργασιών ταυτόχρονα 2) Μεγάλο πλήθος εφαρμογών που εμπλουτίζεται διαρκώς (Google Play) 3) H μεταφορά και η εγκατάσταση των εφαρμογών γίνεται εύκολα 4) Ευελιξία Μειονεκτήματα 1) Δεν υπάρχει άμεσος τρόπος για συγχρονισμό δεδομένων από τη συσκευή σε Η/Υ. Απαιτείται η χρήση επιπλέον εφαρμογής. 2) Παρουσιάζονται καθυστερήσεις σε κάποια μοντέλα, ανάλογα με τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους αλλά και την έκδοση που χρησιμοποιούν [23-24]. 30

32 ios Το ios είναι ένα λειτουργικό σύστημα για κινητά τηλέφωνα που αναπτύχθηκε και διανέμεται από την Apple. Κυκλοφόρησε αρχικά το 2007 για το iphone και ipod touch, και επεκτάθηκε για να υποστηρίξει και άλλες συσκευές της Apple όπως το ipad και το Apple TV. Σε αντίθεση με το λειτουργικό Windows Phone της Microsoft και το Android της Google, η Apple δεν δίνει άδεια εγκατάστασης του ios σε συσκευές πέρα από τις δικές της. Μέχρι το Σεπτέμβριο του 2012, το App Store της Apple περιελάμβανε περισσότερες από ένα εκατομμύριο εφαρμογές, με τις μισές από αυτές να έχουν τροποποιηθεί κατάλληλα για το ipad, οι οποίες συνολικά έχουν κατέβει περισσότερες από 60 δισεκατομμύρια φορές. Έρχεται δεύτερη σε μερίδιο αγοράς των smartphone κινητών με ποσοστό 14,9%, μέχρι το 3ο τρίμηνο του Το 2ο εξάμηνο του 2012, αντιπροσώπευαν το 65% της κατανάλωσης διαδικτυακών εφαρμογών για φορητές συσκευές (συμπεριλαμβανομένης της χρήσης τόσο στο ipod Touch και το ipad). Μέχρι τα μέσα του 2012, υπήρχαν συνολικά 410 εκατομμύρια ενεργές ios συσκευές. Στις 12 Σεπτεμβρίου 2012, η Apple ανακοίνωσε ότι έχουν πωληθεί 400 εκατομμύρια συσκευές της έως τον Ιούνιο του Η οθόνη του ios είναι πολλαπλής αφής. Τα στοιχεία ελέγχου της οθόνης αποτελούνται από ολισθητήρες, διακόπτες και κουμπιά με τρόπο όμοιο με αυτό του Android. Για να αλληλεπιδράσει ο χρήστης με το λειτουργικό σύστημα κάνει κινήσεις όπως ένα άγγιγμα της οθόνης. Τα ios προέρχονται από το OS X και είναι ένα λειτουργικό σύστημα Unix. Συγκεκριμένα, πρόκειται για τη mobile έκδοση του λειτουργικού συστήματος OS X που χρησιμοποιείται σε υπολογιστές της Apple [25]. Κάθε χρόνο η Apple ανακοινώνει μέσω του itunes σημαντικές αναβαθμίσεις. Από την τέταρτη έκδοση του ios και μετά, αναπτύχθηκε πολύ το multitasking Τα πιο βασικά API. ήταν η αναπαραγωγή μουσικής ταυτόχρονα με την εργασία που έκανε ο χρήστης, VoIP, οι εφαρμογές ενημερώνονταν για αλλαγές στην τοποθεσία της συσκευής, τοπικές ειδοποιήσεις, ολοκλήρωση διεργασιών, γρήγορη εναλλαγή μεταξύ των διεργασιών, επικοινωνία μέσω Bluetooth. Μια πολύ ενδιαφέρουσα λειτουργία που έχει το ios, είναι το Siri. Πρόκειται για έναν έξυπνο προσωπικό βοηθό. Ο χρήστης μπορεί να κάνει ερωτήσεις στο σύστημα και αυτό να προσφέρει απαντήσεις, να κάνει προτάσεις και να προσφέρει κάποιες υπηρεσίες 31

33 web. Λίγο αργότερα, απέκτησε νέες ικανότητες όπως υπενθυμίσεις, δελτία καιρού, σημειώσεις, ρολόι, μουσική, χάρτες, περιήγηση στο διαδίκτυο [26]. Ιστορία των εκδόσεων του ios Οι εκδόσεις του ios έκαναν την πρώτη εμφάνισή τους το 2007 και μέχρι σήμερα έχουν δημοσιευτεί συνολικά εφτά. Πίνακας 3 Οι Εκδόσεις του ios Έκδοση ios iphone OS 1.x iphone OS 2.x Πληροφορίες Κυκλοφόρησε τον Ιούνιο του 2007 και εξελίχθηκε μέχρι τον Ιούλιο του Το λειτουργικό σύστημα που βρίσκεται μέσα είναι μια ελαφριά έκδοση του OS X. Η πρώτη έκδοση του iphone OS είχε όλες τις βασικές λειτουργίες που διαθέτει ένα smartphone. Ημερολόγιο, χάρτες, εφαρμογή προβολής φωτογραφιών, αριθμομηχανή, ipod player και εφαρμογή αναπαραγωγής βίντεο. Ο περιηγητής ιστοσελίδων που χρησιμοποιείται είναι ο Safari. Σύντομα προστέθηκε η εφαρμογή του itunes Store, ενώ λίγο αργότερα τα updates που εμφανίστηκαν βελτίωσαν την εμφάνιση, το περιβάλλον, την ασφάλεια και το ΛΣ. Επιπλέον προσθήκες, αφορούσαν εφαρμογές ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, μαζικές αποστολές μηνυμάτων, βελτίωση του λογισμικού της κάμερας, δυνατότητα αναπαραγωγής μουσικής στα ακουστικά του χρήστη μέσω Bluetooth. Εμφανίστηκε τον Ιούλιο του 2008 και εξελίχθηκε μέχρι τον Ιανουάριο του Έγινε διαθέσιμο με την κυκλοφορία του iphone 3G. Οι συσκευές που διέθεταν την προηγούμενη έκδοση του ΛΣ μπορούσαν να αναβαθμιστούν σ αυτήν. Παράλληλα, άνοιξε και το App Store στο οποίο θα μπορούσαν και άλλοι προγραμματιστές εκτός από την Apple να διαθέσουν τις εφαρμογές τους. Εμφανίστηκαν αρκετές προσθήκες στην εφαρμογή ηλεκτρονικού ταχυδρομείου όπως ομαδικές ρυθμίσεις, προβολή συνημμένων του MS Office, Πολλαπλές 32

34 λειτουργίες (διαγραφή, μετακίνηση), κοινοποιήσεις . Στις επαφές, προστέθηκε λειτουργία αναζήτησης και προσθήκης από την κάρτα SIM. Η λειτουργία του ipod εξελίχθηκε με τη δυνατότητα αναπαραγωγής βίντεο, εφέ ήχου και λιστών iphone OS 3.x αναπαραγωγής. Επίσης στην έκδοση αυτή υποστηρίχτηκε το Cisco IPsec τια την υποστήριξη του VPN, προβολή εικόνων svg, WPA2, λήψη screenshot, αποθήκευση εικόνων τόσο από την εφαρμογή ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, όσο και από το Safari. Αλλαγή διάταξης των εικόνων των εφαρμογών του itunes. Στις αναβαθμίσεις που εμφανίστηκαν αργότερα, διάφορες εφαρμογές βελτίωσαν την ταχύτητά τους όπως το itunes, και παράλληλα η ταχύτητα εγκατάστασης και διαγραφής εφαρμογών, η ασφάλεια του ΛΣ βελτιώθηκε. Επιπρόσθετα, αναβαθμίστηκε η ακρίβεια του 3G και αυξήθηκε η διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Η έκδοση αυτή εμφανίστηκε τον Ιούνιο του 2009 και εξελίχθηκε μέχρι τον Αύγουστο του Η προηγούμενη έκδοση μπορούσε να αναβαθμιστεί πλήρως, σε αντίθεση με την πρώτη που η αναβάθμιση ήταν μερική. Το κύριο χαρακτηριστικό της έκδοσης είναι η εισαγωγή του MMS και της λειτουργίας της αντιγραφής και επικόλλησης στα κείμενα. Με την έκδοση αυτή κυκλοφόρησε το iphone 3GS. Βελτιώθηκε η χρήση μπαταρίας από το GPS (κατά 5%), ενώ προστέθηκαν νέοι χάρτες. Οι πληροφορίες των κλήσεων αυξήθηκαν και αναβαθμίστηκε το λογισμικό της κάμερας με νέες λειτουργίες, όπως αυτή της αυτόματης εστίασης και της διεπαφής με το χρήστη. Ενισχύθηκε το περιβάλλον των μηνυμάτων SMS με προσθήκες και αλλαγές, ενώ νέες λειτουργίες μπήκαν στην εφαρμογή των MMS. Η εφαρμογή ηλεκτρονικού ταχυδρομείου ανανεώθηκε με πλήθος αλλαγών όπως προσθήκη απομακρυσμένου εντοπισμού της συσκευής, πολλαπλή σύναψη εικόνων στα s και επιπλέον, αποθήκευση των πληροφοριών για λογαριασμούς ανταλλαγής μηνυμάτων τύπου instant messaging. Ο Safari απέκτησε υποστήριξη HTML 5, ενώ βελτιώσεις έγιναν και στο Bluetooth. 33

35 Προστέθηκαν νέες γλώσσες στο ΛΣ και μεταξύ αυτών η ελληνική. Επιπρόσθετες αλλαγές έγιναν στο itunes, στην αναζήτηση και στις φωνητικές υπενθυμίσεις. Η έκδοση αυτή, είχε επιπλέον αλλαγές για τα ipad, όπως βελτιώσεις στη σύνδεση στο ios 4.x ios 5.x διαδίκτυο μέσω Wi-Fi, στη μεταφορά δεδομένων μεταξύ Η/Υ και ταμπλέτας, και αναπαραγωγή βίντεο ποιότητας HD. Η έκδοση διατέθηκε στο κοινό τον Ιούνιο του 2010 με τις αναβαθμίσεις της να εμφανίζονται μέχρι τον Ιούλιο του Ήταν η έκδοση στην οποία χρησιμοποιήθηκε η ονομασία ios. Επίσης ήταν η πρώτη έκδοση για την οποία οι χρήστες δεν πλήρωναν για να την αποκτήσουν. Σημαντική βελτίωση έγινε στο multitasking. Αλλαγές σημειώθηκαν στις ρυθμίσεις της συσκευής που αφορούσαν διάφορες εφαρμογές. Αναβάθμιση πραγματοποιήθηκε στην υποστήριξη της κάμερας, στους χάρτες, στο περιβάλλον διαχείρισης και προβολής φωτογραφιών και στο Αpp Store. Το ipod βελτίωσε τη λειτουργία του με νέες προσθήκες όπως στίχοι σε μορφή podcast, δημιουργία λιστών αναπαραγωγής και έλεγχο της έντασης μέσω του Bluetooth.άλλες αλλαγές, έγιναν στο ημερολόγιο, τις επαφές, στο Safari, στο ηλεκτρονικό ταχυδρομείο, To YouTube και το σημειωματάριο. To AirPlay αντικατέστησε το Air Tunes για να παρέχει στο χρήστη ροή βίντεο, μουσική και φωτογραφίες μέσω Wi-Fi. Κυκλοφόρησε τον Οκτώβρη του 2011 και υποστηρίχτηκε μέχρι τον Μάιο του Στην τελική της μορφή, η έκδοση υποστήριζε πλήρως το ipad πρώτης γενιάς. Όλες οι ειδοποιήσεις τοποθετήθηκαν σε ένα σημείο, το περιβάλλον του οποίο ονομάστηκε κέντρο ειδοποιήσεων. Όλες οι συσκευές με ios ανταλλάζουν δεδομένα είτε μέσω 3G είτε μέσω Wi-Fi. Το περιβάλλον των μηνυμάτων βελτιώθηκε με την προσθήκη μεταξύ άλλων πολλαπλής αποστολής αλλά και την ένδειξη σε πραγματικό χρόνο, αν κάποιος πληκτρολογεί τη δεδομένη στιγμή. Προστέθηκε λειτουργία «to-do list» στις υπενθυμίσεις όπως επίσης και παροχή υπενθυμίσεων ανάλογα με την 34

36 τοποθεσία που βρίσκεται ο χρήστης. Το περιβάλλον της μουσικής βελτιώθηκε σε πολύ μεγάλο βαθμό, με την προσθήκη νέων λειτουργιών και το ίδιο συνέβη στο περιβάλλον διαχείρισης της κάμερας. Οι χάρτες, τώρα μπορούν να εκτυπωθούν, να εμφανίσουν εναλλακτικές διαδρομές και να δείξουν την κυκλοφορία. Η εφαρμογή ηλεκτρονικού ταχυδρομείου άλλαξε μορφή και επιτρέπει τη δημιουργία νέων διευθύνσεων σύμφωνα με τις ανάγκες του χρήστη. Ο τελευταίος μπορεί να ανοίξει και άλλες εφαρμογές ταυτόχρονα με την ανάγνωση των s. Ο Safari επιτρέπει τη δημιουργία Reading list ώστε ο χρήστης να τοποθετεί εκεί τις σελίδες που θέλει να διαβάσει στη συνέχεια. Εμφανίζεται ο icloud, με το οποίο ο χρήστης μπορεί να μοιραστεί δεδομένα μεταξύ των εφαρμογών που έχει στις διάφορες συσκευές του. Επιπλέον αλλαγές που έγιναν αφορούν το πληκτρολόγιο, τη σύνδεση με PC, App Store, επαφές και τις ρυθμίσεις της συσκευής. ios 6.x Εμφανίστηκε το Σεπτέμβρη του 2012 και η τελευταία αναβάθμιση ανακοινώθηκε το Νοέμβρη του Οι βελτιώσεις που έγιναν, αφορούσαν το Siri, τις εφαρμογές κοινωνικής δικτύωσης όπως Facebook, και Twitter, το κέντρο ειδοποιήσεων και το Passbook. Εμφανίστηκαν αλλαγές στην εφαρμογή εικόνων, όπου ο διαμοιρασμός και η δημιουργία νέου άλμπουμ γίνεται με πιο εύκολη διαδικασία. Οι χάρτες βελτιώθηκαν, όπως επίσης και η λειτουργία του τηλεφώνου, του Safari, του App Store, του itunes, icloud. ios 7.x Παρουσιάστηκε το Σεπτέμβρη του 2013 και αποτελεί την πιο πρόσφατη έκδοση του ΛΣ. Έχει βελτιωθεί η διεπαφή χρήστη όπως επίσης και η επιφάνεια εργασίας. Το κέντρο ελέγχου έχει ανανεωθεί, ενώ η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συσκευή ελέγχου σε ορισμένους τύπους αυτοκινήτων. Το multitasking επανασχεδιάστηκε και προστέθηκαν νέες λειτουργίες στην εφαρμογή του καιρού, του τηλεφώνου, στα μηνύματα και στο Safari (π.χ. πλήρης οθόνη κατά την πλοήγηση στο διαδίκτυο). 35

37 Αρχιτεκτονική ios Το λειτουργικό σύστημα της Apple χωρίζεται σε πέντε επίπεδα. Παρουσιάζει ομοιότητες με το Android, αλλά οι βιβλιοθήκες που σχετίζονται με τα Μέσα, εδώ, καταλαμβάνουν ένα ανεξάρτητο επίπεδο. Με τη σειρά, από κάτω προς τα πάνω τα επίπεδα περιγράφονται στις παρακάτω υποενότητες. Εικόνα 5 η αρχιτεκτονική του ios Πυρήνας ios Βασίζεται στο ΛΣ Darwin. Έχει προγραμματιστεί σε γλώσσες C και C++ και ανήκει στην οικογένεια του Unix. Πρόκειται για ανοικτό λογισμικό, με την πρώτη του έκδοση να κυκλοφορεί το 2000 και το οποίο σχετίζεται με το BSD. [25] ο πυρήνας είναι υπεύθυνος για τη σωστή επικοινωνία με το hardware της συσκευής. Τα πιο βασικά καθήκοντά τους είναι η δικτύωση μέσω BSD sockets, threading, πρόσβαση στο σύστημα αρχείων, χρήση υπηρεσιών Bonjour και DNS, διαχείριση μνήμης και μαθηματικοί υπολογισμοί. Επιπλέον εργασίες που εκτελεί ο πυρήνας, είναι η επιτάχυνση του framework που αυτό επιτυγχάνεται μέσω γραμμικής άλγεβρας, ψηφιακής επεξεργασίας σήματος και επεξεργασίας εικόνας, χρήση του Bluetooth για επικοινωνία με άλλες συσκευές (ο κώδικας είναι γραμμένος σε Objective C), Security framework για διαχείριση πιστοποιητικών, πολιτικών και κλειδιών, External Accessories Framework που επίσης είναι γραμμένο σε Objective C και χρησιμεύει στην ενσύρματη επικοινωνία. 36

38 Υπηρεσίες Πυρήνα Είναι το δεύτερο επίπεδο και αποτελεί μια ποικιλία βιβλιοθηκών. Αποτελείται από τα CFNetwork που χρησιμεύει για τη δικτύωση χαμηλού επιπέδου, Core Data Framework που σχετίζεται με τη βάση δεδομένων (SQLite), Core Foundation Framework που ασχολείται με τα νήματα και ρυθμίσεις π.χ. ώρας/ημερομηνίας, Core Location Framework που αντικείμενό του είναι το GPS και οι τοποθεσίες του Wi-Fi, Core Telephony Framework που ασχολείται με τη συλλογή πληροφοριών από τον πάροχο της τηλεφωνικής γραμμής αλλά και τις διαδικασίες της επικοινωνίας, Store Kit Framework που ασχολείται με τα διαδικαστικά απόκτησης νέων εφαρμογών. Ο κώδικας όλων των παραπάνω είναι γραμμένος σε Objective C. Επίπεδο Μέσων Το τρίτο επίπεδο, ασχολείται με την εικόνα, τον ήχο και το βίντεο. Για τα γραφικά, διαθέτει βιβλιοθήκες όπως Core Graphics για δισδιάστατα διανυσματικά και χαρτογραφικά γραφικά, Core Animation για την προβολή σχεδιοκίνησης, Core Image για χειρισμό εικόνων και βίντεο και παροχή φίλτρων, OpenGL ES και GLKit για γραφικά τριών διαστάσεων, Core Text για ρύθμιση της διάταξης των γραμματοσειρών, Image I/O προβολή και χρήση εικόνων και Assets Library για την πρόσβαση στις εικόνες και τα βίντεο του χρήστη. Για τον ήχο και το βίντεο, διαθέτει τα Media Player Framework για πρόσβαση στις βιβλιοθήκες του itunes και αναπαραγωγή, AV Foundation Frameworks για λήψη ήχου και βίντεο και αναπαραγωγή, OpenAL για τον ήχο, Core Audio Framework και Core Video Framework που χρησιμοποιούνται για προηγμένη αναπαραγωγή ήχου και βίντεο αντίστοιχα, και Air Play για ροή ήχου και βίντεο σε άλλες συσκευές π.χ. ηχεία. Cocoa Touch Το τέταρτο επίπεδο, σχετίζεται με διάφορα χαρακτηριστικά της συσκευής όπως τα Storyboards, Έγγραφα, multitasking, εκτύπωση, προστασία δεδομένων, ειδοποιήσεις, αναγνώριση χειρονομιών, διαμοιρασμός αρχείων, ομότιμες υπηρεσίες, υποστήριξη προβολής σε άλλες συσκευές και ελεγκτές για την επισκόπηση του συστήματος. Τα Frameworks που παρέχονται στο επίπεδο αυτό, σχετίζονται με το βιβλίο διευθύνσεων (επαφές), χάρτες, Διεπαφή χρήστη για τα μηνύματα ( s, SMS), διεπαφή Event Kit για το ημερολόγιο, Twitter, UIKit για όλες τις υπόλοιπες διεπαφές που παρουσιάζει στο χρήστη η συσκευή, Game Kit για παιχνίδια με πολλαπλούς παίκτες και iad για διαφημίσεις. 37

39 Applications Είναι το πέμπτο και τελευταίο επίπεδο του ios. Σ αυτό, ανήκουν οι εφαρμογές που εγκαθίστανται μαζί με το λειτουργικό σύστημα αλλά και οι επιπλέον εφαρμογές που κατεβάζει ο χρήστης από το itunes, App Store κτλ [27]. ios 7 Η τρέχουσα έκδοση του ios είναι η 7. Το περιβάλλον του ΛΣ, όπως επίσης και οι διεπαφές του, επανασχεδιάστηκαν. Έτσι, ο χρήστης μπορεί να χειριστεί πιο εύκολα και πιο αποδοτικά τις λειτουργίες που του προσφέρονται. Από οποιαδήποτε οθόνη και αν βρίσκεται ο χρήστης μπορεί να μεταφερθεί πολύ γρήγορα στο περιβάλλον του Κέντρου ελέγχου της συσκευής. Εκεί μπορεί να αλλάξει τις ρυθμίσεις τόσο για την ίδια τη συσκευή (π.χ. Wi-Fi), όσο και για διάφορες εφαρμογές όπως η αναπαραγωγή μουσικής. Επίσης, η πρόσβαση στο κέντρο ειδοποιήσεων μπορεί να γίνει ακόμα και η συσκευή είναι κλειδωμένη. Οι προβαλλόμενες πληροφορίες είναι κατηγοριοποιημένες για καλύτερη διαχείριση. Οι κατηγορίες είναι Σημερινές ειδοποιήσεις, Όλες και Αγνοημένες. Οι ειδοποιήσεις αφορούν κλήσεις, μηνύματα, υπενθυμίσεις κ.ά.. Το Multitasking έχει γίνει ακόμα πιο «έξυπνο» σε σχέση με την προηγούμενη έκδοση και το ΛΣ αντιλαμβάνεται πότε ο χρήστης έχει σκοπό να ξεκινήσει μια εφαρμογή. Έτσι λοιπόν, πριν ακόμα αυτή εκτελεστεί, έχει ενημερωθεί με τις τελευταίες πληροφορίες ώστε να γίνει πιο πλήρης η πληροφόρηση του χρήστη. Η διαδικασία της ενημέρωσης γίνεται όταν υπάρχει σύνδεση σε δίκτυο Wi-Fi και η μπαταρία είναι σε υψηλά επίπεδα. Επιπλέον, το λογισμικό της κάμερας έχει βελτιωθεί σημαντικά και επιτρέπει τη χρήση φίλτρων ακόμα και σε προεπισκόπηση της φωτογραφίας, πριν από τη λήψη της. Η αφαίρεση του φίλτρου μπορεί να γίνει οποιαδήποτε στιγμή. Το άλμπουμ φωτογραφιών ομαδοποιεί τις φωτογραφίες ανάλογα με την ημερομηνία λήψης, συλλογές, ή άλλη επιλογή του χρήστη. Τα άλμπουμ μπορεί να είναι είτε στη συσκευή, είτε στο icloud. Η λειτουργία του AirDrop ενσωματώθηκε και στη φορητή συσκευή και έτσι ο χρήστης μπορεί να διαμοιραστεί τα αρχεία του είτε με Η/Υ Mac, είτε με φορητές συσκευές που έχουν ΛΣ ios, χωρίς να χρειάζεται η αποστολή ή ο διαμοιρασμός μέσω αφαιρούμενης αποθηκευτικής μονάδας. Η λειτουργία του AirDrop βασίζεται στη χρήση τόσο του Wi-Fi όσο και του Bluetooth. Η εφαρμογή του App Store έχει ενσωματώσει νέες λειτουργίες, οι οποίες επιτρέπουν την αυτόματη αναβάθμιση των εφαρμογών χωρίς την 38

40 επέμβαση του χρήστη και επιπλέον μέσω του γεωγραφικού προσδιορισμού, ο χρήστης ενημερώνεται για εφαρμογές που κατεβάζουν στις συσκευές του, άτομα που βρίσκονται σε κοντινή απόσταση από αυτόν. Όλες οι μεταφορές που γίνονται στο AirDrop είναι κρυπτογραφημένες. Ο περιηγητής ιστοσελίδων (Safari) έχει αποκτήσει νέα πλήκτρα και μαζί με το πεδίο αναζήτησης δεν είναι ορατά στο χρήστη μέχρι εκείνος να τα ανοίξει. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα η οθόνη να προβάλει όσο το δυνατό περισσότερες πληροφορίες από την ιστοσελίδα. Η μετάβαση σε μια προηγούμενη ή επόμενη σελίδα γίνεται πολύ απλά με ένα χτύπημα. Όταν υπάρχουν περισσότερες της μιας καρτέλες ανοιχτές, ο χρήστης μπορεί να προβάλει μια συγκεντρωτική όψη όλων μαζί και στη συνέχεια να επιλέξει την επιθυμητή. Ακόμα, το icloud απέκτησε μια νέα λειτουργία το icloud Keychain το οποίο αποθηκεύει ονόματα, κωδικούς και αριθμούς πιστωτικών καρτών ώστε ο χρήστης να μη χρειάζεται να περνά από ελέγχους πιστοποίησης κάθε φορά που επισκέπτεται μια σελίδα, ή κάνει μια αγορά. Η κρυπτογράφηση των δεδομένων γίνεται με AES-256. Το Siri απέκτησε νέες δυνατότητες, εμφάνιση και ήχους. Η διεπαφή του επανασχεδιάστηκε και η φωνές είναι πιο κατανοητές. Απαντά πιο γρήγορα και για να δώσει πιο σωστή απάντηση ελέγχει περισσότερες πηγές, όπως Bing, Wikipedia, Twitter. Αποκτά νέες λειτουργίες, όπως επανάκληση, έλεγχο του itunes Radio και εκκίνησης του τηλεφωνητή [28]. App Store Αποτελεί τη ψηφιακή πλατφόρμα για εφαρμογές φορητών συσκευών της Apple που ξεκίνησε τη λειτουργία της το Ο χρήστης, μπορεί να πλοηγηθεί στο περιβάλλον και να κατεβάσει στη συσκευή του την εφαρμογή που επιθυμεί. Οι εφαρμογές έχουν αναπτυχθεί με το ios SDK. Υπάρχει η δυνατότητα ο χρήστης να κατεβάσει την εφαρμογή στον υπολογιστή του, έσω του itunes. Παρέχονται διάφορες εφαρμογές που χρησιμοποιούν τις ιδιότητες της συσκευής, όπως η αισθητήρες, τις κάμερες, και το γυροσκόπιο. 39

41 Εικόνα 6 Το περιβάλλον του App Store Οι περισσότερες εφαρμογές διανέμονται δωρεάν, ενώ αρκετές μπορούν να αποκτηθούν με μικρό κόστος. Από αυτές που χρεώνονται, το 30% το παίρνει η Apple, ενώ το 70% ο προγραμματιστής της εφαρμογής. Αυτή τη στιγμή υπάρχουν πάνω από ένα εκατομμύριο εφαρμογές, με πάνω από δισεκατομμύρια downloads. Όπως και στο Google Play, έτσι και στο App Store οι εφαρμογές είναι χωρισμένες σε κατηγορίες. Αυτές είναι Βιβλία, Επιχειρήσεις, Κατάλογοι, Εκπαίδευση, Ψυχαγωγία, Οικονομικά, Φαγητό και Ποτά, Παιχνίδια, Υγεία, Ιατρική, Lifestyle, Μουσική, Πλοήγηση, Ειδήσεις, Εικόνες και Βίντεο, Παραγωγικότητα, Αναφορές, Κοινωνικά Δίκτυα, Αθλητικά, Ταξίδια, Προγράμματα, Καιρός. Τα πιο χαρακτηριστικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του Android αναφέρονται παρακάτω: Πλεονεκτήματα 1) Επαρκής τεκμηρίωση από τον κατασκευαστή 2) Στοχευμένη ανάπτυξη 3) Υποστήριξη multitasking Μειονεκτήματα 1) Πολλοί περιορισμοί, με αποτέλεσμα η ευελιξία να μειώνεται σημαντικά 2) Ασφάλεια 3) Δεν είναι ιδιαίτερα φιλικό στις εφαρμογές άλλων προγραμματιστών [23] 40

42 Windows Phone Αυτό το λειτουργικό σύστημα, αναπτύχθηκε από τη Microsoft. Ο πηγαίος κώδικας είναι γραμμένος σε γλώσσα C και C++ και πρόσφατα υιοθετήθηκε και η C#. Η πρώτη έκδοση, εμφανίστηκε το 2004 με την κωδική ονομασία Photon. Η μετονομασία και ο εμπλουτισμός του project έγινε το Σήμερα, το μερίδιο της αγοράς που αντιστοιχεί στο windows Phone σε σχέση με τα άλλα λειτουργικά συστήματα κινητών τηλεφώνων είναι λιγότερο από 5%. Αντιλαμβανόμενη η εταιρία ότι πρέπει να πλασάρει στο εμπόριο ένα πιο ανταγωνιστικό ΛΣ, αποφασίστηκε η νεότερη έκδοση, Windows Phone 8 να προσφέρει στο χρήστη μια μεγάλη πληθώρα εφαρμογών και δυνατοτήτων. Πιο αναλυτικά, υποστηρίζει πολλαπλούς πυρήνες, τομέας στον οποίο υστερούσε σε σχέση με τον ανταγωνισμό τα προηγούμενα χρόνια. Η τελευταία έκδοση παρέχει ακόμα πιο υψηλές αναλύσεις, με τη μέγιστη να είναι 1280x768. Η κίνηση αυτή, σημαίνει ότι η εταιρία προσανατολίζεται και στους κατασκευαστές των οποίων οι οθόνες θα φτάσουν τις 4,3 ίντσες ή και μεγαλύτερες. Επίσης, η κάρτες μνήμης που υποστηρίζει φτάνουν τα 64GB, τιμή που πολλά από τα smartphones της αγοράς δεν την υποστηρίζουν. Μια νέα δυνατότητα είναι η Παιδική Γωνιά. Αυτό επιτρέπει τα άτομα μικρής ηλικίας να χρησιμοποιούν το κινητό κάποιου μεγαλύτερου, αλλά έχουν πρόσβαση μόνο στα παιχνίδια και στη μουσική. Ακόμα, ο χρήστης του ΛΣ μπορεί να χρησιμοποιήσει τις ενσωματωμένες εφαρμογές της σουίτας γραφείου Office. Πίνακας 4 Οι εκδόσεις του Windows Phone Έκδοση Windows Phone Windows Phone 7 Windows Phone 7.5 Mango Πληροφορίες Κυκλοφόρησε τον Οκτώβρη του 2010, αλλά η εξέλιξή του δεν διήρκησε πολύ. Αποτελούσε την πρώτη και βασική προσπάθεια, της Microsoft να επανέλθει στην αγορά των smartphones. Σύντομα κυκλοφόρησε μικρές βελτιώσεις με τη σημαντικότερη από αυτές να είναι η επιλογή κειμένου και στη συνέχεια η αντιγραφή και η επικόλληση. Εμφανίστηκε το Φεβρουάριο του 2011, αλά στην αγορά άργησε αρκετά και μπήκε μετά από εφτά μήνες. Οι προσθήκες 41

43 και οι βελτιώσεις που έγιναν αφορούσαν το περιβάλλον των κοινωνικών δικτύων, αλλά και της ανταλλαγής μηνυμάτων μέσω SMS και s. Τοποθετήθηκε η μηχανή αναζήτησης του Bing για διάφορες λειτουργίες, όπως χάρτες, μουσική, εικόνες Windows Phone 7.5 Τango Windows Phone 7.8 και αντικείμενα οπτικής αναγνώρισης (π.χ. barcodes, αφίσες). Αναβαθμίστηκε η εφαρμογή του Office ώστε να περιλαμβάνει το SkyDrive και το Office 365 εμώ η συμβατότητα με παλιότερες εκδόσεις ισχύει μέχρι το Office Επανασχεδιάστηκε η διεπαφή χρήστη στα πλήκτρα ελέγχου και προστέθηκαν νέες λειτουργίες στην αναπαραγωγή πολυμεσικών εφαρμογών. Το λογισμικό της κάμερας αναβαθμίστηκε τόσο σε επίπεδο UI όσο και σε λειτουργίες. Στην έκδοση αυτή ενσωματώθηκε και η συμβατότητα με τη δεύτερη κάμερα που διαθέτουν διάφορες συσκευές. Οι αλλαγές, πέρασαν και στον Internet Explorer όπως επίσης και στην ασφάλεια της συσκευής. Βελτιώθηκε η κατανάλωση ενέργειας της μπαταρίας και ενσωματώθηκαν αλλαγές που αφορούσαν τη διαχείριση του Wi-Fi, γλώσσες συστήματος, συμβατότητα με εφαρμογές άλλων προγραμματιστών, υποστήριξη για sockets TCP και UDP. Αναβαθμίστηκε η βάση δεδομένων του συστήματος και δημιουργήθηκε η υποδομή υποστήριξης για XNA εφαρμογές. Αλλαγές, έγιναν και στο outlook, αλλά και στο Exchange. Εμφανίστηκε τον Ιούνιο του 2012 προσφέροντας στους χρήστες αναβαθμισμένο περιβάλλον ανταλλαγής μηνυμάτων, περισσότερες λειτουργίες διαχείρισης της κάρτας SIM και υποστήριξη συσκευών που έχουν λιγότερη μνήμη. Κυκλοφόρησε το Φεβρουάριο του 2013 και εξελίχθηκε μόλις για ένα μήνα. Η έκδοση αυτή δεν υποστηρίζει to USSD που χρησιμοποιούνταν για επικοινωνία σε πραγματικό χρόνο. Οι συσκευές που είχαν παλιότερες εκδόσεις των Windows δεν είναι συμβατές, λόγω των αλλαγών στον πυρήνα του λειτουργικού. Οι αλλαγές που έγιναν, αφορούν κυρίως την εμφάνιση του λειτουργικού συστήματος, δημιουργήθηκαν τα 42

44 πλακίδια και τα λογότυπα άλλαξαν. Windows Phone 8 [29-30] Διατέθηκε τον Οκτώβρη του 2012 στην αγορά και αποτελεί την νεότερη έκδοση του ΛΣ σήμερα. Έχουν αλλαγές στον κώδικά τους στον πυρήνα, στους οδηγούς, στο σύστημα αρχείων, στα γραφικά, στη δικτύωση και την ασφάλεια. Μπορεί να υποστηρίξει πολυπύρηνους επεξεργαστές και κάρτες αποθήκευσης Micro SD. Οι συσκευές μπορούν να υποστηρίξουν το NFC και μπορούν να ανταλλάξουν δεδομένα και με τα Windows 8. Η τεχνολογία των χαρτών που χρησιμοποιεί η συσκευή είναι αυτή της Nokia (Navteq). Η διαχείριση των απομακρυσμένων συσκευών από το Windows Phone 8 γίνεται με όμοιο τρόπο με αυτό των Windows. Προστέθηκε η δυνατότητα για αναβάθμιση του firmware με τη μέθοδο over the air. Από την έκδοση αυτή και στις επόμενες η υποστήριξη τους, θα υπάρχει για 18 μήνες. Αναβαθμίστηκε το λογισμικό της κάμερας και προστέθηκε η δυνατότητα λήψης screenshots. Βελτιώθηκε το περιβάλλον διαχείρισης μηνυμάτων τόσο για αποστολή, όσο και για λήψη. Ενσωματώθηκε το Skype στο ΛΣ και ο Internet Explorer απέκτησε συμβατότητα με την HTML 5. Επίσης τοποθετήθηκε και στη συνέχεια βελτιώθηκε το Xbox Music για επιλογή και κατέβασμα μουσικής. Στην τρέχουσα έκδοση το ΛΣ προσαρμόζεται σε μεγαλύτερες οθόνες και υποστηρίζει σε σημαντικό βαθμό την κοινή χρήση αρχείων στο διαδίκτυο. Το Wi-Fi είναι διαθέσιμο κατά τη διάρκεια ρυθμίσεων της συσκευής και η διαχείριση της αποθήκευσης δεδομένων γίνεται πιο αποδοτικά. Τέλος, υποστηρίζεται η νεότερη έκδοση του Bluetooth που καταναλώνει λιγότερη ενέργεια. 43

45 Αρχιτεκτονική Windows Phone Το λειτουργικό σύστημα της Microsoft χωρίζεται σε τρία επίπεδα. Διαφέρει από τις προηγούμενες αρχιτεκτονικές που παρουσιάστηκαν αφού κάποιες λειτουργίες ενσωματώνονται σε ένα από τα τρία επίπεδα. Επιπλέον, το υλικό για το οποίο προορίζεται το ΛΣ πρέπει να έχει κάποια τεχνικά χαρακτηριστικά. Αυτά είναι οθόνη αφής τύπου capacitive, αισθητήρες GPS, Φωτός, επιτάχυνσης, πυξίδας και αισθητήρα εντοπισμού αντικειμένων. Η κάμερα, πρέπει να είναι τουλάχιστον 5 megapixels, η μνήμη τουλάχιστον 256 MB RAM και 8GB σε flash, κάρτα γραφικών με DirectX 9 και επεξεργαστή ARMv7 Cortex/Scorpion. Εικόνα 7 Αρχιτεκτονική Windows Phone Πυρήνας Kernel Στο πρώτο επίπεδο βρίσκεται ο πυρήνας. Κάνει τη σύνδεση του λογισμικού με το υλικό μέσω διαφόρων διαδικασιών. Τα αντικείμενα με τα οποία σχετίζεται είναι η ασφάλεια, η δικτύωση και η αποθήκευση. Ο πυρήνας είναι προγραμματισμένος σε γλώσσα C++.Στο ίδιο επίπεδο και υπάρχει το Hardware BSP, που αποτελεί ένα σύνολο συστατικών ώστε να τρέξει το ΛΣ σε μια συγκεκριμένη πλατφόρμα. Περιλαμβάνει οδηγούς που αφορούν διάφορες λειτουργίες που σχετίζονται με το GPS, Wi-Fi, γραφικά, αισθητήρες, μέσα φακό, 44

46 και δέκτη ραδιοφώνου. Περιλαμβάνει λειτουργίες όπως διαχείριση αρχείων, οδηγούς συσκευών και διαδικασία boot ώστε να ξεκινήσει στη συνέχεια το ΛΣ [31]. App Model, UI Model, Cloud Integration Το δεύτερο επίπεδο χωρίζεται σε τρία τμήματα τα App Model, UI Model και Cloud Integration. Το πρώτο τμήμα σχετίζεται με τις εφαρμογές όσο αφορά τα δικαιώματα και κατά πόσο επιτρέπεται να αναπτυχθεί (ως αρχείο xap) και να εκτελεστεί μια εφαρμογή στη συσκευή. Παράλληλα, κάθε εφαρμογή πρέπει να έχει χαρακτηριστικά που θα την κάνουν μοναδική όσο αφορά την αναγνώρισή της. Η συσκευή εγκαθιστά προγράμματα που είναι αδειοδοτημένα από το Store. Ταυτόχρονα, ελέγχεται αν η εφαρμογή μπορεί να κάνει αλλαγές τις ρυθμίσεις της συσκευής ενώ η επέμβαση του χρήστη είναι μόνο στα στάδια της εγκατάστασης, κατάργησης και αναβάθμισης. Επιπρόσθετα, το τμήμα αναλαμβάνει να περιορίσει το χώρο εκτέλεσης της εφαρμογής (sandbox) ώστε να μη μπορεί η εφαρμογή να βλάψει άλλες εφαρμογές, ή την ίδια τη συσκευή. Όλος ο κώδικας μιας συσκευής ελέγχεται από το App Model. Το επόμενο τμήμα, UI Model σχετίζεται με τη διεπαφή με το χρήστη. Η εφαρμογή, έχει μια κατάλληλη διεπαφή χρήστη και λογική ώστε να υπάρχει λειτουργικότητα μέσω των σελίδων της. Η κάθε μια σελίδα προβάλει πληροφορίες στο χρήστη με στοιχεία αλληλεπίδρασης όπως για παράδειγμα πλήκτρα ή υπερσυνδέσμους. Για την αλληλεπίδραση με την εφαρμογή ακολουθείται μια ροή. Το Shell frame του τμήματος αιτείται σελίδες και χειρίζεται την πλοήγηση στις εφαρμογές (κάνει παύσεις τις κατάλληλες στιγμές ώστε να συνεχίσει με την κατάλληλη επιλογή του χρήστη). Μοιάζει με τη λειτουργία του web browser που αιτείται HTTP πόρους και επιτρέπει την πλοήγηση από τον χρήστη σ αυτούς. Επιπλέον ομαδοποιεί συνεχόμενες σελίδες ώστε να είναι πιο εύκολη η δραστηριότητα του χρήστη. Το τρίτο τμήμα είναι το cloud integration. Προσφέρει τα κατάλληλα API για την αλληλεπίδραση του χρήστη με υπηρεσίες Web 2.0 (ανάμεσά τους και αυτές της Microsoft) για να βελτιώσει την εμπειρία του χρήστη. Επίσης, διαχειρίζεται τα API εντοπισμού της θέσης της συσκευής για τις εφαρμογές του GPS και του καιρού. Το ίδιο τμήμα αναλαμβάνει και τα API που αφορούν το Xbox Live που σχετίζεται με υπηρεσίες παιχνιδιών (προφίλ, αποτελέσματα και επιτεύγματα χρήστη) [32]. 45

47 Εικόνα 8 Παράδειγμα λειτουργίας του UI Model Applications Είναι το τρίτο επίπεδο και περιλαμβάνει τόσο τις εφαρμογές όσο και τα frameworks. Πιο αναλυτικά, οι εφαρμογές μπορεί να είναι αυτές που βρίσκονται εγκατεστημένες ήδη στο ΛΣ, ή να είναι αυτές που ανέπτυξε ο χρήστης μέσω SDK ή ακόμα και να τις κατέβασε από το Store. Ο χρήστης μπορεί να διαμορφώσει το User Interface όπως αυτός επιθυμεί, όπως επίσης και τη λογική της εφαρμογής. Τα frameworks που περιλαμβάνει το επίπεδο αυτό έχουν να κάνουν με το Silverlight που χρησιμεύει στη συγγραφή και εκτέλεση διαδικτυακών εφαρμογών με δυνατότητες και σκοπούς όμοιους με το flash της Adobe, το XNA που αποτελεί ένα πλήθος εργαλείων με ένα διαχειρίσιμο runtime περιβάλλον για την ανάπτυξη και διαχείριση βιντεοπαιχνιδιών, HTML/JavaScript και το CLR που χρησιμεύει ως εικονικό μηχάνημα για το.net Framework και είναι υπεύθυνο για την εκτέλεση εφαρμογών.net. Το CLR διαχειρίζεται εξαιρέσεις, μνήμη και αποτρέπει λάθη κατά τη συγγραφή του κώδικα. Windows Phone 8 Η τρέχουσα έκδοση του λειτουργικού είναι η 8. Έχει πολλές νέες λειτουργίες που το βελτιώνουν κατά πολύ σε σχέση με τις προηγούμενες εκδόσεις. Αναφορικά με την ίδια τη συσκευή, πρώτη λειτουργία, είναι η Παιδική γωνιά. Πρόκειται για ένα ασφαλές περιβάλλον του ΛΣ, στο οποίο τα παιδιά έχουν πρόσβαση μόνο σε ορισμένες λειτουργίες της συσκευής και όχι σε όλες. Ο χρήστης μπορεί να ρυθμίσει την πρόσβαση που θα έχει ένα παιδί στη συσκευή του. Έτσι λοιπόν, μπορεί να προσθέσει εφαρμογές, μουσική και παιχνίδια, διασφαλίζοντας παράλληλα, ότι δεν θα είναι προσβάσιμες άλλες θέσεις όπως οι επαφές, τα 46

48 μηνύματα κτλ. Προστέθηκε η εφαρμογή Data Sense η οποία σχετίζεται με την αποστολή και λήψη δεδομένων και η οποία αποτρέπει την υπέρβαση ορίου, γεγονός που θα προστατεύσει το χρήστη από επιπρόσθετες χρεώσεις στο λογαριασμό της τηλεφωνικής του σύνδεσης. Η συσκευή ελέγχει τη μετάδοση δεδομένων ακόμα και από το Wi-Fi. Επίσης, το ΛΣ είναι φτιαγμένο με τέτοιο τρόπο που να αξιοποιεί όλες τις δυνατότητες της συσκευής όσο αφορά το θέμα του υλικού. Για παράδειγμα, μπορεί να υποστηρίξει τετραπύρηνους επεξεργαστές οι οποίοι έχουν αρχίσει να κάνουν την εμφάνισή τους στην αγορά. Μια άλλη σημαντική λειτουργία που διαθέτει το ΛΣ είναι η λειτουργία οδήγησης. Κατά τη διάρκεια της οδήγησης, η συσκευή ελαχιστοποιεί τις ειδοποιήσεις στο χρήστη ώστε αυτός να παραμείνει συγκεντρωμένος χωρίς να αποσπάται η προσοχή του. Χαρακτηριστική λειτουργία αποτελεί η αυτοματοποιημένη αποστολή μηνυμάτων. Άλλη λειτουργία που διαθέτει το ΛΣ είναι το Πορτοφόλι. Πρόκειται για μια εφαρμογή στην οποία ο χρήστης μπορεί να καταχωρήσει αριθμούς πιστωτικών καρτών, ώστε να είναι δυνατή η αγορά προϊόντων χωρίς να χρειάζεται κάθε φορά ο χρήστης να μεταφέρει την κάρτα μαζί του. Η εφαρμογή, μπορεί να έχει καταχωρημένα και εκπτωτικά κουπόνια, ενώ η χρέωση γίνεται μέσω του NFC. Με τη χρήση του GPS γίνεται εντοπισμός της θέσης του χρήστη και αμέσως μετά, ο τελευταίος ενημερώνεται για προσφορές που υπάρχουν σε γειτονικά καταστήματα. Μια ενδιαφέρουσα λειτουργία που υπάρχει στις σύγχρονες φορητές συσκευές, είναι η περιστροφή της προβαλλόμενης εικόνας, ανάλογα με τη θέση της συσκευής. Πολλές φορές όμως, ο χρήστης δεν επιθυμεί την περιστροφή της εικόνας. Έτσι λοιπόν, με τη λειτουργία του Κλειδώματος περιστροφής εικόνας, ο χρήστης μπορεί να διατηρήσει την θέση της προβολής, αμετάβλητη. Στη νέα έκδοση του ΛΣ, όπως και στην αντίστοιχη για Η/Υ, ο χρήστης δημιουργεί ένα λογαριασμό στη Microsoft. Μέσω του λογαριασμού έχει πρόσβαση στο Store και μπορεί να κατεβάσει στη συσκευή του εφαρμογές, μουσική και παιχνίδια. Επίσης, συνδέεται σε online υπηρεσίες και επιπλέον είναι δυνατός ο εντοπισμός της συσκευής του σε περίπτωση που αυτή χαθεί. Η χρήση του cloud γίνεται και από τα Windows Phone. Ο χρήστης μπορεί να ανεβάσει στο «Σύννεφο» τα αρχεία του, τις λίστες επαφών ώστε να διαθέτει πάντα ένα αντίγραφο ασφαλείας όπου και αν βρίσκεται, αρκεί να έχει πρόσβαση στο διαδίκτυο. Η οθόνη έναρξης της συσκευής έχει αλλάξει και διαθέτει πολλές πληροφορίες, ανάλογα πάντα με την εφαρμογή σε τετράγωνα ή ορθογώνια. Τέτοιες πληροφορίες είναι δελτίο καιρού, ειδήσεις, ημερολόγιο, μηνύματα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, φωτογραφίες κ.ά.. Επίσης, η εξατομίκευση που προσφέρει το ΛΣ, βοηθά το χρήστη να επιλέξει την 47

49 επιθυμητή γραμματοσειρά, το μέγεθος ή ακόμα και θέματα. Με τον τρόπο αυτό φέρνει το περιβάλλον της συσκευής πιο κοντά στις επιθυμίες και τις ανάγκες του. Η λειτουργία του NFC εκτός από το πορτοφόλι, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και μεταφορά δεδομένων σε άλλες συσκευές. Τα δεδομένα μπορεί να είναι αρχεία εικόνας, επαφές, κάρτες, λινκς. Όσο αφορά τις επαφές και την κοινωνική δικτύωση του χρήστη, έχει δημιουργηθεί η έννοια του δωματίου. Πρόκειται για θέσεις μέσα στη συσκευή, στις οποίες ο χρήστης δίνει πρόσβαση σε άλλους χρήστες και μοιράζεται μαζί τους άλμπουμ φωτογραφιών, ημερολόγια, σημειώσεις και ομαδικές συνομιλίες. Υπάρχει η δυνατότητα της συγγραφής και μηνυμάτων μέσω φωνητικών εντολών και υπαγόρευσης. Σχετικά με τη ψυχαγωγία, το ΛΣ παρέχει στο χρήστη την εφαρμογή Xbox Music. Μέσω της εφαρμογής, είναι δυνατή η αναζήτηση μουσικής και βίντεο και ο χρήστης μπορεί είτε να κατεβάσει στη συσκευή του τα μουσικά κομμάτια, είτε να τα αναπαράγει μέσω streaming από το cloud. Η χρέωση στην υπηρεσία γίνεται με μηνιαία συνδρομή. Σημαντικό εργαλείο των Windows ήταν πάντα η σουίτα γραφείου. Αυτή, περιλαμβάνει τα Word, Excel και Powerpoint Mobile. Όταν ο χρήστης παραλαμβάνει ένα συνημμένο και αυτό είναι έγγραφο, λογιστικό φύλλο ή παρουσίαση τότε αυτόματα ανοίγει μέσω του Office. Windows Phone Store Η προηγούμενη ονομασία του, ήταν Windows Phone Marketplace. Αποτελεί την ψηφιακή πλατφόρμα της Microsoft για την παροχή εφαρμογών στους χρήστες του λειτουργικού της. Ξεκίνησε τη λειτουργία του το Σε πολλές εφαρμογές, ο χρήστης μπορεί να κατεβάσει στη συσκευή του μια δοκιμαστική έκδοση πριν αγοράσει μια εφαρμογή. Συνολικά το Store διαθέτει 61 κατηγορίες χωρισμένες σε 16 βασικές και 25 υποκατηγορίες. Οι 16 βασικές είναι Ψυχαγωγία, Μουσική+Βίντεο, Χρήσιμα Εργαλεία, Lifestyle, Παιδιά+Οικογένεια, Ειδήσεις+Καιρός, Ταξίδια+Πλοήγηση, Υγεία+Ευεξία, φωτογραφία, κοινωνικά δίκτυα, αθλητικά, οικονομική διαχείριση, επιχειρήσεις, Βιβλία+Αναφορά, εκπαίδευση, δημόσια διοίκηση. Οι προγραμματιστές μπορούν να χρησιμοποιήσουν για την ανάπτυξη εφαρμογών το Windows Phone SDK, που είναι διαθέσιμο και για την έκδοση 7 και για την 8 [33-34]. 48

50 Εικόνα 9 Το περιβάλλον του Windows Phone Store Τα πιο σημαντικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του windows Phone αναφέρονται συνοπτικά στη συνέχεια: Πλεονεκτήματα 1) Υψηλή ανάλυση οθόνης 2) Η χρήση της C και της C++ είναι πολύ διαδεδομένη και αυτό θα συντελέσει στη δημιουργία πληθώρας εφαρμογών. Μειονεκτήματα 1) Η συντριπτική πλειοψηφία των συσκευών στην αγορά δεν υποστηρίζουν το ΛΣ 2) Η αναβάθμιση από τις προηγούμενες εκδόσεις στην τελευταία, αλλάζει μόνο την εμφάνιση και τίποτα παραπάνω [35]. Περιηγητές ιστοσελίδων Chrome Παρουσιάζει μεγάλες ομοιότητες με την έκδοση των υπολογιστών. Υποστηρίζει πολλαπλές καρτέλες και μόλις μια σελίδα φορτώσει, η μπάρα του URL εξαφανίζεται ώστε η οθόνη να περιλαμβάνει 49

51 μεγαλύτερο μέρος της σελίδας. Επιπλέον, παρέχει στο χρήστη τις καρτέλες που είναι ανοιχτές σε μικρογραφίες ώστε να μπορεί να διαλέξει όποια επιθυμεί.[36] Πλεονεκτήματα 1) Οι περισσότερες συσκευές υποστηρίζουν τις δυνατότητες του Chrome 2) Συμβατό με τις υπηρεσίες της Google 3) Μεγάλη ταχύτητα εκτέλεσης Μειονεκτήματα 1) Παρουσιάζει πάρα πολλές ομοιότητες με το Safari 2) Πρόσβαση σε μεγάλο πλήθος λειτουργιών της συσκευής 3) Δεν υποστηρίζει Flash Dolphin Αναπτύχθηκε από τη Mobotap. Ήταν ο πρώτος περιηγητής ιστοσελίδων που δημιουργήθηκε για Android συσκευές. Αρχικά υποστήριζε το flash, σύντομα όμως σταμάτησε, λόγω δυσλειτουργιών και προβλημάτων. Το Μάιο του 2012 χαρακτηρίστηκε ως ο πιο ικανός browser για την HTML 5 [37]. Πλεονεκτήματα 1) Φωνητική αναζήτηση και πλοήγηση (Dolphin Sonar) 2) Συντομεύσεις σε εφαρμογές μέσω ζωγραφικής. Για παράδειγμα αν ο χρήστης σχηματίσει ένα T, η συσκευή επισκέπτεται αυτόματα την εφαρμογή του Twitter. Μειονεκτήματα 1) Καταγραφή δραστηριοτήτων 2) Ανάγνωση προσωπικών δεδομένων Opera Mini Εμφανίστηκε το Ο πηγαίος κώδικας, είναι γραμμένος σε γλώσσες C++, Java και Pike. Είναι συμβατό με όλα τα λειτουργικά συστήματα. Η αρχή λειτουργίας του, διαφέρει από τους υπόλοιπους. Συγκεκριμένα, η μεταφορά της σελίδας που έχει ζητήσει ο χρήστης από το διαδίκτυο, γίνεται μέσω του Opera Software server, ο οποίος την επεξεργάζεται και τη συμπιέζει, ώστε 50

52 να πετύχει και ταχύτερη μεταφορά της σελίδας (περίπου 2-3 φορές, σε σχέση με άλλους περιηγητές) και μείωση των μεταφερόμενων δεδομένων. Επιπλέον, η προεργασία του server επιτρέπει τη δυνατότητα προβολής σελίδων που δεν είναι συμβατές με φορητές συσκευές. Πλεονεκτήματα 1) Μεγάλη ταχύτητα εκτέλεσης 2) Ευκολία στο χειρισμό μέσω των πλήκτρων πλοήγησης 3) Έχει πρόσβαση μόνο στο ιστορικό των επισκέψεων 4) Υποστηρίζει CSS Μειονεκτήματα 1) Δεν υποστηρίζει flash 2) Δυσκολία στη χρήση του ζουμ [38-39]. Firefox Δημιουργήθηκε από τη Mozilla. Ο πηγαίος κώδικας είναι γραμμένος σε C++, Java και XUL. Έχει τον ίδιο μηχανισμό λειτουργίας με τον αντίστοιχο περιηγητή υπολογιστών. Κάθε φορά που δημοσιεύει μια σταθερή έκδοση η Mozilla, ταυτόχρονα κάνει διαθέσιμη και την beta της επόμενης έκδοσης η οποία περιλαμβάνει διορθώσεις και δοκιμαστικές λειτουργίες. Πλεονεκτήματα 1) Πληθώρα πρόσθετων εφαρμογών 2) Υποστηρίζει HTML 5 3) Υποστηρίζει περιήγηση από ταμπλέτες 4) Υποστηρίζει Flash Μειονεκτήματα 1) Δεν υποστηρίζει συσκευές με ios 2) Δεν είναι συμβατός με παλιούς επεξεργαστές (ακόμα) [40-41] Skyfire Αρχικά χρησιμοποίησε τη μηχανή του Firefox. Διαφέρει εμφανισιακά από τους άλλους περιηγητές αφού κατά τη λειτουργία του, στο κάτω μέρος της σελίδας έχει εικονίδια που λειτουργούν ως συντομεύσεις σε μικροεφαρμογές ή ιστοσελίδες για άμεση πρόσβαση. Σε περίπτωση που ο χρήστης επιθυμεί 51

53 να επισκεφτεί κάποιο άλλη καρτέλα, τότε εμφανίζεται ένα παράθυρο που του δείχνει σε λίστα όλες τις καρτέλες που είναι ανοιχτές και προβάλλουν κάποια ιστοσελίδα. Πλεονεκτήματα 1) Μπάρα εφαρμογών, στην οποία έχει ο χρήστης πρόσβαση και να τη διαμορφώσει σύμφωνα με τις ανάγκες του 2) Υποστηρίζει σχεδόν όλες τις μορφές βίντεο 3) Περιέχει δικό του video player Μειονεκτήματα 1) Δεν υποστηρίζει το windows phone, το Symbian και Blackberry OS 2) Καταναλώνει πολύ από την μπαταρία της συσκευής [42] 52

54 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Τεχνολογίες Αλληλεπίδρασης Minitel Εμφανίστηκε το 1982 (η πειραματική του εξέλιξη ξεκίνησε το 1978) από την εθνική υπηρεσία τηλεπικοινωνιών της Γαλλίας. Το όνομά του, προέρχεται από τη γαλλική φράση Médium interactif par numérisation d'information téléphonique (Διαδραστικό μέσο μέσω σάρωσης τηλεφωνικών πληροφοριών. Εικόνα 10 Η πρόσβαση στο Minitel γινόταν μέσω του Teletel Ο χρήστης συνδεόταν στο δίκτυο της Minitel μέσω μιας τερματικής συσκευής (που έμοιαζε με πρωτόγονο laptop και ονομαζόταν teletel) η οποία συνδεόταν με την τηλεφωνική γραμμή. Το «Γαλλικό Διαδίκτυο» όπως χαρακτηρίστηκε αργότερα, έδωσε τη δυνατότητα στους χρήστες του, να μπορούν να το χρησιμοποιούν για υπηρεσίες και αγορές, όπως για παράδειγμα τραπεζικές συναλλαγές, ταξιδιωτικά εισιτήρια κ.ά. Το Minitel 53

55 ήταν πρωτοποριακό για την εποχή του και κατάφερε πάνω από 9 εκ. συσκευές να χρησιμοποιηθούν σε ολόκληρη τη Γαλλία, ενώ η μέση χρήση έφτανε τους 25 χιλιάδες χρήστες ανά ημέρα. Η μεγάλη επιτυχία του οφείλεται σε τρεις παράγοντες: 1) Ευχρηστία. Ο χρήστης με το πάτημα ενός πλήκτρου μπορεί να εκτελέσει την επιθυμητή λειτουργία. 2) Την περίοδο που εμφανίστηκε το Minitel, η France Telecom επανήλθε στην κατοχή του κράτους, με αποτέλεσμα ο εξοπλισμός να παρέχεται δωρεάν, όπως και η εγκατάσταση του προγράμματος. 3) Η αύξηση των προσφερόμενων υπηρεσιών ήταν διαρκής και το σύνολο των υπηρεσιών είχε ξεπεράσει τις 20 χιλιάδες. Μέσω του Minitel, ο χρήστης μπορούσε να έχει πρόσβαση στις παρακάτω υπηρεσίες: Δωρεάν τηλεφωνικός κατάλογος, αγορά αεροπορικών/σιδηροδρομικών εισιτηρίων, πληροφορίες, βάσεις δεδομένων, Forum και ταχυδρομικές υπηρεσίες. Για να χρησιμοποιήσει τις υπηρεσίες ο χρήστης, καλούσε έναν τηλεφωνικό αριθμό για να συνδεθεί στο access point. Η σύνδεση με τους servers γινόταν μέσω δίκτυο Transpac X.25. Ο χρήστης είχε τη δυνατότητα για σύνδεση στις υπηρεσίες με δύο τρόπους, ανάλογα με τον αριθμό που καλεί για να συνδεθεί. Έτσι λοιπόν, υπήρχαν οι συνδυασμοί «36 15» και «36 17». Το «36 15» είχε την ίδια σημασία με το «.com» του Internet. Κύριο χαρακτηριστικά της σύνδεσης ήταν η half-duplex ασύμμετρη μεταφορά δεδομένων, με ταχύτητες 1Mbps 75 bps. Στο τεχνικό μέρος του Minitel, το τερματικό αποτελείτο από μια οθόνη, ένα πληκτρολόγιο και ένα modem. Η οθόνη μπορούσε να προβάλλει πολύ απλά γραφικά, ενώ αργότερα, έγιναν διαθέσιμοι κατάλληλοι εκτυπωτές για την εκτύπωση πληροφοριών και εισιτηρίων. Το 1999, η χρήση του Minitel γινόταν από 25 εκ. χρήστες, σε σύνολο 60 εκ. που ήταν ο συνολικός πληθυσμός της Γαλλίας, ενώ το 2009, υπήρχαν 9 εκ. συνδέσεις το μήνα. Η λειτουργία του Minitel τερματίστηκε στις 30/6/2012, μετά από τριάντα χρόνια παρουσίας στην γαλλική επικράτεια, δίνοντας την σκυτάλη των ηλεκτρονικών συναλλαγών στο διαδίκτυο. Θεωρήθηκε το πιο επιτυχημένο σύστημα online συναλλαγών πριν το World Wide Web. Για την ιστορία, η ιδέα του Minitel υιοθετήθηκε από πάρε πολλές χώρες σε όλον τον κόσμο. Αυτές είναι Βέλγιο (Beltel), Βραζιλία, Καναδάς (AlexTel), Φινλανδία, Γερμανία (BTX), Ιρλανδία (Minitel), Ιταλία (Videotel), Ολλανδία (Nederland), Ν. Αφρική, Ισπανία (IberTex), Σουηδία (Teleguide), Ηνωμένο Βασίλειο (Prestel), ΗΠΑ (CommunityLink). [43-44] 54

56 DLNA Πρόκειται για ένα πρωτόκολλο που προτάθηκε από τη Sony και αναπτύχθηκε από μια μη κερδοσκοπική συμμαχία εταιριών τεχνολογίας που αριθμεί 255 μέλη και εμφανίστηκε τον Ιούνιο του Η συμμαχία καθορίζει διαλειτουργικές οδηγίες που αφορούν την ενεργοποίηση διαμοιρασμού αρχείων μεταξύ πολυμεσικών συσκευών. Το DLNA χρησιμοποιεί το UPnP για τη διαχείριση, την ανακάλυψη και τον έλεγχο των πολυμέσων. Το UPnP καθορίζει τον τύπο της συσκευής (server, renderer, controller) και τους μηχανισμούς για την πρόσβαση του πολυμέσου στο δίκτυο. Υπολογίζεται ότι σήμερα, πάνω από 440 εκ. συσκευές (τηλεοράσεις, παιχνιδομηχανές, ψηφιακές κάμερες, εκτυπωτές, φορητές συσκευές κ.ά.) έχουν πιστοποιηθεί από το DLNA. Εικόνα 11 Γραφική απεικόνιση των δυαντοτήτων του DLNA Τα βασικότερα χαρακτηριστικά, του DLNA είναι: Διευκολύνει τη σύνδεση μεταξύ συσκευών, πχ: Η/Υ, Blu-ray Player, κινητού τηλεφώνου, τηλεόρασης. Πραγματοποιεί ανταλλαγή ψηφιακών αρχείων μεταξύ διαφόρων ηλεκτρονικών οικιακών συσκευών (μουσική, φωτογραφίες, ταινίες). Μελλοντικά θα υπάρχουν δίκτυα DLNA για οικιακή χρήση. Πρότυπο ανοικτού κώδικα, το οποίο εξυπηρετεί στη σύνδεση ηλεκτρονικών συσκευών ψυχαγωγίας μεταξύ τους, χωρίς περαιτέρω επεμβάσεις. Σύνδεση μέσω Ethernet, Wi-Fi 55

57 Ο αριθμός των συσκευών που διαθέτουν DLNA αυξάνεται συνεχώς. Ως παράδειγμα χρήσης για την εφαρμογή των δυνατοτήτων του DLNA είναι η λήψη φωτογραφιών με τη χρήση κινητού τηλεφώνου και αποστολή τους στην τηλεόραση για προβολή. Φυσικά θα πρέπει και οι δύο συσκευές να υποστηρίζουν το DLNA. Οι συσκευές που πιστοποιούνται από τη συμμαχία, χωρίζονται σε κατηγορίες. Αυτές είναι: Οικιακές Δικτυακές συσκευές DMS: Αποθηκεύουν περιεχόμενο που το κάνουν διαθέσιμο στις άλλες δύο υποκατηγορίες. Παραδείγματα συσκευών είναι τα PC και οι διαδικτυακές συσκευές αποθήκευσης. DMP: Αναζητούν το διαθέσιμο περιεχόμενο (στις συσκευές DMS) και τις οδηγούν για να προβληθούν σε κατάλληλες συσκευές. Παράδειγμα συσκευών είναι οι τηλεοράσεις, τα στερεοφωνικά, home theaters, ασύρματες εικόνες, παιχνιδομηχανές. DMR: Εκτελούν το περιεχόμενο σύμφωνα με τις οδηγίες που παρέχονται από το DMC. Συσκευές που ανήκουν στην κατηγορία αυτή, είναι ηχεία και οθόνες ή τηλεοράσεις που αναπαράγουν μόνο, τα αρχεία που λαμβάνουν. DMC: Δίνει τις κατάλληλες οδηγίες στις συσκευές για τη διαχείριση των αρχείων αλλά και στις αντίστοιχες αναπαραγωγής. Συσκευές που ανήκουν στην κατηγορία αυτή, είναι οι ταμπλέτες, τα έξυπνα κινητά τηλέφωνα και οι ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές. DMPr: Παρέχουν τη δυνατότητα για υπηρεσίες εκτύπωσης σε όλο το δίκτυο του DLNA. Συσκευές αυτής της κατηγορίας είναι οι φωτογραφικοί εκτυπωτές και τα πολυμηχανήματα. Φορητές συσκευές χειρός M-DMS: Όμοιος ρόλος με το DMS, με τη διαφορά ότι το υλικό είναι διαθέσιμο για ενσύρματα και ασύρματα δίκτυα. M-DMP: Όμοιος με το DMP. M-DMU: Αποστέλλει ή ανεβάζει σε ένα DMS το περιεχόμενο. Συσκευές της κατηγορίας αυτής είναι οι φωτογραφικές μηχανές και τα κινητά τηλέφωνα. M-DMC: Όμοιος ρόλος με το DMC. Στις συσκευές, συμπεριλαμβάνεται και τα PDAs. M-DMD: Αναζητά και μεταφέρει αρχεία από ένα M/DMS. Στην κατηγορία αυτή, ανήκουν οι φορητές συσκευές αναπαραγωγής ήχου. 56

58 Οικιακές Συσκευές δικτύωσης M-NCF: Επιτρέπει την επικοινωνία μεταξύ μιας φορητής συσκευής και του οικιακού δικτύου. MIU: Επιτρέπει το μετασχηματισμό των αρχείων σε διαφορετικές μορφές και τύπους ώστε να είναι δυνατή η αναπαραγωγή τους σε όλες τις διαθέσιμες συσκευές. [45-46] Εικόνα 12 Διάταξη δικτύου για την εφαρμογή του DLNA Όλες οι συσκευές που χρειάζονται να έχουν πρόσβαση στο διαδίκτυο πρέπει να επικοινωνούν με ένα δρομολογητή, είτε ενσύρματα, είτε ασύρματα, όπως γίνεται μέχρι σήμερα. Το διαφορετικό στις συσκευές DLNA είναι η δυνατότητα της απευθείας επικοινωνίας μεταξύ των συσκευών, π.χ. ασύρματη επικοινωνία φωτογραφικής μηχανής με τηλεόραση για προβολή φωτογραφιών. Το πιο γνωστό πρωτόκολλο του DLNA είναι το UPnP από πάνω από 200 εταιρίες. Από την άλλη πλευρά, η Apple έχει αναπτύξει το δικό της πρωτόκολλο που ονομάζεται DAAP. DLNA συσκευές Προσαρμογέας DLNA: Πρόκειται για ένα προσαρμογέα που συνδέεται σε HDMI και αποκωδικοποιεί μέχρι 1080p full HD βίντεο. Μπορεί να συνδεθεί σε δίκτυο μέσω Wi-Fi και να μεταφέρει εικόνες, βίντεο και άλλου είδους αρχεία σε άλλες συσκευές, π.χ. ταμπλέτες και έξυπνα κινητά τηλέφωνα. Είναι συμβατό με όλα τα γνωστά λειτουργικά συστήματα 57

59 Windows, Linux MacOS, Android, IOS. Μια τυπική συσκευή διαθέτει λειτουργικό σύστημα Linux, μνήμη 128 ΜΒ DDR III. Επιπλέον, διαθέτει θύρα USB, αλλά η χρησιμότητά της περιορίζεται μόνο στην αναβάθμιση του firmware [47]. Εικόνα 13 Προσαρμογέας DLNA DLNA Router: Επιτρέπει την πολλαπλή πρόσβαση στο διαδίκτυο, ώστε να ικανοποιηθούν τα αιτήματα των συσκευών του τοπικού δικτύου. Η πρόσβαση στο δίκτυο μπορεί να γίνει με διάφορους τρόπους, όπως 3G, ADSL, Wi-Fi. Η συσκευή μπορεί να παίξει το ρόλο του DHCP server παρέχοντας στατικές και δυναμικές διευθύνσεις στις συσκευές του LAN, ενώ υποστηρίζει και το πρωτόκολλο PPPoE. Εκτός από τα παραπάνω, ο δρομολογητής, μπορεί να έχει και το ρόλο του NAS, ώστε ο χρήστης να μπορεί να αποθηκεύει τα πολυμεσικά αρχεία του και στη συνέχεια να τα μοιράζεται και να τα προβάλει σε άλλες συσκευές, π.χ. Η/Υ. Το ασύρματο δίκτυο, επιτυγχάνει πολύ υψηλές ταχύτητες μεταφοράς της τάξης των 150 Mbps και διαχειρίζεται κατάλληλα τα αιτήματα των συσκευών. Επιπρόσθετα, σχετικά με την ασφάλεια, επιτρέπει την απόκρυψη του SSID ώστε να μην είναι εύκολη η σύνδεση στο δίκτυο, αν κάποιος δεν έχει το SSID. Παράλληλα, παρέχονται δυνατότητες όπως αυτή του φιλτραρίσματος της διεύθυνσης MAC των συσκευών που επιτρέπονται να συνδέονται στο δίκτυο (να παίρνουν διεύθυνση ΙΡ) και της κρυπτογράφησης με τις ακόλουθες μεθόδους: WEP, WPA-PSK και WPA/WPA2. Μια ακόμα πολύ σημαντική λειτουργία που έχει ο δρομολογητής, είναι αυτή του επαναλήπτη. Έχοντας τοποθετηθεί σε κατάλληλη θέση, μπορεί να επιτρέψει τη συνεργασία μαζί του, επιπλέον access points ώστε να είναι δυνατή η κάλυψη μεγαλύτερου χώρου, ακόμα και σε διαφορετικούς ορόφους. Ακόμα, η διαχείριση των ρυθμίσεων του δρομολογητή γίνεται μέσω περιηγητή [48]. 58

60 Εικόνα 14 DLNA Router UPnP Πρόκειται για ένα σύνολο 73 πρωτοκόλλων δικτύωσης που επιτρέπει σε συσκευές που έχουν πρόσβαση σε δίκτυο όπως Η/Υ, εκτυπωτές, φορητές συσκευές και access points, να ανακαλύψουν άλλες στο δίκτυο που βρίσκονται. Αμέσως μετά, υπάρχει η δυνατότητα να επικοινωνήσουν μεταξύ τους, ανταλλάζοντας δεδομένα για ψυχαγωγία και επικοινωνία. Το UPnP υποστηρίζεται από πάρα πολλούς κατασκευαστές. Ο σκοπός του UPnP είναι να επεκτείνει το plug and play, σε λογικό κυρίως επίπεδο, μιας που η τεχνολογίες των δύο είναι διαφορετικές. Το UPnP είναι ένα πρωτόκολλο ανοικτής αρχιτεκτονικής και στηρίζεται σε υπάρχοντα πρότυπα όπως τα TCP/IP, HTTP, XML και SOAP. Η αρχιτεκτονική του UPnP υποστηρίζει την χωρίς προηγούμενη διαμόρφωση του δικτύου. Και αυτό γιατί, μόλις μια συσκευή συνδεθεί στο δίκτυο, παίρνει διεύθυνση IP, ανακοινώνει την παρουσία της στις υπόλοιπες συσκευές και μπορεί να εξυπηρετήσει αμέσως τυχόν αίτημα. Η παρουσία DNS server δεν είναι απαραίτητη. Τα βασικά χαρακτηριστικά του UPnP είναι: Ανεξαρτησία του μέσου και συσκευής: Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συσκευές που χρησιμοποιούν τα πρωτόκολλα Ethernet FireWire, IR, Bluetooth, Wi-Fi. Έλεγχος της διεπαφής χρήστη: η αρχιτεκτονική του UPnP επιτρέπει τον έλεγχο κάθε συσκευής, με κατάλληλο περιβάλλον μέσω περιηγητή ιστοσελίδων. Ανεξαρτησία από λειτουργικό σύστημα και γλώσσας προγραμματισμού: Οποιαδήποτε γλώσσα προγραμματισμού και λειτουργικό σύστημα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία αντικειμένων που υποστηρίζουν το UPnP. Προγραμματιστικός έλεγχος και επεκτασιμότητα: Η αρχιτεκτονική του UPnP επιτρέπει τους κατασκευαστές να αναπτύξουν υπηρεσίες βασισμένες στο πρότυπο και να το επεκτείνουν με δικές τους λειτουργίες και διαδικασίες. 59

61 Το βασικό μειονέκτημα που έχει το UPnP συγκριτικά με το DAAP, είναι η έλλειψη πιστοποίησης του χρήστη. Συνεπώς οι συσκευές που χρησιμοποιούν το πρωτόκολλο UPnP είναι ευάλωτες σε επιθέσεις. Για το λόγο αυτό, οι συσκευές που υποστηρίζουν το UPnP το έχουν απενεργοποιημένο εξαρχής από τον κατασκευαστή τους [49]. DAAP Πρόκειται για πρωτόκολλο το οποίο χρησιμοποιείται στο itunes για κοινή χρήση ενός μέσου, μέσα σε ένα τοπικό δίκτυο. Η πρώτη έκδοση στην οποία εμφανίστηκε ήταν η 4.0. Επίσημα, η Apple δεν έδωσε πληροφορίες για το πρωτόκολλο, αλλά από μελέτες που έγιναν, διαπιστώθηκε η χρήση ενός HTTP server που εκτελεί δύο λειτουργίες. Η πρώτη είναι να στέλνει μια λίστα τραγουδιών και η δεύτερη να δημιουργεί μια λίστα για stream από τους clients. Παράλληλα με αυτά, ενημερώνει τους χρήστες για τυχόν αλλαγές. Οι αιτήσεις των χρηστών, γίνονται μέσω URL, ενώ τα δεδομένα που ανταποκρίνονται στην αίτηση έχουν τη μορφή mime application/x-dmap-tagged και όταν φτάνουν στο χρήστη μετατρέπονται σε XML. Το itunes χρησιμοποιεί την υπηρεσία Bonjour για να ανακαλύψει το DAAP που λειτουργεί στο τοπικό δίκτυο. Η θύρα που χρησιμοποιείται από το DAAP είναι η TCP Εκτός από το DAAP η Apple εμφάνισε και το DPAP που χρησιμοποιείται για διαμοιρασμό φωτογραφιών από το iphoto. Και τα δύο πρωτόκολλα στηρίζονται στο DMAP. Από την έκδοση 4.2 του itunes, η Apple ενσωμάτωσε έλεγχος πιστοποίησης ώστε μόνο οι χρήστες που πρέπει, να λαμβάνουν τις εικόνες που διαμοιράζονται στο server. Σε μεταγενέστερη έκδοση και συγκεκριμένα τη 4.5 χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά το πρότυπο MD5, αλλά λίγο αργότερα παραβιάστηκε. Από την έκδοση 7.0 χρησιμοποιείται νέο σύστημα πιστοποίησης των χρηστών, το οποίο δεν έχει παραβιαστεί ακόμα [50]. Samsung AllShare Είναι μια υπηρεσία που δημιούργησε η Samsung και η οποία επιτρέπει τους χρήστες να παρακολουθούν οπτικό περιεχόμενο το οποίο βρίσκεται αποθηκευμένο σε διάφορα μέσα, ακόμα και στο διαδίκτυο. Υπάρχει η δυνατότητα αποστολής των δεδομένων σε άλλες συσκευές, ακόμα και σε ιστοσελίδες, ή σε χώρους αποθήκευσης στο cloud. Ο χρήστης, χρησιμοποιεί μια εφαρμογή που ονομάζεται Allshare Play. 60

62 Εικόνα 15 To AllShare επιτρέπει το διαμοιρασμό αρχείων ανάμεσα σε διάφορες συσκευές Αυτή είναι διαθέσιμη τόσο για χρήση μέσω Η/Υ, όσο και για φορητές συσκευές. Επιπλέον, ο χρήστης μπορεί να κατεβάσει ένα βίντεο σε μια συσκευή, να διακόψει την προβολή της και στη συνέχεια να τη συνεχίσει από άλλη συσκευή. Αυτό επιτυγχάνεται εύκολα, λόγω της διαρκούς σύνδεσης στο διαδίκτυο όλων των συσκευών. Μια ακόμα δυνατότητα που υπάρχει είναι ο διαμοιρασμός αρχείων π.χ. παρουσιάσεων σε άλλους χρήστες σε μια ομαδική διαδικασία. Η λειτουργία αυτή, ονομάζεται Group Play. Εκτός από έγγραφα, οι χρήστες μπορούν να διαμοιραστούν αρχεία εικόνας και μουσικής. Επιπλέον, ο χρήστης μπορεί να ρυθμίσει όλες τις συσκευές του να αποθηκεύουν τα αρχεία τους σε κοινό αποθηκευτικό μέσο, στο cloud. Αυτή η λειτουργία είναι πολύ σημαντική, αφού το υλικό είναι πάντα διαθέσιμο και ταξινομημένο. Βασική προϋπόθεση για να γίνει ο διαμοιρασμός αρχείων μεταξύ των συσκευών, είναι να υπάρχει δίκτυο και όλες οι συσκευές να είναι συνδεδεμένες σ αυτό. Η ποικιλία των συσκευών που έχουν πιστοποιηθεί είναι μεγάλη και περιλαμβάνει κινητά τηλέφωνα, Η/Υ (και laptops), έξυπνες τηλεοράσεις και κινητά τηλέφωνα, συσκευές αναπαραγωγής Blu-ray, home theaters, ταμπλέτες, φωτογραφικές μηχανές και βιντεοκάμερες. Το AllShare θεωρείται ότι είναι πιο ανεπτυγμένο από το DLNA. Μια λειτουργία που προσφέρει, για παράδειγμα, είναι η εμφάνιση της τηλεφωνικής κλήσης και των μηνυμάτων στην οθόνη της τηλεόρασης. Σύμφωνα με τον Alan Messer, μέλος του διοικητικού συμβουλίου του DLNA, το AllShare, θεωρείται ως η πιο πετυχημένη υλοποίηση του DLNA μέχρι σήμερα. Είναι το απόλυτο δίκτυο στο οποίο συσκευές ήχου και εικόνας, μπορούν να ανακαλύψουν η μια την 61

63 άλλη, να ανταλλάξουν δεδομένα σαν να είναι όλα μέλη μιας ολοκληρωμένης συσκευής [51-52]. Bluetooth Στην επικοινωνία και τη διασύνδεση συσκευών, για να είναι αυτή επιτυχής πρέπει να υπάρχει συμβατότητα μεταξύ τους. Για να γίνει αυτό, πρέπει να γίνει μια «συνεννόηση» μέσω ενός κοινού πρωτοκόλλου επικοινωνίας. Το Bluetooth είναι ένας ασύρματος τρόπος επικοινωνίας μεταξύ δύο συσκευών, ο οποίος παρουσιάζει χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, κάτι που βολεύει πολύ στις φορητές συσκευές. Αναπτύχθηκε για να καλύψει τα προβλήματα και τα μειονεκτήματα που είχε η υπέρυθρη ακτινοβολία (IR). Αυτά ήταν, η τοποθέτηση των συσκευών έτσι ώστε ο δέκτης να «βλέπει» τον πομπό μέχρι να τελειώσει η αποστολή δεδομένων και επιπλέον, η μεταφορά δεδομένων να γίνεται μία προς μία συσκευές, αφού δεν είναι δυνατή η παράλληλη αποστολή και σε άλλες συσκευές ταυτόχρονα. Τα βασικά χαρακτηριστικά του Bluetooth είναι η ασύρματη σύνδεση, η μικρή εμβέλεια και η αυτοματοποίηση της διαδικασίας ανταλλαγής δεδομένων. Η ονομασία Bluetooth, προέρχεται από το βασιλιά της Δανίας, που έζησε το 900 μ.χ. και κατάφερε να ενώσει τις Σκανδιναβικές χώρες, όπως ακριβώς έκαναν και οι εταιρίες τεχνολογίας που ανήκουν σ αυτές, για να αναπτύξουν το Bluetooth. Το Bluetooth, λειτουργεί σε δύο επίπεδα. Αυτά είναι: Φυσικό: Επικοινωνία μέσω ραδιοσυχνότητας Πρωτόκολλο: Θέτει κανόνες σύμφωνα με τους οποίους θα γίνει η επικοινωνία και η ανταλλαγή πληροφοριών. Οι κανόνες αυτοί ρυθμίζουν τη χρονική στιγμή που θα ξεκινήσει η ανταλλαγή των δεδομένων, το ρυθμό μετάδοσης αλλά και πότε η επικοινωνία θα ολοκληρωθεί και πώς. Η πρώτη έκδοση του Bluetooth (1.0) είχε ταχύτητα μετάδοσης το 1 Mbps, ενώ η επόμενη έκδοση (2.0) έχει ταχύτητα 3 Mbps και επιπλέον είναι συμβατή και με την 1.0. Η λειτουργία του Bluetooth βασίζεται στη μετάδοση δεδομένων μέσω ραδιοκυμάτων χαμηλής ισχύος. Η επικοινωνία γίνεται στη συχνότητα 2,45 GHz (επιτρεπτές τιμές από 2,402 ως 2,480 GHz), που είναι προκαθορισμένη από τη συμφωνία για ISM συσκευές. Η ισχύς του 62

64 σήματος, είναι πολύ χαμηλή, μόλις 1 miliwatt (συγκριτικά ένα ισχυρό κινητό τηλέφωνο έχει 3 watts), ενώ η εμβέλεια, δεν ξεπερνά τα 10 μέτρα. Αν και το εύρος της συχνότητας που αναφέρθηκε παραπάνω, φαίνεται πολύ μικρό, στην πραγματικότητα κατά τη μετάδοση δεδομένων οι αλλαγές συχνότητας φτάνουν τις 1600 το δευτερόλεπτο. Συνεπώς, λόγω των συνεχών αλλαγών είναι απίθανο να γίνεται ταυτόχρονα η αποστολή δεδομένων από δύο συσκευές που να χρησιμοποιούν την ίδια συχνότητα. Επιπρόσθετα, το Bluetooth επιτρέπει την full-duplex επικοινωνία με ρυθμό 64kbps που επιτρέπει τη μετάδοση φωνής χωρίς καθυστερήσεις. Σε περίπτωση που η full-duplex δεν είναι επιθυμητή, τότε προτιμάται η half-duplex η οποία χρησιμεύει σε λειτουργίες επικοινωνίας για αποστολή δεδομένων σε έναν εκτυπωτή. Οι ταχύτητες τότε, αυξάνονται σημαντικά στα 721 kbps προς τη μια κατεύθυνση και 57,6 προς την άλλη. Αν είναι επιθυμητό, να υπάρχει ίδια ταχύτητα και προς τις δύο κατευθύνσεις, τότε μπορεί να διατηρηθεί σταθερή η ταχύτητα στα 432,6 kbs. Το Bluetooth άνοιξε το δρόμο για τη δημιουργία του Προσωπικού δικτύου (PAN). Το PAN χρησιμεύει για την ασύρματη ζεύξη μεταξύ συσκευών που βρίσκονται σε μικρή απόσταση και την αποφυγή χρήσης καλωδίων. Για παράδειγμα σε ένα γραφείο, η χρήση ασύρματου πληκτρολογίου και ποντικιού που συνδέονται μέσω του Bluetooth με την κεντρική μονάδα, ή η διασύνδεση μιας τηλεόρασης και μια συσκευή αναπαραγωγής DVD. Το Bluetooth έχει εφαρμογή σε ένα μεγάλο πλήθος λειτουργιών. Αυτά είναι: Ασύρματη δικτύωση μεταξύ επιτραπέζιου και φορητού υπολογιστή, σε έναν περιορισμένο χώρο με ελάχιστο διαθέσιμο εύρος ζώνης. Ασύρματα περιφερειακά, όπως εκτυπωτές, ποντίκια και πληκτρολόγια, τα οποία επικοινωνούν με κάποιον επιτραπέζιο ή φορητό υπολογιστή. Ασύρματη μεταφορά ψηφιακών αρχείων (εικόνες, mp3 κλπ) ανάμεσα σε κινητά τηλέφωνα και PDA. Ασύρματα ακουστικά για κινητά τηλέφωνα και Smartphone. Ιατρικές εφαρμογές δοκιμάζονται συσκευές από εταιρίες που παρέχουν ηλεκτρονικές συσκευές προχωρημένης ιατρικής. Ορισμένοι δέκτες GPS μεταφέρουν πληροφορίες NMEA μέσω Bluetooth. Ασύρματη τηλεφωνία στο αυτοκίνητο: Το Bluetooth δίνει τη δυνατότητα σε χρήστες καταλλήλως εξοπλισμένων κινητών τηλεφώνων να χρησιμοποιούν κάποιες βασικές λειτουργίες τους με ασύρματα ακουστικά. Ανάλογο σύστημα υπάρχει ενσωματωμένο και σε κράνη οδηγών μοτοσικλέτας, επιτρέποντας τη συνομιλία κατά την οδήγηση. 63

65 Απομακρυσμένος έλεγχος συσκευών, όπου έως την εμφάνιση του Bluetooth χρησιμοποιούνταν τεχνολογία υπέρυθρων ακτινών. Ασφάλεια Bluetooth Όλα τα δεδομένα που μεταφέρονται με ασύρματο τρόπο, κινδυνεύουν πολύ εύκολα να υποκλαπούν. Το Bluetooth έχει κάποια μέτρα ασφαλείας, ώστε να αποτρέψει κάποια μη εξουσιοδοτημένη συσκευή να παραλάβει τα δεδομένα. Το πρώτο μέτρο, είναι η δημιουργία μιας λίστας έμπιστων συσκευών, στην οποία ο χρήστης δηλώνει με ποιες συσκευές θέλει να μεταφέρει δεδομένα, χωρίς να ζητείται επιβεβαίωση. Οποιαδήποτε άλλη συσκευή αιτηθεί να συνδεθεί, θα ζητηθεί από το χρήστη επιβεβαίωση. Επιπλέον, κάθε φορά που μια συσκευή παραλαμβάνει δεδομένα, πριν ξεκινήσει τη διαδικασία, ζητά από το χρήστη την άδεια για να συνεχίσει. Συνεπώς οποιαδήποτε κακόβουλη εφαρμογή μπορεί να διακοπεί εύκολα η προώθηση της. Ακόμα, είναι δυνατή η λειτουργία του Bluetooth μιας συσκευής, να μην είναι ανιχνεύσιμη. Αυτό επιτρέπει την παθητική λειτουργία, ώστε ακόμα και αν σαρωθούν όλες οι συχνότητες, να μην είναι δυνατός ο εντοπισμός. Ωστόσο, υπάρχουν και άλλοι κίνδυνοι για μια συσκευή Bluetooth. Bluejacking, Bluebugging, Car Whisperer. To Bluejacking είναι η διαδικασία κατά την οποία κάποιος στέλνει σε μια συσκευή μια κάρτα με προσωπικά στοιχεία, με σκοπό να εξαπατήσει τον αποδέκτη και στη συνέχεια να μπορεί να επικοινωνήσει με τη συσκευή του, όντας πια άτομο εμπιστοσύνης (αφού τα υποτιθέμενα στοιχεία του υπάρχουν στη λίστα επαφών). Το Bluebugging επιτρέπει την πλήρη πρόσβαση σε όλες τις πληροφορίες μιας συσκευής χωρίς να το γνωρίζει ο ιδιοκτήτης της. Το Car Whisperer, επιτρέπει στον εισβολέα να ακούει και να καταγράφει όλα αυτά που γίνονται στο χώρο που υπάρχει η συσκευή, μετατρέποντάς την σε κοριό [53-54]. Πρωτόκολλα Το Bluetooth χρησιμοποιεί για τη λειτουργία του ένα σύνολο πρωτοκόλλων. Αυτά, ανήκουν σε μία από τις δύο κατηγορίες. Τα core protocols που έχουν καθοριστεί από τον οργανισμό Bluetooth και τα επιπρόσθετα πρωτόκολλα που ανήκουν σε άλλα standards. Επίσης, η στοίβα των πρωτοκόλλων χωρίζεται σε δύο τμήματα. Το πρώτο είναι η στοίβα ελέγχου (controller stack) που περιλαμβάνει τη συσκευή με τον μικροεπεξεργαστή της. Το δεύτερο τμήμα, ονομάζεται στοίβα υποδοχής (host stack) και λειτουργεί ως λειτουργικό 64

66 σύστημα στη συσκευή, ή ως εφαρμογή που χρησιμοποιεί ο επεξεργαστής. Σε ορισμένες συσκευές (π.χ. ακουστικά Bluetooth), τα δύο τμήματα που αναφέρθηκαν, μπορεί να χρησιμοποιούν τον ίδιο μικροεπεξεργαστή. Η περίπτωση αυτή ονομάζεται hostless system. Τα πρωτόκολλα της στοίβας ελέγχου είναι τα: ACL [logical transport]: Απλός τύπος σύνδεσης για μεταφορά πακέτων με τη χρήση TDMA. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει ένα κανάλι και η αποστολή δεδομένων γίνεται με δέσμευση του καναλιού για συγκεκριμένο χρήστη και για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Τα μεταδιδόμενα πακέτα, είναι δυνατό να καθορίζονται ανάλογα με το μέγεθός τους, να έχουν τη δυνατότητα διόρθωσης σφάλματος και βελτίωση του ρυθμού μετάδοσης ανάλογα με τη σχετική διαμόρφωση. Πριν ξεκινήσει η μετάδοση των δεδομένων, πρέπει ο πομπός και ο δέκτης να εγκαθιδρύσουν τη σύνδεση. Σε περίπτωση που ο δέκτης χάσει πακέτα, τότε αυτά αποστέλλονται αυτόματα. Σε περίπτωση που ο χρόνος από τη στιγμή που έγινε η τελευταία αποστολή ξεπεράσει τα 20 δευτερόλεπτα, η σύνδεση ολοκληρώνεται. Ωστόσο, υπάρχει δυνατότητα ο χρόνος να επεκταθεί ανάλογα με τις ανάγκες της σύνδεσης. SCO: Η σύνδεση αυτή, χρησιμοποιείται για μετάδοση φωνής. Για τη λειτουργία του, χρησιμοποιεί ένα υπάρχον ACL με τη χρήση timeslots. Παρέχεται η δυνατότητα αναμετάδοσης εφόσον γίνει η κατάλληλη ρύθμιση. LMP: Αναλαμβάνει το χειρισμό της σύνδεσης μεταξύ δύο συσκευών και ελέγχει τόσο την εγκαθίδρυση, όσο και τον έλεγχο της ισχύος. HCI: Τυποποιεί την επικοινωνία μεταξύ της συσκευής Bluetooth και της συσκευής που τη φιλοξενεί π.χ. H/Y, έξυπνο κινητό τηλέφωνο. Υπάρχουν διάφορα πρότυπα μεταφοράς HCI όπως είναι η θύρα USB στους Η/Υ και το UART. Στις απλές, κατασκευαστικά, συσκευές, το HCI είναι δυνατό να είναι λογισμικό που χρησιμοποιείται από το μικροεπεξεργαστή. LE LL: Μοιάζει με το LMP, αλλά είναι απλούστερο. Ασχολείται με τη διαχείριση, σάρωση, σύνδεση αλλά και ασφάλεια σε χαμηλότερο επίπεδο (πιο κοντά στην οπτική του hardware). Η στοίβα υποδοχής περιλαμβάνει τα εξής πρωτόκολλα: L2CAP: Αναλαμβάνει να μεταφέρει τα δεδομένα πολυπλέκοντάς τα σε διαφορετικά πρωτόκολλα. Χωρίζει τα δεδομένα σε πακέτα, στην πλευρά του αποστολέα, ενώ στην πλευρά του παραλήπτη εκτελεί την αντίστροφη διαδικασία. Επίσης, εξασφαλίζει τη διαχείριση της πολλαπλής αποστολής δεδομένων σε περισσότερες της μιας συσκευής. Ακόμα, αναλαμβάνει να διασφαλίσει την ποιότητα της υπηρεσίας σε πρωτόκολλα 65

67 υψηλότερου επιπέδου. Η λειτουργία του LCAP ξεκινά, αμέσως μετά από την έναρξη λειτουργίας του ACL. Υπάρχει και το EL2CAP (Enhanced L2CAP) που αποτελεί μια βελτιωμένη έκδοση και αναλαμβάνει επανάληψη της εκπομπής και παράλληλα έλεγχο ροής. Εικόνα 16 ο ρόλος του LCAP στη μετάδοση δεδομένων από το server στο client BNEP: Χρησιμοποιείται για την παράδοση των πακέτων στο ανώτερο επίπεδο L2CAP. Το ΒΝΕΡ βρίσκει εφαρμογή στα δίκτυα PAN. RFCOM: Αποτελεί ένα σύνολο πρωτοκόλλων μεταφοράς και μοιάζει με το TCP, και παρέχει προσομοίωση από εξήντα σειριακές θύρες RS-232. Πολλές εφαρμογές Bluetooth χρησιμοποιούν το RFCOM γιατί είναι διαθέσιμο σε μεγάλο πλήθος λειτουργικών συστημάτων και επιπλέον οι εφαρμογές που απαιτούν σειριακή θύρα για να επικοινωνήσουν, το προτιμούν έναντι άλλων. SDP: Χρησιμοποιείται για να επιτρέψει στις συσκευές να ανακαλύψουν τι υπηρεσίες υποστηρίζει η καθεμιά και τι παράμετροι απαιτούνται για να γίνουν οι συνδέσεις. Για παράδειγμα κατά τη σύνδεση μέσω Bluetooth ενός τηλεφώνου με ένα headset, το SDP εξακριβώνει ποιες ρυθμίσεις υποστηρίζονται από το headset ώστε να γίνει η σύνδεση. TCP: ο ρόλος του είναι να ρυθμίσει τον έλεγχο της ομιλίας και των δεδομένων μεταξύ των συσκευών. AVCTP: Χρησιμοποιείται για τον απομακρυσμένο έλεγχο και τις εντολές στο κανάλι του L2CAP. Το πρωτόκολλο αυτό βρίσκει εφαρμογή στα πλήκτρα ελέγχου μιας συσκευής αναπαραγωγής ήχου. 66

68 AVDTP: Λειτουργεί για την ροή μουσικής σε στερεοφωνικό headset χρησιμοποιώντας ένα κανάλι L2CAP. OBEX: Πρωτόκολλο επικοινωνίας που διευκολύνει την ανταλλαγή δυαδικών αντικειμένων μεταξύ των συσκευών. ATT: Μοιάζει πολύ με το SDP αλλά βρίσκει εφαρμογή σε περιπτώσεις εξοικονόμησης ενέργειας. SMP: Χρησιμοποιείται σε εφαρμογές εξοικονόμησης ενέργειας και αναλαμβάνει ρυθμίσεις ασφαλείας [55]. Χρήση του έξυπνου κινητού τηλεφώνου για τον έλεγχο του Η/Υ μέσω Bluetooth Πρόκειται για μια ενδιαφέρουσα εφαρμογή, ανοικτού κώδικα. Η ιδέα περιλαμβάνει τη μετατροπή της έξυπνης συσκευής σε ασύρματη συσκευή ελέγχου για Η/Υ και παιχνιδομηχανές. Εικόνα 17 Χρήση του κινητού τηλεφώνου ως πληκτρολογίου μέσω σύνδεσης Bluetooth Η επικοινωνία μεταξύ του έξυπνου κινητού τηλεφώνου και του Η/Υ, γίνεται μέσω Bluetooth. Το πρωτόκολλο που χρησιμοποιείται ονομάζεται HID. Βασικό χαρακτηριστικό του πρωτοκόλλου είναι η μικρή κατανάλωση ενέργειας. Τα χειριστήρια του PlayStation 3 και του Wii, χρησιμοποιούν του HID. Για λόγους απλότητας, το Bluetooth HID χρησιμοποιεί το υπάρχον πρωτόκολλο USB HID. Για τη χρήση πληκτρολογίου η ασφάλεια είναι 67

69 προεπιλεγμένη, δεν συμβαίνει όμως το ίδιο για άλλες συσκευές που συνδέονται με τη χρήση του πρωτοκόλλου αυτού [56]. Για να μπορέσει ο χρήστης να χρησιμοποιήσει την εφαρμογή του androhid, πρέπει να έχει δικαιώματα διαχειριστή της συσκευής (superuser), κάτι που γίνεται μέσω της διαδικασίας του root. Ο πηγαίος κώδικας της εφαρμογής είναι γραμμένος σε γλώσσα C, με αποτέλεσμα η εφαρμογή να είναι διαθέσιμη και με παλιότερες εκδόσεις του Android. Προς το παρόν η εφαρμογή υποστηρίζει την απομακρυσμένη χρήση πληκτρολογίου, αλλά όχι του ποντικιού [57]. Streaming μέσω Bluetooth για μετάδοση ήχου και βίντεο Η χρήση του Bluetooth για streaming αν και δεν συναντάται συχνά, θεωρείται ότι είναι η απλούστερη στη λειτουργία της. Αρκεί η συσκευή αναπαραγωγής να ενεργοποιήσει το Bluetooth και το ίδιο να γίνει στη συσκευή υποδοχής της ροής π.χ. ηχεία. Η μετάδοση των δεδομένων γίνεται απευθείας, χωρίς τη μεσολάβηση άλλης συσκευής π.χ. Router. Σημαντικός παράγοντας της επιτυχημένης μετάδοσης είναι η κλάση της συσκευής αφού αφορά την εμβέλεια του Bluetooth σ αυτήν. Η κλάση 1 έχει μέγιστη εμβέλεια τα 20 με 30 μέτρα. Η κλάση 2 έχει 5 με 10 μέτρα. Για να γίνει το streaming μεταξύ δύο συσκευών πρέπει να υποστηρίζουν τη λειτουργία A2DP. Πρόκειται για ένα νοητό αγωγό, μιας κατεύθυνσης. Όλες οι συσκευές που αναπαράγουν αρχεία μουσικής και έχουν λειτουργία Bluetooth, υποστηρίζουν το A2DP. Επίσης, οι συσκευές που χαρακτηρίζονται ως ηχεία Bluetooth υποστηρίζουν και αυτές με τη σειρά τους το A2DP. Αυτό σημαίνει ότι οι δύο πλευρές μπορούν να επικοινωνήσουν μεταξύ τους [58]. Μια διαδικασία ροής μέσω Bluetooth, παρ ότι είναι απλή στην υλοποίηση της, έχει μια σειρά από μειονεκτήματα. Αυτά, αναφέρονται παρακάτω: Κακή απόδοση του ήχου: Ένα μουσικό κομμάτι για να τοποθετηθεί σε ένα ψηφιακό μέσο αποθήκευσης, πρέπει να συμπιεστεί, συνήθως σε μορφή mp3. Ο αλγόριθμος συμπίεσης που χρησιμοποιείται είναι απωλεστικός. Αυτό σημαίνει, ότι το παραγόμενο αρχείο έχει ήδη υποστεί αλλοίωση (ανάλογα με το ρυθμό της δειγματοληψίας) και διαφέρει από το πηγαίο μουσικό κομμάτι. Σε περίπτωση που γίνει μετατροπή του ψηφιακού σήματος σε αναλογικό, η διαφορά θα είναι εμφανής. Επίσης, η μετάδοση του 68

70 ηχητικού κύματος από τη μια συσκευή στην άλλη, π.χ. από ένα κινητό τηλέφωνο στη συσκευή αναπαραγωγής ήχου ενός αυτοκινήτου, είναι πιθανό να αντιμετωπίσει προβλήματα λόγω αστάθειας στη μετάδοση. Η τελευταία μπορεί να προκύψει είτε από κάποια διακοπή (π.χ. τηλεφωνική κλήση), ή από δυσλειτουργία. Εκτός από τα παραπάνω, το ADP δεν επιτρέπει μεγάλο όγκο δεδομένων να περάσει από το πομπό στο δέκτη. Αυτό σημαίνει ότι τα δεδομένα πριν την αποστολή τους από τον πομπό πρέπει να συμπιεστούν. Για να γίνει αυτό χρησιμοποιούνται διάφοροι κωδικοποιητές με τον πιο γνωστό από αυτούς να είναι ο AAC, αφού είναι σαφώς καλύτερος από το mp3. Μερικά πλεονεκτήματα είναι το μεγαλύτερο εύρος συχνοτήτων δειγματοληψίας (8-96 KHz έναντι του KHz), υποστήριξη 48 καναλιών (το mp3 υποστηρίζει μέχρι 6 κανάλια), μεγαλύτερη ευελιξία στο σχεδιασμό κωδικοποιητών κ.ά. [59]. Συμβατότητα λειτουργίας: Οι ηλεκτρονικές συσκευές ανανεώνονται κατά καιρούς ώστε να γίνουν πιο ανταγωνιστικές μέσω νέων λειτουργιών. Αυτό έχει ως συνέπεια, να αφαιρούνται παλιότερες λειτουργίες και να αντικαθίστανται από νεότερες και πιο σύγχρονες. Ενώ είναι εύκολη η αναβάθμιση του λογισμικού, δεν ισχύει το ίδιο και το υλικό. Οι αλλαγές στο λογισμικό, αφήνουν πλήκτρα στις συσκευές που δεν είναι συμβατά με τις νέες λειτουργίες και πρακτικά αχρηστεύονται. Το γεγονός αυτό, οδηγεί στην ύπαρξη υποτιθέμενων λειτουργιών που δεν έχουν στην πραγματικότητα (αφού έχουν τροποποιηθεί ή καταργηθεί) και αντίστροφα, η συσκευή να μην είναι ικανή να χρησιμοποιήσει νέες λειτουργίες, π.χ. φωνητικές εντολές. Εξάρτηση από τους κατασκευαστές: Ο χρήστης όταν χρησιμοποιεί μια συσκευή αναπαραγωγής ήχου ή βίντεο για στείλει σε μια άλλη συσκευή τα δεδομένα, είναι δυνατό να υπάρχουν ασυμβατότητες μεταξύ των συσκευών. Για να επιλυθεί το πρόβλημα της ασυμβατότητας, πρέπει να περιμένει μέχρι να δημοσιευτούν οι αναβαθμίσεις από τους κατασκευαστές των υλικών. Στο σημείο αυτό, υπάρχει περίπτωση τουλάχιστον η μία από τις δύο εταιρίες να σταματήσει να υποστηρίζει το προϊόν της, με αποτέλεσμα να μην υπάρχει το επιθυμητό αποτέλεσμα για το χρήστη. Εξάντληση μπαταρίας: Η χρήση του Bluetooth κατά τη διάρκεια του streaming, συντελεί στη γρήγορη αποφόρτιση των μπαταριών των συσκευών. Συνεπώς πολλές φορές αποφεύγεται η χρήση του Bluetooth αφού η συσκευή που περιέχει τη μουσική ή τα βίντεο είναι τηλεφωνική με αποτέλεσμα να μειώνεται η διαθεσιμότητα για χρόνο ομιλίας από αυτήν [60]. 69

71 Σχετικά με την εξέλιξη του Bluetooth ως κύριο μέσο για τη ροή δεδομένων (βίντεο) μεταξύ δύο συσκευών, έχουν πραγματοποιηθεί πειράματα σε ερευνητικό και όχι μόνο επίπεδο. Στην περίπτωση αυτή, η συνήθης πρακτική αναφέρεται στην αποστολή των δεδομένων από μια φορητή συσκευή, όπως για παράδειγμα ένα έξυπνο κινητό τηλέφωνο σε μια τηλεόραση. Για τη μετάδοση δεδομένων χρησιμοποιείται το πρωτόκολλο ACL που παρέχει ταχύτητες από 723,2 kbps μέχρι 2178,1 kbps ανάλογα με την έκδοσή του. Σχετικά με το τεχνικό τμήμα της μετάδοσης, είναι σημαντικό τα πακέτα να έχουν μεγάλο μέγεθος κάτι που πραγματοποιείται με τη χρήση του πρωτοκόλλου L2CAP. Στα αποτελέσματα των πειραμάτων, τονίζεται ότι είναι δυνατή η χρήση για video streaming μέσω του Bluetooth, αλλά πρέπει να υπάρξει εξέλιξη των παρόντων κωδικοποιητών, αφού η απόδοσή τους την παρούσα εποχή δεν είναι ικανοποιητική, ειδικά στις φορητές συσκευές. Τα προβλήματα που έχει το Bluetooth video streaming, είναι το μικρό εύρος ζώνης και ο μικρός ρυθμός μετάδοσης δεδομένων. Ακόμα, η υψηλή κατανάλωση της ενέργειας δεν ευνοεί τη χρήση της μεθόδου αυτής [61-62]. Το μέλλον του Bluetooth Μέσα στο 2014 αναμένεται σε ενσωματωθεί στις συσκευές η νέα έκδοση του Bluetooth, 4.1. Οι βελτιώσεις του νέου πρωτοκόλλου, είναι περισσότερες ευέλικτες και βελτιώνουν τη διαδικασία της συνδεσιμότητας με άλλες συσκευές, ώστε να επιτευχθεί πιο γρήγορα η σύνδεση και κατ επέκταση η επικοινωνία μεταξύ τους. Επιπλέον, έχει προβλεφθεί η ύπαρξη της δυνατότητας της αυτόματης επανασύνδεσης σε περίπτωση απώλειας σύνδεσης μεταξύ των συσκευών, κάτι που ευνοεί τα streaming μουσικής και βίντεο. Μια σημαντική βελτίωση που υπάρχει στη νέα έκδοση, είναι η δυνατότητα της πολλαπλής επικοινωνίας των συσκευών ταυτόχρονα, ενώ παράλληλα, προστέθηκε η υποστήριξη του πρωτοκόλλου διευθυνσιοδότησης IPv6. Αυτό σημαίνει ότι μια συσκευή μέσω της σύνδεσή της θα μπορεί να έχει πρόσβαση στο διαδίκτυο. Τέλος, μια ακόμα βελτίωση είναι η αύξηση της ταχύτητας μετάδοσης των δεδομένων [63-64]. 70

72 NFC Εικόνα 18 Το λογότυπο του NFC Το NFC μεταφράζεται στα ελληνικά ως Επικοινωνία Κοντινού Πεδίου και προέκυψε από τη συνεργασία των εταιριών Nokia, Philips, και Sony. Πρόκειται για ασύρματη επικοινωνία πολύ μικρής εμβέλειας που εμφανίστηκε το 2004 και λειτουργεί στη συχνότητα των 13,56 MHz. Η ταχύτητα μετάδοσης των δεδομένων φτάνει τα 424 kbps. Το NFC χρησιμοποιείται από τα έξυπνα κινητά τηλέφωνα και τις ταμπλέτες. Η εμβέλεια του, φτάνει μέχρι τα 4-5 εκατοστά και για να επικοινωνήσει με την άλλη συσκευή πρέπει να έχει και εκείνη τον αισθητήρα NFC. Ο τύπος αυτής της επικοινωνίας, χρησιμοποιείται για γρήγορη ανάγνωση και εγγραφή δεδομένων, στις εικονικές πιστωτικές κάρτες, στον έλεγχο πρόσβασης, στην ανταλλαγή και συλλογή πληροφοριών και την ενεργοποίηση υπηρεσιών. Το NFC, ως τεχνολογία συνδυάζει το Bluetooth και το RFID. Λειτουργεί με τρεις τρόπους και αυτοί είναι: Γρήγορη ανάγνωση και εγγραφή δεδομένων με ταχύτητες 48 Byte και 9 ΚΒ αντίστοιχα, σύνδεση μεταξύ δύο συσκευών για ομότιμο δίκτυο P2P και σε κάρτες προσομοίωσης (για όμοια λειτουργία με αυτήν των smartcards). Από το 2011 οι μεγαλύτεροι κατασκευαστές καρτών SIM ενσωμάτωσαν την τεχνολογία του NFC. Το NFC χρησιμοποιείται με τρεις τρόπους. Ο πρώτος, είναι ανάγνωση και εγγραφή δεδομένων. Εδώ, η μια συσκευή είναι ο αποστολέας και η άλλη ο παραλήπτης (που έχει παθητικό ρόλο). Ο δεύτερος, είναι η συμπεριφορά της συσκευής ως έξυπνης κάρτας. Η επίσημη ονομασία της μεθόδου αυτής είναι Card Emulation. Ο τρίτος τρόπος είναι το P2P. Τα μηνύματα που ανταλλάσσονται είναι της μορφής NDEF και ανήκουν σε έναν από τους ακόλουθους τύπους: Smart Poster για επιπλέον πληροφορίες σε διαφημιστικές αφίσες, Handover για άμεση σύνδεση με τη χρήση Bluetooth μεταξύ δύο συσκευών, vcard για μεταφορά στοιχείων (ψηφιακή διαφημιστική κάρτα) και URL για άνοιγμα ιστοσελίδας. 71

73 Εικόνα 19 Η δομή του μηνύματος NDEF Το NFC μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλές εφαρμογές. Η πρώτη είναι η μεταφορά αρχείων μεταξύ των συσκευών. Για να πραγματοποιηθεί, αρκεί οι δύο συσκευές να αγγίζουν η μια την άλλη. Η ίδια διαδικασία γίνεται και κατά την πληρωμή λογαριασμών. Άλλη εφαρμογή είναι, αν οι χρήστες χρησιμοποιούν το ίδιο πρόγραμμα στη συσκευή τους, να ανταλλάξουν πληροφορίες, ή ακόμα να ενημερώσουν διαδικτυακές εφαρμογές, π.χ. κοινωνικής δικτύωσης. Το NFC μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ως μέσο για ηλεκτρονικό εισιτήριο στα μέσα μαζικής μεταφοράς. Εικόνα 20 Συσκευή έκδοσης εισιτηρίων με NFC Τα πλεονεκτήματα του NFC είναι πολλά. Αρκεί το άγγιγμα για να ξεκινήσει μια αλληλεπίδραση. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εγκατάσταση άλλων τεχνολογιών όπως Bluetooth και Wi-Fi. Είναι σχετικά ασφαλής μιας και οι μεταδόσεις γίνονται σε πολύ μικρή 72

74 εμβέλεια. Μπορεί να ενσωματωθεί πολύ εύκολα σε διαδικασίες και συναλλαγές για εμπορικές χρήσεις. Ασφάλεια του NFC Το NFC από μόνο του δεν παρέχει ασφάλεια κατά τη μετάδοση των δεδομένων, λόγω της πολύ μικρής του εμβέλειας. Συνεπώς, αν απαιτείται η ασφαλής μεταφορά πληροφοριών, τότε θα πρέπει να χρησιμοποιείται από τις εφαρμογές που συμμετέχουν στη διαδικασία, πρωτόκολλο κρυπτογράφησης ώστε να προστατεύσουν το κανάλι τη επικοινωνίας. Για ακόμα μεγαλύτερη ασφάλεια, κρίνεται αναγκαία η ενσωμάτωση αλγορίθμων κρυπτογράφησης και πρωτοκόλλων αυθεντικοποίησης τόσο στις τηλεφωνικές συσκευές, όσο και στο NFC. Λόγω της απουσίας ασφαλείας στο NFC, έχουν εμφανιστεί τρόποι παραβίασης, ενώ η καταστροφή των μεταδιδόμενων δεδομένων είναι εύκολη αν χρησιμοποιηθεί παρεμβολέας RFID. Από τα παραπάνω προκύπτει ότι το NFC παρουσιάζει ορισμένα χαρακτηριστικά του Bluetooth. Στον πίνακα που ακολουθεί εμφανίζονται οι ομοιότητες και οι διαφορές τους. Πίνακας 5 Σύγκριση χαρακτηριστικών NFC και Bluetooth Χαρακτηριστικό NFC Bluetooth Εμβέλεια Μερικά εκατοστά Μέχρι 10 μέτρα Συχνότητα λειτουργίας 13,56 MHz 2,4 GHz Μέγιστη ταχύτητα 424 Kbps >2,1 Mbps μεταφοράς δεδομένων Κατανάλωση ενέργειας Χαμηλή Υψηλότερη Αρχή λειτουργίας Διαμοιρασμός ενέργειας Ασύρματη επικοινωνία μεταξύ δύο συσκευών [65] Wi-Fi Ένα ασύρματο τοπικό δίκτυο, ονομάζεται WLAN. Μία συσκευή για να συνδεθεί στο δίκτυο, πρέπει να υπάρχει ένα AP το οποίο συνδέεται με το router. Είναι δυνατό, η συσκευή του χρήστη να συνδέεται απευθείας στο router που του δίνει την πρόσβαση στο διαδίκτυο. 73

75 Ένα WLAN έχει δύο βασικές διαφορές με ένα LAN. Η πρώτη που είναι και εμφανής, είναι η απουσία των καλωδίων και η αντικατάστασή τους από τα ραδιοκύματα. Η δεύτερη διαφορά, έχει να κάνει με τη χρήση half- και full- duplex στα ενσύρματα δίκτυα, αλλά στα ασύρματα χρήση του half-duplex είναι μονόδρομος. Ως γνωστό, στην περίπτωση που χρησιμοποιείται μια half-duplex επικοινωνία, για την αποφυγή συγκρούσεων των πακέτων μέσα στο δίκτυο προτείνεται ο μηχανισμός CSMA/CD. Στα ασύρματα δίκτυα, ο προηγούμενος μηχανισμός αντικαταστάθηκε από το CSMA/CA ώστε να αποφευχθούν οι συγκρούσεις των μεταδιδόμενων πακέτων σε περίπτωση που προσπαθήσουν δύο ή περισσότερες συσκευές να κάνουν χρήση του δικτύου ταυτόχρονα. Πρωτόκολλα Τα πιο συνηθισμένα πρωτόκολλα που χρησιμοποιούνται στα WLAN είναι τα 802.1a, b, g. Οι διαφορές τους φαίνονται στον παρακάτω πίνακα. Πίνακας 6 Λειτουργίες εκδόσεων του Λειτουργία a b g Χρονιά επικύρωσης Μέγιστη ταχύτητα χρησιμοποιώντας DSSS - 11 Mbps 11 Mbps Μέγιστη ταχύτητα χρησιμοποιώντας OFDM 54 Mbps - 54 Mbps Ζώνη συχνοτήτων 5 GHz 2.4 GHz 2.4 GHz Κανάλια (χωρίς επικάλυψη) 23(12) 11(3) 11(3) Ταχύτητες για κάθε πρωτόκολλο (Mbps) 6, 12, 24 1, 2, 5.5, 11 6, 12, 24 Τρόποι χρήσης του Ένα ασύρματο τοπικό δίκτυο, μπορεί να στηθεί με δύο τρόπους. Με, ή χωρίς τη χρήση κατάλληλης υποδομής. Με τη χρήση κατάλληλης υποδομής Ο τρόπος αυτός, έχει δύο υποκατηγορίες, ανάλογα με τον αριθμό των AP που χρησιμοποιεί. Συγκεκριμένα, αν υπάρχει ένα AP τότε, ονομάζεται BSS, ενώ αν υπάρχουν δύο ή περισσότερα, τότε ονομάζεται ESS. 74

76 Εικόνα 21 Αρχιτεκτονική σταθερής υποδομής Στην περίπτωση που χρησιμοποιείται η αρχιτεκτονική του ESS, τότε μπορεί ο χρήστης να μετακινείται στο χώρο, έχοντας τη φορητή του συσκευή συνδεδεμένη πάντα στο ίδιο δίκτυο, διατηρώντας σταθερή τη διεύθυνση ΙΡ. Η συσκευή του, μόλις αντιληφθεί ότι το σήμα αρχίζει να μειώνεται, θα ελέγξει και αν βρει θα συνδεθεί αμέσως με άλλο AP του ίδιου δικτύου με καλύτερο εκπεμπόμενο σήμα. Στο δεύτερο τρόπο σύνδεσης, όπου απουσιάζει η υποδομή, η σύνδεση μεταξύ των συσκευών γίνεται απευθείας. Η σύνδεση αυτής της μορφής, ονομάζεται και ονομάζεται IBSS. Εικόνα 22 Ad Hoc WLAN (IBSS) 75

77 Ασύρματη κωδικοποίηση και μη επικαλυπτόμενα κανάλια DSSS Η κωδικοποίηση των δεδομένων γίνεται με κατάλληλο τρόπο και στο τέλος, μετατρέπονται όλα τα δεδομένα σε μορφή τέτοια ώστε να μεταδοθούν με τα ραδιοκύματα. Γενικά, υπάρχουν τρεις τρόποι κωδικοποίησης για μετάδοση δεδομένων σε WLAN. FHSS: Η Φασματική Εξάπλωση Αναπήδησης Συχνότητας, χρησιμοποιεί όλες της συχνότητες μιας ζώνης μεταπηδόντας από τη μια στην άλλη. Η χρήση της τεχνικής αυτής, συντελεί στην αποφυγή της χρήσης της ίδιας συχνότητας με άλλη συσκευή που στέλνει ταυτόχρονα. Η FHSS ήταν ο πρώτος τρόπος κωδικοποίησης στο αρχικό πρότυπο WLAN, αλλά αργότερα καταργήθηκε. DSSS: Η φασματική Εξάπλωση Σειριακής Ακολουθίας. Χρησιμοποιείται στη συχνότητα των 2.4 GHz. Το εύρος της ζώνης είναι στα 82 MHz, ξεκινά από τα GHz και φτάνει τα GHz. Η ζώνη χωρίζεται σε 11 επικαλυπτόμενα κανάλια, από τα οποία υπάρχουν τρία που στην πραγματικότητα, δεν επικαλύπτονται. Εικόνα 23 Τα 11 κανάλια του DSSS στα 2.4 GHz Τα κανάλια αυτά, είναι τα 1, 6 και 11. Αυτό είναι πολύ χρήσιμο στην περίπτωση που πρέπει να στηθεί ένα ESS δίκτυο αφού το κάθε AP θα διαθέτει σε διαφορετικό κανάλι. Παράδειγμα τέτοιας εφαρμογής υπάρχει στο παρακάτω σχήμα. Τα ΑΡ του σχήματος εκπέμπουν σε διαφορετικά κανάλια. Οι χρήστες είναι δυνατό να συνδέονται με τα ΑΡ χωρίς να παρεμβάλει ο ένας τον άλλο, ακόμα και αν οι δύο συσκευές είναι σε πολύ κοντινή απόσταση και οι αποστολές και λήψεις των δεδομένων γίνονται την ίδια στιγμή με ταχύτητες ως 11 Mbps. 76

78 Εικόνα 24 Χρήση μη επικαλυπτόμενων καναλιών του DSSS σε ESS Η χωρητικότητα του ασύρματου δικτύου στο παράδειγμα είναι 33 Mbps. Τα πρότυπα που ακολουθούν το DSSS είναι τα b και g. OFDM: Η λειτουργία μοιάζει με το DSSS, αφού χρησιμοποιεί πολλαπλά μη επικαλυπτόμενα κανάλια. Τα πρότυπα που ακολουθούν το OFDM είναι τα a και g. Παρεμβολές Τα ραδιοκύματα που εκπέμπονται στα WLAN αντιμετωπίζουν παρεμβολές που προέρχονται από διάφορες πηγές. Ταξιδεύουν μέσα στο χώρο, που μπορεί να έχει τοίχους, μεταλλικά αντικείμενα και άλλα φυσικά εμπόδια. Αυτά επηρεάζουν την ισχύ του σήματος και κατ επέκταση την εμβέλεια του ΑΡ. Επιπλέον, είναι δυνατό να εκπέμπονται και ραδιοκύματα από άλλες πηγές στις ίδιες συχνότητες (όπως ακριβώς γίνονται οι παρεμβολές κατά την ακρόαση μιας ραδιοφωνικής εκπομπής). Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να επαναμεταδίδονται τα δεδομένα που χάθηκαν και η αποδοτικότητα να μειώνεται σημαντικά. Για τη μέτρηση της αποδοτικότητας υπάρχει ο συντελεστής SNR που συγκρίνει το σήμα του WLAN με αυτό του θορύβου στον ίδιο χώρο. Όσο μεγαλύτερος είναι ο βαθμός SNR, τόσο αυξάνονται και οι πιθανότητες να στείλουν τα δεδομένα οι συσκευές, επιτυχώς. Ασφάλεια ασύρματων δικτύων Τα ασύρματα τοπικά δίκτυα διατρέχουν κινδύνους, που δεν υπάρχουν στα ενσύρματα δίκτυα. Είναι εύκολο να αποκτήσει ένας εισβολέας πρόσβαση και να αντιγράψει τα αρχεία που υπάρχουν σε μονάδες ή ακόμα, να προκαλέσει προβλήματα τόσο στα 77

79 δεδομένα, όσο και στις συσκευές. Για το λόγο αυτό, εμφανίστηκαν κατά καιρούς μέθοδοι κρυπτογράφησης δεδομένων και πιστοποίησης των χρηστών που θα έχουν πρόσβαση σ αυτά τα δεδομένα. Το πρώτο πρότυπο ασφαλείας που χρησιμοποιήθηκε στο IEEE ήταν το WEP. Οι υπηρεσίες που παρείχε είναι πολύ εύκολο να παραβιαστούν, αφού είχε δύο σημαντικά προβλήματα. Το πρώτο, χρησιμοποιεί στατικές και προκαθορισμένες κλείδες. Οι κλείδες αυτές, δημιουργούνται στον υπολογιστή του κάθε χρήστη και στα access points. Η ανθρώπινη παρέμβαση είναι υποχρεωτική και σε καμία περίπτωση δε μπορεί να γίνει η ρύθμιση με δυναμικό τρόπο. Το δεύτερο πρόβλημα, είναι ότι ο κωδικός είναι εύκολο να σπάσει, αφού το πραγματικό μήκος του κλειδιού είναι 40 bits. Σε συνδυασμό με το προηγούμενο πρόβλημα, ο επιτιθέμενος έχει άπειρες πρακτικά προσπάθειες μέχρι να παραβιάσει την ασφάλεια WEP. Επόμενη μέθοδος που χρησιμοποιείται είναι η διακοπή εκπομπών του SSID. Ένα access point στέλνει το σήμα του SSID κάθε 100 msec. Ο χρήστης, όταν θέλει να συνδεθεί σε ένα δίκτυο, ενεργοποιεί το Wi-Fi της συσκευής του και εντοπίζονται αυτόματα τα SSID που εκπέμπονται από διάφορα ασύρματα δίκτυα, στα οποία η συσκευή είναι εντός εμβέλειας. Τότε επιλέγει αυτό που θέλει, ή η συσκευή επιλέγει το δίκτυο με το πιο ισχυρό σήμα και γίνεται η σύνδεση εφόσον απαιτείται η πιστοποίηση του χρήστη και η τελευταία γίνει επιτυχώς. Εδώ, υπάρχει ο κίνδυνος να εντοπίσει ένα δίκτυο ο εισβολέας και τότε να προσπαθήσει να παραβιάσει τη διαδικασία της πιστοποίησης. Η διακοπή της αποστολής των σημάτων του SSID, φαίνεται ως ένας απλός και εύκολος τρόπος για να μην είναι ορατή σε μια συσκευή η παρουσία του δικτύου. Στην περίπτωση αυτή, θα πρέπει ο χρήστης να γνωρίζει το SSID και να το χρησιμοποιήσει κατάλληλα ώστε να συνδεθεί στο ασύρματο δίκτυο. Ωστόσο, είναι εύκολο να παραβιαστεί αυτή η μέθοδος, αφού ο χρήστης μπορεί να εισάγει στη συσκευή του ένα κενό SSID, με αποτέλεσμα, όλα τα γειτονικά access points να ανταποκριθούν στην προσπάθεια σύνδεσης, αποκαλύπτοντας με τον τρόπο αυτό το SSID τους. Άλλη μέθοδος, απλή στη χρήση, είναι το φιλτράρισμα της διεύθυνσης MAC. Στην περίπτωση αυτή, δημιουργείται μία λίστα με τις επιτρεπτές MAC, τις διευθύνσεις των καρτών δικτύων που μπορούν να συνδεθούν στο δίκτυο. Έτσι λοιπόν, αν μια συσκευή δεν έχει τη διεύθυνσή της καταχωρημένη στη λίστα, δε μπορεί να συνδεθεί στο δίκτυο, ακόμα και αν χρησιμοποιήσει τα σωστά συνθηματικά. Το ευάλωτο σημείο της μεθόδου αυτής, είναι ότι ο επιτιθέμενος, μπορεί να χρησιμοποιήσει μια συσκευή που κλέβει τα πακέτα που 78

80 στέλνονται στις πιστοποιημένες συσκευές. Από την ανάγνωση του πακέτου, φαίνονται οι διευθύνσεις MAC του αποστολέα και του παραλήπτη (source mac address και destination mac address). Εικόνα 25 Τα περιεχόμενα του Ethernet frame Τότε, μπορεί να αλλάξει τη δική του διεύθυνση MAC με αυτή της επιτρεπτής συσκευής και να αποκτήσει πρόσβαση στο δίκτυο. Στη συνέχεια, η Wi-Fi Alliance παρουσίασε μια μέθοδο, η οποία μπορούσε να χρησιμοποιηθεί από όλους τους κατασκευαστές. Η μέθοδος ονομάστηκε WPA. Το WPA χρησιμοποιεί δυναμικό τρόπο για την ανταλλαγή κλειδιού μεταξύ πομπού και δέκτη, που υπαγορεύεται από το πρωτόκολλο TKIP. Το WPA σε σχέση με το WEP παρουσιάζει δύο πλεονεκτήματα. Βελτιώνει σημαντικά την ασφάλεια λόγω του δυναμικού τρόπου ανταλλαγής που χρησιμοποιεί. Το δεύτερο είναι ότι η μέθοδος αυτή, είχε πολύ μεγάλη απήχηση στους κατασκευαστές και επέτρεψε στους χρήστες να αποκτούν όποια συσκευή θέλουν χωρίς να ανησυχούν για ασυμβατότητες υλικών. Αργότερα και συγκεκριμένα το 2005, εμφανίστηκε ένα ακόμα πρότυπο το WPA-2. Υπερέχει απ όλα τα προηγούμενα αφού περιλαμβάνει δυναμική ανταλλαγή κλειδιών, μεγαλύτερο βαθμό κρυπτογράφησης, και πιστοποίησης χρήστη. Η κρυπτογράφηση που χρησιμοποιείται είναι η AES, της οποίας τα κλειδιά έχουν μεγαλύτερο μήκος και οι αλγόριθμοι είναι πιο ασφαλείς [66]. Τύποι καλωδίων Κατά την εγκατάσταση δικτύων σε μια περιοχή, πρέπει να γίνει μελέτη του χώρου, για να αποφασιστεί ποιο είδος καλωδίων είναι καταλληλότερο από τα υπόλοιπα. Τα καλώδια, μπορεί να είναι είτε από χαλκό, είτε από οπτικές ίνες, με τα δεύτερα να καλύπτουν σημαντικά μεγαλύτερες αποστάσεις και παράλληλα να είναι πιο ανθεκτικά σε περιβάλλον με υψηλή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Επίσης στα χάλκινα καλώδια, 79

81 υπάρχουν διάφορα είδη ποιότητας ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις προτείνεται η χρήση θωρακισμένων καλωδίων (STP Shielded UTP) όταν είναι προτιμότερη η αποφυγή της οπτικής ίνας σε χώρο με ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Τα τρία βασικά είδη καλωδίων είναι τα 10BASE-T. 100BASE-TΧ και 1000BASE-T. Πίνακας 7 Τύποι καλωδίων και μέγιστες εμβέλειες [67] Τύπος Καλωδίου Μέσο Μέγιστη Εμβέλεια 10BASE-T TIA/EIA CAT3 ή καλύτερο, δύο ζεύγη 100 μ. 100BASE-TX TIA/EIA CAT5 UTP ή καλύτερο, δύο ζεύγη 100 μ. 100BASE-FX 62,5/125-μm πολύτροπη οπτική ίνα 400 μ. 1000BASE-CX STP (shielded) 25 μ. 1000BASE-T TIA/EIA CAT5e UTP ή καλύτερο, τέσσερα ζεύγη 100 μ. 1000BASE-SX Πολύτροπη οπτική ίνα 275 μ. 550 μ. 1000BASE-LX Πολύτροπη οπτική ίνα 550 μ. 1000BASE-LX 9-μm πολύτροπη οπτική ίνα 5 χλμ. Συνεπώς, οι βασικοί παράγοντες που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη για την επιλογή του κατάλληλου καλωδίου, είναι η απόσταση που θέλουμε να καλύψει το καλώδιο και το επίπεδο της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που υπάρχει στο περιβάλλον αυτό. Σε περίπτωση που απαιτείται να καλυφθεί μεγαλύτερη απόσταση από αυτή που καλύπτει ένα καλώδιο, π.χ. ένα καλώδιο 100BASE-TX που έχει μέγιστη εμβέλεια τα 100μέτρα, τότε απαιτείται η χρήση επαναλήπτη. Λόγω του ότι οι επαναλήπτες είναι πολύ δύσκολα να βρεθούν στην αγορά, αρκεί να χρησιμοποιηθεί στη θέση του ένα switch, ή οποιαδήποτε άλλη συσκευή, που ανήκει στο layer 1 και πάνω. Συσκευές δικτύωσης Η ολοένα και αυξανόμενη τάση της δικτύωσης περισσότερων συσκευών αλλά και σε συνδυασμό με την διαρκή απαίτηση τους ασφαλούς δικτύου σε ένα χώρο, οδήγησε στη δημιουργία κατάλληλων συσκευών ή προσαρμογέων. Σκοπός τους είναι να διευκολύνουν το χρήστη να χρησιμοποιεί αποδοτικά μια συσκευή που συνδέεται σε ένα τοπικό δίκτυο. Πολλές φορητές συσκευές, όπως οι ταμπλέτες δεν έχουν υποδοχή για καλώδιο με βύσμα - 45 και αυτό γιατί ο κατασκευαστής έχει προβλέψει ότι ο χρήστης της συσκευής θα 80

82 χρησιμοποιεί μόνο ασύρματα δίκτυα. Υπάρχουν περιπτώσεις, στο χώρο που βρίσκεται να μην επιθυμεί να χρησιμοποιήσει ασύρματο δίκτυο, ή μπορεί το διαθέσιμο δίκτυο να είναι μόνο ενσύρματο. Επιπλέον, η βασική υποδοχή που υπάρχει σε μια ταμπλέτα, είναι για micro USB. Έτσι λοιπόν, εμφανίστηκαν κατάλληλοι προσαρμογείς που επιτρέπουν τη σύνδεση της φορητής συσκευής σε ενσύρματο δίκτυο. Στο ένα άκρο του προσαρμογέα υπάρχει micro usb, ώστε να συνδέεται με την ταμπλέτα, ενώ το άλλο άκρο επιτρέπει τη σύνδεση του συνηθισμένου καλωδίου για Ethernet [68]. Εικόνα 26 Προσαρμογέας Ethernet σε micro USB Εναλλακτικό σύστημα για την επέκταση ενός δικτύου, είτε ενσύρματου, είτε ασύρματου, είναι το Power Line Network (PLN). Στη ξένη βιβλιογραφία, αναφέρεται πολλές φορές ως Power Line Communicator (PLC). Με τη χρήση του επιτυγχάνεται η ταυτόχρονη μεταφορά εναλλασσόμενου ρεύματος και δεδομένων. Για να λειτουργήσει το δίκτυο σε μια τέτοια μορφή, απαιτούνται τουλάχιστον δύο συσκευές. Αυτές, κουμπώνουν στις κοινές πρίζες και χρησιμοποιούν τις γραμμές του ηλεκτρικού ρεύματος για να μεταφέρουν τα δεδομένα. Εικόνα 27 Συνδεσμολογία με τη χρήση powerline 81

83 Οι ταχύτητες που επιτυγχάνονται είναι μέχρι 200 Mbps ή 500 Mbps ανάλογα με τη συσκευή. Κάποιες συσκευές, έχουν τη δυνατότητα να λειτουργούν ως access points για να παρέχουν στους χρήστες τους ασύρματο δίκτυο. Ακόμα, πολλές συσκευές κρυπτογραφούν τα δεδομένα κατά τη μετάδοσή τους με AES-128 [69]. Εικόνα 28 Συσκευές Power line. Το ζευγάρι στα αριστερά επιτρέπει και ασύρματη εκπομπή (Wi-Fi) Στο διάγραμμα παρακάτω φαίνεται μια τυπική δικτύωση οικίας. Στην οικία υπάρχουν διάφορες δικτυακές συσκευές, όπως H/Y (επιτραπέζιοι και φορητοί), σαρωτές, εκτυπωτές, fax, NAS/Media server, παιχνιδομηχανές, τηλεοράσεις και συσκευές αναπαραγωγής DVD ή Blu-ray. Χωρίς τη χρήση των συσκευών power line, κάθε χώρος πρέπει να έχει switch που να συνδέονται οι συσκευές ενσύρματα και από το κάθε ένα, να ξεκινά καλώδιο που θα καταλήγει στο router. Μειονέκτημα της μεθόδου αυτής, είναι η εγκατάσταση καλωδίωσης για να επικοινωνήσουν οι συσκευές με τα switches και το τελευταίο με το router. Εναλλακτικά, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ασύρματο δίκτυο, αλλά εδώ υπάρχουν περιορισμοί, όπως για παράδειγμα η ασφάλεια ή το γεγονός ότι μπορεί να μην έχουν όλες οι συσκευές δέκτη για Wi-Fi. Η χρήση των power lines είναι αρκετά εύκολη και γρήγορη στην υλοποίησή της. Απαιτείται η τοποθέτηση μιας συσκευής σε κάθε χώρο με αποτέλεσμα να χρειάζεται πολύ μικρότερο μήκος καλωδίων για τις συσκευές, αφού όλες θα συνδέονται στο switch και από εκεί ένα μόνο καλώδιο θα φτάνει στο power line. 82

84 Εικόνα 29 Χρήση των συσκευών Powerline για τη δικτύωση ενός σύνθετου περιβάλλοντος IPv4 και IPv6 Όταν ξεκίνησε η σύνδεση των πρώτων Η/Υ στο δίκτυο και σε συνάρτηση με το OSI αποφασίστηκε να γίνεται η διευθυνσιοδότηση όχι μόνο ως προς το δεύτερο επίπεδο (Datalink layer), αλλά και ως προς το τρίτο (Network layer). Το πρωτόκολλο που χρησιμοποιήθηκε είναι το IP. Στην πράξη χρησιμοποιείται το TCP/IP. Οποιαδήποτε συσκευή επιθυμεί να χρησιμοποιήσει το TCP/IP, πρέπει να διαθέτει διεύθυνση ΙΡ. Μόλις την αποκτήσει, είναι σε θέση να στείλει και να λάβει δεδομένα από το δίκτυο. Η διεύθυνση IP αποτελεί έναν αριθμό με 32 bits. Χωρίζεται νοητά σε 4 τμήματα, χωρισμένα με τελείες και οι αριθμοί έχουν μετατραπεί στο δεκαδικό σύστημα, ώστε να είναι πιο εύκολη η ανάγνωση. Μια τυπική διεύθυνση έχει τη μορφή Κάθε ένα τμήμα, μπορεί να πάρει μια τιμή από το 0 μέχρι το 255. Ανάλογα με τις τιμές που μπορεί να έχει μια διεύθυνση στο πρώτο τμήμα της, ταξινομείται σε πέντε κατηγορίες που ονομάζονται κλάσεις. Αυτές είναι: 83

85 Πίνακας 8 Κλάσεις IPv4 Κλάση Αριθμός πρώτου τμήματος Σύνολο δικτύων Α Β C ,097,152 D Μη καθορισμένο E Μη καθορισμένο Το σύνολο των διευθύνσεων ΙΡ είναι 2 32 ( ). Στην πραγματικότητα όμως, είναι λιγότερες αφού όλες οι διευθύνσεις από τις κλάσεις D, E και κάποια υποσύνολα από τις υπόλοιπες είναι δεσμευμένες. Για να γίνει καλύτερη διαχείριση των διαθέσιμων, έχουν δεσμευτεί κάποια σύνολα που ονομάστηκαν ιδιωτικές διευθύνσεις. Συνολικά υπάρχει ένα σύνολο σε κάθε μια από τις κλάσεις A, B, C. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται και δύο τεχνικές, που ονομάζονται ΝΑΤ και ΡΑΤ ώστε να μειωθούν οι χρησιμοποιούμενες διευθύνσεις στα υπάρχοντα δίκτυα [70]. Παρ όλα αυτά, η εξέλιξη της τεχνολογίας και η εμφάνιση των φορητών συσκευών και παράλληλα η αυξανόμενη ζήτηση για πρόσβαση των συσκευών στο διαδίκτυο, εξάντλησε τις διαθέσιμες διευθύνσεις του IPv4. Αυτό, αντικαθίσταται σταδιακά, από το IPv6. Το τελευταίο, έχει κάποια πλεονεκτήματα και μερικές διαφοροποιήσεις από το υπάρχον σύστημα διευθυνσιοδότησης. Η διεύθυνση μιας συσκευής αποτελείται από 128 bits, χωρισμένα σε 8 τμήματα των 32 bits το καθένα. Για πιο εύκολη ανάγνωση η διεύθυνση μετατρέπεται από το δυαδικό σύστημα στο δεκαεξαδικό. Μια τυπική διεύθυνση είναι 2340:1111:AAAA:0001:1234:5678:9ABC:1234. Η λογική του IPv6 είναι όμοια με αυτήν του IPv4 στη διευθυνσιοδότηση συσκευών. Το σύνολο των διευθύνσεων είναι Αυτό σημαίνει ότι για τα σημερινά δεδομένα, το πλήθος των διευθύνσεων είναι σχεδόν άπειρο. Για την καλύτερη οργάνωση των διευθύνσεων, αυτές είναι διαχωρισμένες ανά ήπειρο. Στη συνέχεια ανά πάροχο διαδικτύου (ISP= Internet Service Provider) και στη συνέχεια ανά δίκτυο ή υποδίκτυο. Επιπλέον, σε αντίθεση με το IPv4 που υπάρχουν μόνο unicast, multicast και broadcast διευθύνσεις, εδώ υπάρχουν μόνο unicast, multicast και anycast. Unicast: Διεύθυνση που αποδίδεται σε ένα interface με σκοπό ο τελικός χρήστης (host), να μπορεί να στέλνει και να παραλαμβάνει δεδομένα. 84

86 Multicast: Σύνολο διευθύνσεων που χρησιμοποιείται ως τελικοί αποδέκτες των πακέτων. Anycast: Σχεδίαση η οποία επιτρέπει δύο ή περισσότερες συσκευές να εμφανίζονται με την ίδια IP ώστε να διαμοιράζεται ο φόρτος. Συνήθως χρησιμοποιείται σε συστήματα DHCP. Broadcast: χρησιμοποιείται για αποστολή δεδομένων σε όλους τους υπολογιστές ενός τοπικού δικτύου. Παράδειγμα χρήσης, είναι η αποστολή Broadcast ARP ενός υπολογιστή για να μάθει τη διεύθυνση MAC ενός άλλου υπολογιστή. Είναι πού σημαντικό το γεγονός ότι μια συσκευή μπορεί να έχει και επιπλέον μια εικονική διεύθυνση σε ένα νοητό interface. Αυτή ονομάζεται loopback και χρησιμεύει πολύ και στα πρωτόκολλα δρομολόγησης. Τα βασικά χαρακτηριστικά του IPv6 που το κάνουν να υπερέχει από τον προκάτοχό του είναι τα παρακάτω: Χαρακτηριστικά διευθυνσιοδότησης: Η διευθυνσιοδότηση γίνεται με απλό και εύκολο τρόπο, επιτρέποντας τις φορητές συσκευές να διατηρούν πάντα την αρχική τους διεύθυνση όπου και αν βρίσκονται. Δεν χρησιμοποιεί το NAT/PAT: Το σύνολο των διευθύνσεων του IPv6 είναι τόσο μεγάλο, που επιτρέπει την κάθε συσκευή να έχει τη δική της δημόσια ΙΡ. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει λόγος να χρησιμοποιηθεί το NAT, αφού ο κύριος σκοπός του ήταν η εξοικονόμηση διευθύνσεων. Επιπλέον, η κατάργηση του ΝΑΤ, συντελεί και στην εξαφάνιση των προβλημάτων που δημιουργούσε σε ορισμένες εφαρμογές αλλά και στα δίκτυα VPN. Ομαδοποίηση: Το τεράστιο πλήθος των διευθύνσεων, μπορεί να ομαδοποιηθεί και να διαχειριστεί με κατάλληλο τρόπο. IPsec: Το IPsec είναι συμβατό και με το IPv4 και με το ΙΡv6. Ωστόσο η εφαρμογή του στο IPv6 είναι αναγκαία, όπως και στα δίκτυα VPN. Βελτιωμένες Ετικέτες (headers): Η ετικέτες των πακέτων έχουν βελτιωθεί σε σχέση με το ΙΡv4 αφού οι πληροφορίες που αποθηκεύονται εκεί, συντελούν στη μείωση του φόρτου των δρομολογητών. Για παράδειγμα, είναι πιο εύκολη η αναγνώριση των πακέτων από τις συνδέσεις TCP, UDP και ακόμα, δεν απαιτείται έλεγχος (checksum) για κάθε πακέτο. 85

87 Λοιπά εργαλεία: Το IPv6 έχει ένα μεγάλο πλήθος επιπλέον εργαλείων για καλύτερη παραμετροποίηση και διαχείριση του δικτύου [71]. Τεχνολογία 3G Εικόνα 30 Απεικόνιση δικτύου 3G Είναι η ονομασία της τρίτης γενιάς ασύρματης τεχνολογίας. Προηγήθηκε η πρώτη γενιά 1G το με την αναλογική τεχνολογία της κινητής τηλεφωνίας και η δεύτερη γενιά που επέτρεπε τις ασύρματες τηλεφωνικές κλήσεις και την αποστολή μηνυμάτων (ψηφιακή τεχνολογία). Η λειτουργία του 3G διαφέρει από τις προηγούμενες αναφορικά με τη μετάδοση των δεδομένων. Συγκεκριμένα, οι προηγούμενες εκδόσεις, μετέδιδαν τα δεδομένα με απευθείας σύνδεση του πομπού και του δέκτη (μεταγωγή κυκλώματος). Στο 3G η μετάδοση των δεδομένων γίνεται σε πακέτα (μεταγωγή πακέτων). Τα πρότυπα της ασύρματης δικτύωσης ξεκίνησαν στις αρχές του Το σύνολο των προτύπων ονομάστηκε IMT-2000 και στη συνέχεια εμφανίστηκαν το 2G, 2.5G και το 3G. Το 2G ήταν η καινοτομία που εισήγαγε το GSM που χρησιμοποιείται σήμερα ευρέως από τα κινητά τηλέφωνα. Η καινοτομία του 2.5G ήταν τα GPRS, EDGE, UMTS. Υπερέχει από τις δύο προηγούμενες σε αρκετά σημεία, όπως για παράδειγμα, η μεγαλύτερη ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων, προχωρημένη πολυμεσική πρόσβαση και πρόσβαση από οπουδήποτε σ ολόκληρο τον κόσμο. Η πρόσβαση σε δίκτυο 3G γίνεται μέσω φορητών συσκευών κυρίως, με κύριο σκοπό την πρόσβαση στο διαδίκτυο. Πιο συγκεκριμένα οι βελτιώσεις του 3G σε σχέση με τη 2.5G είναι: 86

88 Πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων Βελτιωμένη ροή μετάδοσης ήχου και βίντεο (π.χ. video streaming) Υποστήριξη τηλεδιάσκεψης (π.χ. βιντεοκλήσεις) Υποστήριξη IPTV. Επιτρέπει την παρακολούθηση τηλεοπτικού προγράμματος μέσω διαδικτύου Χρήση GPS για τον εντοπισμό θέσης ώστε να γίνεται πιο εύκολη και γρήγορη η μετακίνησή του χρήστη σε άλλη τοποθεσία από αυτή που βρίσκεται τη δεδομένη στιγμή. Πολυμεσικές εφαρμογές (π.χ. αποστολή και λήψη MMS) Επιπλέον, το 3G υπερέχει από το Wi-Fi αφού ο χρήστης μπορεί να βρίσκεται οπουδήποτε και όχι κοντά σε ένα access point μέσω του οποίου η συσκευή του επικοινωνεί με το διαδίκτυο. Τεχνικά χαρακτηριστικά Ο ρυθμός μετάδοσης δεδομένων είναι μεταξύ 128 και 144 kbps, όταν χρησιμοποιείται η σύνδεση από κινούμενες συσκευές με μεγάλη ταχύτητα, ενώ όταν οι συσκευές έχουν μικρή ταχύτητα ο ρυθμός ανεβαίνει στα 384 kbps. Όταν η συσκευή ανήκει σε σταθερό ασύρματο δίκτυο, τότε ο ρυθμός μετάδοσης ξεπερνά τα 2 Mbps. Το 3G αποτελεί σύνολο προτύπων και τεχνολογιών που περιλαμβάνουν τα W-CDMA και WLAN. Τα βασικά πρωτόκολλα του 3G είναι τα UMTS και CDMA 2000 (εξέλιξη του CDMA). Το UMTS εμφανίστηκε το 2001 και βασίστηκε στην τεχνολογία του GSM. Αρχικά χρησιμοποιήθηκε στην Ευρώπη, την Ιαπωνία και την Κίνα. Η ζώνη συχνοτήτων που χρησιμοποιεί είναι στα 2 GHz (την ίδια περιοχή χρησιμοποιεί και το Wi-Fi), ενώ επιτρέπει την χρήση του ίδιου καναλιού για μετάδοση διαφορετικών υπηρεσιών. Η υποδομή του UMTS αποτελείται από τα W-CDMA, TD-SCDMA και το HSPA+. Σχετικά με το CDMA 2000 εμφανίστηκε το 2002 και βρήκε εφαρμογή στην Ν. Κορέα και την Β. Αμερική. Κατά καιρούς παρουσιάστηκαν βελτιώσεις σε διάφορα πρωτόκολλα και λειτουργίες, με αποτέλεσμα να «αναβαθμίζεται» και η ονομασία του 3G σε 3.5G, 3.75G, 3.9G [ ]. 87

89 Τεχνολογία 4G Εικόνα 31 Το 4G αναμένεται να απογειώσει τις δυνατότητες των φορητών συσκευών Η επόμενη γενιά ασύρματης επικοινωνίας είναι η 4G. Πρώτη φορά εφαρμόστηκε σε εμπορικό επίπεδο, στην Ν. Κορέα το Τον τελευταίο καιρό εμφανίστηκε και στη χώρα μας το δίκτυο 4G. Αποτελεί την εξέλιξη του 3G και παρέχει μεγαλύτερες ταχύτητες μετάδοσης δεδομένων περίπου 4 με 10 φορές παραπάνω (10 Μbits). Συγκριτικά δεδομένα που στο 3G απαιτούν περίπου 20 λεπτά για να κατέβουν στην συσκευή του χρήστη, σε δίκτυο 4G απαιτούν περίπου 3 λεπτά. Η τεχνολογία του 4G θα βελτιώσει την εμπειρία του χρήστη σε διάφορες εφαρμογές και υπηρεσίες, όπως διαδικτυακά παιχνίδια, τηλεφωνικές κλήσεις μέσω ΙΡ, προβολή τηλεοπτικού προγράμματος ποιότητας HD ή/και 3D, τηλεδιασκέψεις και cloud computing. Στις αρχές του 2008 καθορίστηκαν τα πρότυπα του 4G. Η ταχύτητα του φτάνει στα 100 Mbps όταν η συσκευή βρίσκεται σε μέσο που κινείται με μεγάλη ταχύτητα, π.χ. αυτοκίνητο, τρένο και 1 Gbps όταν η ταχύτητα είναι μικρή ή μηδενική. Στο εμπόριο, παρουσιάστηκαν δύο πρότυπα που πλησιάζουν το πρότυπο του 4G και ονομάζονται Mobile WiMAX και LTE. Το πρώτο, εφαρμόστηκε στην Ν. Κορέα το 2006 και στις Η.Π.Α. το 2008 με τις πρώτες φορητές συσκευές να κυκλοφορούν το 2008, ενώ το δεύτερο στη Σουηδία και τη Νορβηγία και στις Η.Π.Α. το Στην πραγματικότητα, τα δύο πρότυπα δεν αναγνωρίστηκαν ως 4G, παρά μόνο ως σημαντική βελτίωση ως τα πρότυπα του 3G. Αργότερα, εμφανίστηκαν οι επόμενες εκδόσεις τους, με τις ονομασίες Mobile WiMAX Release 2 (άλλη ονομασία του είναι WirelessMAN-Advanced και αναγνωρίστηκε από την IEEE ως m) και LTE Advanced (LTE-A). Η ονομασία «γενιά» έχει να κάνει με την εξέλιξη των ραδιοδικτύων. Θεωρείται ότι ένα δίκτυο αποτελεί νέα γενιά, όταν δεν υπάρχει συμβατότητα με την τεχνολογία της προηγούμενης έκδοσης του. Επιπλέον, οι χρήστες περιμένουν ότι η επόμενη γενιά, είναι σαφώς καλύτερη όσο αφορά της επιδόσεις της σε σχέση με τις προηγούμενες. Για να χαρακτηριστεί μια τεχνολογία ως 4G, πρέπει να συμμορφώνεται με τα ακόλουθα κριτήρια. Αυτά είναι: 88

90 Να είναι δίκτυο μεταγωγής πακέτων IP Να πιάνει ταχύτητες: 100 Mbps όταν η συσκευή κινείται με μεγάλη ταχύτητα και 1 Gbps όταν η ταχύτητα είναι μικρότερη Να μοιράζεται και να χρησιμοποιεί με δυναμικό τρόπο τους πόρους του δικτύου ώστε να υποστηρίζει ταυτόχρονα περισσότερους χρήστες Κλιμακωτή χρήση του εύρους ζώνης από τα 5 μέχρι τα 20 MHz, με μελλοντικό στόχο η χρήση του εύρους μέχρι τα 40 MHz Ομαλές μεταβάσεις σε ετερογενή δίκτυα Παροχή υψηλή ποιότητας υπηρεσιών σχετικά με την υποστήριξη των πολυμέσων της επόμενης γενιάς Επίτευξη υψηλής ταχύτητας 1 Gbps στο «κατέβασμα» και σε εύρος ζώνης που να μην ξεπερνά τα 67 MHz [75-76]. 89

91 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Εκπαίδευση E-books και e-learning Η ταχεία ανάπτυξη των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και των Επικοινωνιών (ΤΠΕ) οδήγησε στην παραγωγή εκπαιδευτικών και όχι μόνο λογισμικών που θα βοηθούσαν και παράλληλα θα συντελούσαν στην βελτίωση πολλών διαδικασιών της καθημερινότητας μας. Οι χρήστες μπορούν να δημιουργούν εύκολα γραφικά περιβάλλοντα, τα οποία οδηγούν στην κατανόηση μιας δραστηριότητας σε διάφορους τομείς, όπως Υγεία, Εκπαίδευση, Τεχνολογία, Οικονομικά κ.ά.. Ειδικά στον τομέα της εκπαίδευσης σήμερα, περισσότερο από ποτέ, οι συνθήκες μάθησης έχουν βελτιωθεί σημαντικά και ενισχύεται καθημερινά με εκατοντάδες πληροφορίες για όλα τα αντικείμενα της. Έτσι αφενός επιτυγχάνεται μάθηση των μαθητών του και αφετέρου μέσω του διαδικτυακού διαλόγου, υπάρχει ανατροφοδότηση η οποία κάνει την εκπαιδευτική διαδικασία ευχάριστη και ενδιαφέρουσα. Κατά καιρούς εμφανίζονται εκπαιδευτικές εφαρμογές για διάφορα εκπαιδευτικά αντικείμενα, όπως Πληροφορική, ξένες γλώσσες, ιστορία κ.ά.. Η ανανέωση της εκπαίδευσης είναι δεδομένη και συνεχής. Σημαντικός είναι ο ρόλος του διαδικτύου, αφού πια οι περισσότεροι έχουν πρόσβαση το internet που αποτελεί μια τεράστια βάση δεδομένων. Εκτός από το διαδίκτυο, η εμφάνιση των φορητών συσκευών, π.χ. έξυπνα κινητά τηλέφωνα και ταμπλέτες, σε συνδυασμό με τη βελτίωση των επιδόσεων τους και την ταυτόχρονη μείωση της τιμής απόκτησης, θα συμβάλλει καθοριστικά στην εξάπλωσή τους στα περισσότερα άτομα της κοινωνίας. Το σημαντικό είναι, ότι οι συσκευές αυτές, αποκτήσουν σημαντικό ρόλο στην εκπαίδευση αφού πολλοί εκπαιδευτικοί φορείς, παρέχουν το υλικό τους σχεδόν πάντα, σε ηλεκτρονική μορφή. Η πρόσβαση στο υλικό γίνεται μέσω κατάλληλων εφαρμογών, ανάλογα με το λειτουργικό σύστημα της συσκευής, ενώ το κόστος είναι συνήθως πολύ μικρό, ακόμα και δωρεάν. Το υλικό αυτό παρέχεται από μεγάλους εκπαιδευτικούς φορείς, όπως πανεπιστημιακά ιδρύματα με κύρος (π.χ. ΜΙΤ), και ανήκει στα μαθήματα που διδάσκονται σ αυτά, σύμφωνα με το πρόγραμμα σπουδών τους. 90

92 Μερικές από τις γνωστές διαδικτυακές εφαρμογές με εκπαιδευτικό ρόλο περιγράφονται στη συνέχεια. Σ αυτές, περιλαμβάνονται τα Coursera, edx, itunes University, Udacity και ΜΙΤ OpenCourseWare. Coursera Πρόκειται για μια εμπορική επιχείρηση η οποία ιδρύθηκε τον Απρίλιο του 2012 από δύο καθηγητές του πανεπιστημίου του Stanford και μέχρι τώρα οι χρήστες της υπηρεσίας αριθμούν πάνω από 4,7 εκ.. Οι υπηρεσίες που προσφέρει, είναι online εκπαιδευτικά σεμινάρια, τα οποία ανήκουν σε διάφορες επιστήμες. Αυτές είναι: Μηχανική, Επιστήμη των υπολογιστών, Μαθηματικά, Επιχειρήσεις, Βιολογία, Ιατρική, Κοινωνικές επιστήμες κ.ά. Εικόνα 32 Το περιβάλλον του Coursera για Android Ο χρήστης δημιουργεί δωρεάν λογαριασμό στην υπηρεσία και δηλώνει τα μαθήματα που επιθυμεί να παρακολουθήσει. Τα μαθήματα διδάσκονται σε τακτά χρονικά διαστήματα και ανάλογα με το αντικείμενο διδασκαλίας, οι χρήστες πρέπει να έχουν ένα γνωστικό υπόβαθρο στο αντικείμενο. Κατά τη διάρκεια του σεμιναρίου, ο εκπαιδευτικός (που ανήκει σε κάποιο πανεπιστήμιο, διεθνώς αναγνωρισμένο) μοιράζεται με τους χρήστες βίντεο με διαλέξεις και παράλληλα τους αναθέτει εργασίες. Η επικοινωνία γίνεται με ασύγχρονο τρόπο, μέσω μιας περιοχής συζητήσεων. Τα έσοδα της εταιρίας, προέρχονται από τα εξέταστρα που καταβάλλον οι χρήστες της υπηρεσίας, όταν επιθυμούν να αποκτήσουν ένα αναγνωρισμένο πιστοποιητικό. Διαφορετικά, λαμβάνουν μια βεβαίωση παρακολούθησης. Πολλά από τα σεμινάρια, διδάσκονται και σε άλλες γλώσσες, πλην της αγγλικής, όπως γαλλικά, κινέζικα, γερμανικά, ιταλικά και τουρκικά. Οι υπηρεσίες της Coursera βασίζονται σε συστήματα της Amazon και περιλαμβάνουν πάνω από 4,5 εκ. αρχεία στην ιστοσελίδα της [77-78]. 91

93 edx Παρουσιάστηκε την ίδια εποχή με το Coursera και προέκυψε από τη συνεργασία του ΜΙΤ και του πανεπιστημίου του Harvard. Όλα τα μαθήματα είναι δωρεάν, ενώ η συνεργασία έχει επεκταθεί στα 29 πανεπιστήμια από ολόκληρο τον πλανήτη. Δεν έχει εμπορικό χαρακτήρα και η διαθέσιμη γλώσσα των μαθημάτων, είναι προς το παρόν μόνο η αγγλική. Οι χρήστες της υπηρεσίας υπολογίζονται στους 1.2 εκ.. Για την υλοποίηση της εφαρμογής του edx δαπανήθηκαν 30 ε. δολάρια. Από την μέχρι τώρα μελέτη του edx, προκύπτει ότι τα σχολεία που συμμετέχουν στο πρόγραμμα, χρησιμοποιούν τα μαθήματα της υπηρεσίας για την εκπόνηση ερευνητικής δραστηριότητας. Η εκπαιδευτική δραστηριότητα, στην οποία συμμετέχει ο χρήστης, είναι όμοια με αυτήν που περιγράφηκε στο Coursera. Η πλατφόρμα της υπηρεσίας, είναι στημένη με εφαρμογές ανοικτού λογισμικού, ώστε να είναι διαθέσιμη σε οποιοδήποτε επιθυμεί να δημιουργήσει κάποια ανάλογη δραστηριότητα [79-80]. Udacity Εμφανίστηκε και αυτό την ίδια εποχή με τα προηγούμενα, αλλά διαθέτει μόλις 25 μαθήματα. Με τα περισσότερα από αυτά, να ανήκουν στην Επιστήμες των υπολογιστών. Και το Udacity ακολουθεί την ίδια λογική με τις παραπάνω υπηρεσίες, με τη διαφορά, ότι όσα μαθήματα απαιτούν σχετίζονται με τον προγραμματισμό, χρησιμοποιείται η γλώσσα Python. Το 2012 η εταιρία που διαχειρίζεται την υπηρεσία, ανακοίνωσε συνεργασίες και μαθήματα με μεγάλες εταιρίες τεχνολογίας, όπως Google, Autodesk, Microsoft, NVidia κ.ά.. Προς το παρόν, ο αριθμός των χρηστών είναι αρκετά μικρός, περίπου Όταν ολοκληρώσει ο χρήστης τα μαθήματα παίρνει βεβαίωση επιτυχούς παρακολούθησης, αλλά αν το επιθυμεί, μπορεί να εξεταστεί με εξετάσεις της Pearson VUE, ώστε να διασφαλιστεί στο μέγιστο βαθμό το αδιάβλητο των εξετάσεων [81-82]. itunes University Χρονικά, εμφανίστηκε αρκετά πιο πριν από τις υπόλοιπες που αναφέρθηκαν μέχρι τώρα και συγκεκριμένα το Φιλοξενεί υλικό από διάφορα πανεπιστήμια, που περιλαμβάνει διαλέξεις, εργαστηριακές επιδείξεις, μαθήματα ξένων γλωσσών σε διάφορες μορφές αρχείων ήχου (podcast) βίντεο και pdf. Συνολικά συμμετέχουν πανεπιστημιακά ιδρύματα από 20 χώρες. Για να έχει κάποιος πρόσβαση στο υλικό, πρέπει να είναι μέλος του πανεπιστημίου που το διαθέτει και για το λόγο αυτό, πρέπει να χρησιμοποιήσει τα 92

94 στοιχεία εισόδου που έχει παραλάβει από το ίδρυμα που φοιτά. Στην υπηρεσία, υπάρχουν διαθέσιμα πάνω από αρχεία. Η υπηρεσία διατίθεται δωρεάν στους χρήστες, τόσο για να ανεβάζουν, όσο και για να κατεβάζουν αρχεία [83-84]. MIT OpenCourseWare Το MIT έχει ανακοινώσει στη σελίδα του προγράμματος αυτού, εκπαιδευτικό υλικό από προπτυχιακά και πτυχιακά μαθήματα, με πολλά από αυτά να παρέχονται δωρεάν στο κοινό. Η προσπάθεια ξεκίνησε το 2002 χρησιμοποιώντας τις άδειες Creative Commons για μη εμπορική χρήση. Οικονομικά, το πρόγραμμα στηρίζεται τόσο από το ίδιο το ΜΙΤ, όσο και από τις προσπάθειες δωρητών. Προς το παρόν, δεν είναι πολλά τα μαθήματα που είναι πλήρη όσο αφορά τις βιντεοδιαλέξεις. Η πρόσβαση στο υλικό γίνεται είτε μέσω της κεντρικής ιστοσελίδας, είτε μέσω του itunes. Αρχικά το υλικό ήταν σε μορφή RealMedia, αλλά στη συνέχεια μεταφέρθηκε στην πλατφόρμα του YouTube, Internet Archive και στο itunes [85-86]. Γλώσσες προγραμματισμού Για να λειτουργήσει μια εφαρμογή σε έναν υπολογιστή, πρέπει να γίνει προηγουμένως η συγγραφή του προγράμματος. Η συγγραφή γίνεται μέσω μιας γλώσσας προγραμματισμού. Η γλώσσα προγραμματισμού αποτελεί ένα προκαθορισμένο σύνολο εντολών, που με κατάλληλο συνδυασμό και κανόνες συντελούν στη δημιουργία ενός προγράμματος με σκοπό να εκτελέσει μια ή περισσότερες λειτουργίες. Ιστορία Στη δεκαετία του 40 εμφανίστηκε η γλώσσα μηχανής για τον προγραμματισμό των πρώτων υπολογιστών. Η συγγραφή γινόταν μέσω διαδοχικών ψηφίων του δυαδικού συστήματος (μηδενικά και άσσοι). Τα ψηφία συμβολίζουν την ανοικτή (0) ή κλειστή (1) κατάσταση των τρανζίστορ. Όλες οι επόμενες γλώσσες που δημιουργήθηκαν μετατρέπουν το πρόγραμμα σε γλώσσα μηχανής, αφού αυτή είναι η μόνη κατανοητή μορφή για τον υπολογιστή. 93

95 Εικόνα 33 Πρόγραμμα σε γλώσσα μηχανής Ωστόσο, η μορφή της γλώσσας μηχανής δεν είναι καθόλου βολική για τον προγραμματιστή και συνεπώς δεν είναι εύκολη η συγγραφή μεγάλων και πολύπλοκων προγραμμάτων. Έτσι λοιπόν στη δεκαετία του 50 εμφανίστηκαν οι συμβολικές γλώσσες (symbolic languages) οι οποίες πήραν το όνομά τους από τη χρήση κατάλληλων συμβόλων για τη συγγραφή ενός προγράμματος. Ο προγραμματιστής έγραφε τον κώδικά του σε συμβολική λοιπόν γλώσσα και στη συνέχεια η χρήση ενός συμβολομεταφραστή (assembler) μετατρεπόταν σε γλώσσα μηχανής. Η χρήση του συμβολομεταφραστή είναι αυτή που καθόρισε την ονομασία της κατηγορίας των γλωσσών αυτής της μορφής, σε Assembly. Οι γλώσσες αυτές επειδή βρίσκονται πολύ κοντά στις γλώσσες μηχανής ονομάζονται γλώσσες χαμηλού επιπέδου. Εικόνα 34 Πρόγραμμα σε γλώσσα Assembly Στα τέλη της δεκαετίας του 60 εμφανίστηκαν οι πρώτες γλώσσες υψηλού επιπέδου. Ονομάστηκαν έτσι, γιατί η μορφή του κώδικα είναι πιο κοντά στον άνθρωπο, παρά στη μηχανή. Η αποδοτικότητα των προγραμματιστών αυξήθηκε δραματικά αφού οι τελευταίοι επικεντρώνονταν στο πρόγραμμα τους και όχι στον υπολογιστή. Το βασικότερό τους 94

96 πλεονέκτημα, είναι ότι μπορούν να μεταφερθούν σε διαφορετικούς υπολογιστές. Η μόνη ομοιότητα που έχουν με τις συμβολικές γλώσσες είναι η διαδικασία της μεταγλώττισης (compilation). Εικόνα 35 Πρόγραμμα σε γλώσσα C++ Οι πιο γνωστές γλώσσες υψηλού επιπέδου είναι Basic, Pascal, Cobol, Ada, οι C/C++, Java, Python, Ruby. Στη δεκαετία του 90, εμφανίστηκαν οι πρώτες γλώσσες σε φυσική μορφή. Ωστόσο, η εφαρμογή τους, εξακολουθεί να είναι περιορισμένη ακόμα και σήμερα. Κατηγορίες γλωσσών προγραμματισμού Ανάλογα με τον τρόπο που αντιμετωπίζουν ένα πρόβλημα, οι γλώσσες προγραμματισμού ταξινομούνται σε πέντε κατηγορίες. Αυτές είναι: Διαδικασιακές, Αντικειμενοστρεφείς, Συναρτησιακές, Δηλωτικές και Ειδικές. Διαδικασιακές γλώσσες Λέγονται αλλιώς και προστακτικές, επειδή η παραδοσιακή προσέγγιση στον προγραμματισμό αποτελεί προσταγή με τη μορφή Ανάκληση-Αποκωδικοποίηση-Εκτέλεση. 95

97 Σε ένα πρόγραμμα που έχει γραφτεί σε διαδικασιακή γλώσσα, οι εντολές εκτελούνται μία προς μία από την αρχή μέχρι το τέλος, εκτός και αν υπάρχουν σημεία διακλάδωσης, ή επιλογής. Ένα στοιχείο δεδομένων μπορεί να θεωρηθεί ως ένα αντικείμενο, το οποίο πρέπει να εκτελέσει μιας σειρά ενεργειών, όπως καθορίζονται από το πρόγραμμα. Οι πιο γνωστές διαδικασιακές γλώσσες είναι οι Fortran, Cobol, Ada, Pascal και η C. Τα βασικότερα χαρακτηριστικά της C είναι: Όλες οι εντολές είναι υψηλού επιπέδου και ο προγραμματιστής δεν ασχολείται με λεπτομέρειες του υλικού Παρέχει και ένα πλήθος εντολών χαμηλού επιπέδου, ώστε να είναι δυνατή η προσπέλαση του υλικού άμεση και γρήγορη. Η C είναι η γλώσσα που βρίσκεται πιο κοντά στην Assembly από οποιαδήποτε άλλη γλώσσα και για το λόγο αυτό, προτιμάται από τους προγραμματιστές συστημάτων Έχει χαρακτηριστεί ως πολύ αποδοτική γλώσσα προγραμματισμού και αυτό διότι, οι εντολές έχουν σύντομο μέγεθος κατά την πληκτρολόγηση. Έχει προτυποποιηθεί από τους ANSI και ISO. Αντικειμενοστρεφείς γλώσσες Η προσέγγιση για την επίλυση ενός προβλήματος, είναι πολύ διαφορετική, από την αντίστοιχη των διαδικασιακών γλωσσών. Εδώ το στοιχείο δεδομένων χαρακτηρίζεται πάλι ως αντικείμενο, αλλά είναι ανεξάρτητο από τις λειτουργίες. Έχει δηλαδή, παθητικό ρόλο και δε διαθέτει ατομικές λειτουργίες με αποκλειστικό ρόλο. Οι λειτουργίες, συνδέονται έμμεσα με το αντικείμενο και δημιουργούν σχέσεις. Ο προγραμματιστής ορίζει ένα αντικείμενο και δηλώνει τι λειτουργίες μπορούν να επιδράσουν σ αυτό. Τρεις αρχές που περιλαμβάνουν οι αντικειμενοστρεφείς γλώσσες, είναι η Ενθυλάκωση, η Κληρονομικότητα και ο Πολυμορφισμός. Η Ενθυλάκωση είναι η ενσωμάτωση (απόκρυψη) λειτουργιών που αφορούν ένα αντικείμενο, μέσα στο ίδιο το αντικείμενο. Η Κληρονομικότητα αφορά τη δυνατότητα ενός αντικειμένου να κληρονομεί ιδιότητες και λειτουργίες, αλλά και να ενσωματώνει ή να δημιουργεί νέες. Ο πολυμορφισμός, επιτρέπει τη χρήση κοινού ονόματος από διαφορετικές λειτουργίες. Οι πιο αντιπροσωπευτικές αντικειμενοστρεφείς γλώσσες είναι οι C++, Java, Python και Ruby. 96

98 Συναρτησιακές γλώσσες Κάθε πρόγραμμα αντιμετωπίζεται ως μια μαθηματική συνάρτηση. Πρόκειται δηλαδή για ένα μαύρο κουτί στο οποίο εισέρχονται κάποια δεδομένα και μέσω κατάλληλων διαδικασιών επιστρέφει τα αποτελέσματα. Οι πιο γνωστές γλώσσες είναι οι LISP και Scheme. Δηλωτικές γλώσσες Οι γλώσσες αυτές, εφαρμόζουν τις αρχές στις οποίες υπακούει ο λογικός συλλογισμός για την απάντηση ερωτημάτων. Βασικό χαρακτηριστικό του λογικού συλλογισμού, είναι η επαγωγή. Ο τρόπος λειτουργίας ενός προγράμματος προκύπτει από την παροχή κάποιων δηλώσεων-προτάσεων οι οποίες χρησιμεύουν ως κανόνες και γεγονότα για να βγουν συμπεράσματα μέσω της επαγωγής. Επίσης, τα προγράμματα που ανήκουν σ αυτήν την κατηγορία δε μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως τμήματα σε άλλα προγράμματα, ακόμα και της ίδιας κατηγορίας. Συνεπώς τα προγράμματα των δηλωτικών γλωσσών έχουν γραφτεί για ένα συγκεκριμένο σκοπό. Η πιο γνωστή δηλωτική γλώσσα είναι η Prolog και βρίσκει τεράστια απήχηση σε εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης. Γλώσσες ερωτοαπαντήσεων Στην κατηγορία αυτή, ανήκουν οι γλώσσες που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ερωτημάτων σε βάσεις δεδομένων και σε Πληροφοριακά Συστήματα. Στοχεύουν στην άντληση δεδομένων από τις βάσεις και στην επιστροφή των κατάλληλων αποτελεσμάτων. Οι πιο γνωστές γλώσσες που ανήκουν στην κατηγορία είναι οι SQL,.QL, LDAP, CQL. Ειδικές γλώσσες Αποτελεί το σύνολο των γλωσσών που δε μπορούν να ταξινομηθούν σε καμιά άλλη κατηγορία, από αυτές που αναφέρθηκαν μέχρι τώρα. Κάποιες από αυτές συνδυάζουν δύο ή περισσότερες γλώσσες. Η πιο γνωστή από αυτές είναι η HTML [87]. 97

99 Τα πιο γνωστά λειτουργικά συστήματα, έχουν γραφτεί στις παρακάτω γλώσσες προγραμματισμού: Windows: C++, πυρήνας σε C, C#,Assembly (για πολύ μικρά τμήματα) Mac: Objective C, kernel is in C (IO PnP subsystem is Embedded C++) Linux: Σχεδόν όλο το λειτουργικό σε C, ενώ πολλές εφαρμογές που δημιουργούνται από τους χρήστες είναι σε Python. Το KDE είναι γραμμένο σε C++ Η τάξη του μέλλοντος Εικόνα 36 Η τάξη του μέλλοντος Η εξέλιξη της τεχνολογίας, επιτρέπει να παραχθούν από τη βιομηχανία, ηλεκτρονικές συσκευές που θα βοηθήσουν σε διάφορους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας. Η εκπαίδευση φυσικά, δε θα μπορούσε να αποτελέσει εξαίρεση. Έτσι λοιπόν, έχει ξεκινήσει ήδη σε πολλά εκπαιδευτικά ιδρύματα η «νέα τεχνολογική εποχή» που σκοπεύει να κάνει τη μαθησιακή εμπειρία, πιο άμεση, ευχάριστη, ενδιαφέρουσα και αποδοτική. Η αρχή έγινε με τις ψηφιακές εφαρμογές που εμφανίστηκαν κατά καιρούς με κύριο σκοπό να βοηθήσουν το μαθητή κατά τη διάρκεια της μελέτης. Εκείνη την εποχή το διαδίκτυο δεν ήταν ιδιαίτερα διαδεδομένο και το κόστος της πρόσβασης ήταν αρκετό για μια μέση οικογένεια. Το εκπαιδευτικό υλικό ήταν διαθέσιμο σε CD και πωλούνταν στα βιβλιοπωλεία ή καταστήματα τεχνολογίας. Η μείωση του κόστους για την πρόσβαση στο διαδίκτυο, διαδραμάτισε σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη του εκπαιδευτικού υλικού, μιας και αυτό γίνεται άμεσα προσβάσιμο με κόστος αρκετά χαμηλότερο, συγκριτικά με το παρελθόν. Επιπλέον, τα εκπαιδευτικά ιδρύματα δημιούργησαν ή υιοθέτησαν τις πλατφόρμες LMS που προσφέρουν ασύγχρονη και σύγχρονη εκπαίδευση με πλήθος 98

100 εργαλείων (π.χ. Blackboard, Moodle, Open e-class). Ο χρήστης δηλαδή, μπορεί να εισέρχεται στο σύστημα, να δηλώνει τα μαθήματα που επιθυμεί να παρακολουθήσει και στη συνέχεια αποκτά πρόσβαση στο εκπαιδευτικό υλικό και σε άλλες πληροφορίες του κάθε μαθήματος (ανακοινώσεις, επικοινωνία με το διδάσκοντα, wiki, chat, forum κ.τ.λ.). Ακόμα, μέσα στην πλατφόρμα, ο εκπαιδευτικός μπορεί να βάλει βιντεοσκοπημένες διαλέξεις, ή να οργανώσει διαδικτυακά σεμινάρια (webinars). Η χρήση της πλατφόρμας είναι εύχρηστη αφού ο χρήστης δε χρειάζεται να εγκαταστήσει επιπλέον προγράμματα και εφαρμογές στη συσκευή του, παρά μόνο έναν περιηγητή τον οποίο χρησιμοποιεί για την πρόσβασή του στο διαδίκτυο. Συνεπώς, η πρόσβαση είναι εύκολη και μπορεί να γίνει από συσκευές που δεν έχουν πολύ μεγάλη επεξεργαστική ισχύ, ή υστερούν σε άλλα τεχνικά χαρακτηριστικά (π.χ. μνήμη) συγκριτικά με έναν επιτραπέζιο υπολογιστή. Αυτό σημαίνει ότι η εμφάνιση των e-books readers πριν από αρκετό καιρό και των ταμπλετών ή των έξυπνων κινητών τηλεφώνων πιο πρόσφατα, είναι σημαντική και εύχρηστη για τον απλό χρήστη και συνεπώς αναμένονται να ενταχθούν σε συστηματική βάση και στην εκπαίδευση. Τα πλεονεκτήματα των φορητών συσκευών και ειδικά των ταμπλετών είναι τα εξής: Προτυποποίηση: Η κυριαρχία συγκεκριμένων λειτουργικών συστημάτων στις φορητές συσκευές αλλά και η ομοιότητα των χαρακτηριστικών τους, αποτελεί σημαντικό βοήθημα στην έλλειψη συμβατότητας μεταξύ των συσκευών και επιπλέον οι εφαρμογές είναι εύκολο να διατίθενται σε όλα τα λειτουργικά συστήματα. Εναλλακτικά, η χρήση διαδικτυακών εφαρμογών, ξεπερνά τα όποια προβλήματα μπορούν να εμφανιστούν λόγω χαρακτηριστικών συσκευής ή λειτουργικού. Τιμή: Η εμφάνιση και η διαρκής εξέλιξη των ταμπλετών, έχει αναγκάσει πολλούς κατασκευαστές να εμφανίσουν τα δικά τους μοντέλα στην αγορά ώστε να αποκτήσουν το ανταγωνιστικό πλεονέκτημα. Αυτό είναι πολύ σημαντικό γιατί ο υψηλός και χωρίς σύνορα ανταγωνισμός ωφελεί τους υποψήφιους αγοραστές, αφού στην προσπάθειά τους οι εταιρίες να τους πείσουν να αποκτήσουν το δικό τους προϊόν βελτιώνουν τα χαρακτηριστικά και μειώνουν τις τιμές. Σ αυτό συντελεί και η μαζική παραγωγή των προϊόντων. Έτσι οι μαθητές ή/και τα σχολεία θα μπορούν να αποκτήσουν μεγάλες ποσότητες ταμπλετών ώστε να αποκτήσουν νέες δυνατότητες. Λειτουργικότητα: Οι ταμπλέτες μέσω των κατάλληλα διαμορφωμένων με γραφικά περιβαλλόντων, προσφέρουν μια βελτιωμένη και πιο ενδιαφέρουσα μαθησιακή εμπειρία σε σχέση με ένα έξυπνο κινητό τηλέφωνο, ή έναν Η/Υ. Παρέχουν πολύ μεγαλύτερες δυνατότητες ακόμα και από τα e-book readers αφού είναι δυνατή η πρόσβαση στο 99

101 διαδίκτυο σε μεγαλύτερο βαθμό, αλλά και στην υποστήριξη άπειρων εφαρμογών που μπορεί ο χρήστης να εγκαταστήσει για εκπαίδευση, ψυχαγωγία και εργασία. Το κόστος της αγοράς των εφαρμογών είναι συνήθως ιδιαίτερα χαμηλό (τις περισσότερες φορές οι εφαρμογές διανέμονται δωρεάν) και δεν αποτελεί ανασταλτικό παράγοντα για την απόκτησή τους. Μια αξιοπρόσεκτη δυνατότητα που έχουν οι φορητές συσκευές, είναι ο προσανατολισμός του προβαλλόμενου αντικειμένου, ανάλογα με την κλίση (οριζόντια ή κάθετη) της οθόνης. Η κάθετη, μοιάζει πολύ με ένα βιβλίο και βοηθά στο διάβασμα ενός e- book όπως ακριβώς με τον παραδοσιακό τρόπο διαβάσματος. Η οριζόντια κλίση, είναι χρήσιμη όταν ο χρήστης γράφει κείμενο ή εκτελεί κάποια άλλη εργασία, αφού δίνει την αίσθηση σ αυτόν, ότι εργάζεται σε ένα περιβάλλον εργασίας, όμοιο με αυτόν ενός γραφείου. Επίσης, έχοντας κατανοήσει από πολύ νωρίς πολλοί προγραμματιστές εφαρμογών την αξία που θα έχουν οι ταμπλέτες στην εκπαίδευση, δημιουργούν εκπαιδευτικά εργαλεία που θα βοηθήσουν τους κάθε λογής εκπαιδευόμενους να φτάσουν στα επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα. Για παράδειγμα, σε μελέτες που έχουν γίνει στις ΗΠΑ, προέκυψε το συμπέρασμα, ότι οι εκπαιδευτικές εφαρμογές βελτίωσαν το λεξιλόγιο με ποσοστό 27%, σε παιδιά 5 ετών [88]. Επίσης, σε άτομα με ειδικές ανάγκες που χρησιμοποίησαν θεραπευτικές εφαρμογές μέσω ταμπλετών, παρουσίασε βελτίωση το 50% του συνόλου [89-90]. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό που έχουν οι ταμπλέτες και γι αυτό θα προτιμηθούν στην τάξη του μέλλοντος, είναι η διάρκεια της μπαταρίας. Τα εσωτερικά ηλεκτρικά κυκλώματα, παρουσιάζουν χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και αυτό συνεπάγεται πολύωρη λειτουργία χωρίς να χρειαστεί φόρτιση της μπαταρίας. Τόσο ο εκπαιδευτικός όσο και οι μαθητές, θα είναι αρκετά ωφελημένοι από την απόδοση της μπαταρίας. Ασφάλεια: Η ύπαρξη access points στο σχολείο, δίνει στους μαθητές τη δυνατότητα να έχουν πρόσβαση σε δικτυακές και διαδικτυακές υπηρεσίες, λειτουργίες και εφαρμογές. Αυτή η λειτουργία είναι πολύ χρήσιμη, αφού θα αλλάξει τη μορφή του σχολείου όπως τη γνωρίζουμε σήμερα, αφού θα δημιουργηθούν νέοι ρόλοι π.χ. υποστήριξη χρηστών και συστημάτων και ταυτόχρονα θα βελτιωθούν οι παρεχόμενες υπηρεσίες του σχολείου [91]. Φορητότητα: Η σύνδεση με το διαδίκτυο σε όλες τις αίθουσες μιας σχολικής μονάδας, θα συντελέσει στην εισαγωγή των φορητών συσκευών σε εκπαιδευτικές δραστηριότητες και σε άλλα μαθήματα, όπως για παράδειγμα την ιστορία, τα μαθηματικά, τη γεωγραφία. Αυτό 100

102 είναι πολύ σημαντικό, αφού θα αλλάξει ριζικά η μορφή τους και οι μαθητές θα τα βρίσκουν πιο ενδιαφέροντα, αφού οι πολυμεσικές εφαρμογές θα υποστηρίζουν συστηματικά τη μάθηση. Οι ταμπλέτες δε θα μπορέσουν να καταργήσουν προς το παρόν τους επιτραπέζιους ή τους φορητούς υπολογιστές αφού το μέγεθος της οθόνης είναι ακόμα μικρό, για να χρησιμοποιηθεί σε απαιτητικές χρήσεις π.χ. συγγραφή κώδικα για το αντικείμενο του προγραμματισμού. Κόστος εξοπλισμού: Για ένα σχολείο, η απόκτηση των ταμπλετών, έχει μικρότερο κόστος από την απόκτηση και τη συντήρηση ηλεκτρονικών υπολογιστών. Αυτό, σε συνδυασμό με την τακτική BYOD που δίνει τη δυνατότητα να φέρνουν οι μαθητές τη δική τους συσκευή, επιτρέπει την εξοικονόμηση μεγάλων χρηματικών ποσών για τους εκπαιδευτικούς φορείς. Εικόνα 37 Η συνεχής βελτίωση των επιδόσεων των φορητών συσκευών σε συνάρτηση με την ολοένα και μεγαλύτερη πτώση του κόστους θα οδηγήσουν στην υιοθέτηση των φορητών συσκευών και εντατική χρήση στην εκπαίδευση Διαδραστικός πίνακας Παράλληλα με τις φορητές συσκευές, οι αίθουσες διδασκαλίας αλλάζουν μορφή και εκσυγχρονίζονται. Ο πίνακας μαρκαδόρων, δίνει τη θέση του σε μεγάλους υαλοπίνακες ή διαδραστικούς πίνακες, στους οποίους, όχι μόνο μπορεί να γράφει ο εκπαιδευτικός και οι μαθητές, αλλά και να εμφανίζεται εκεί η οθόνη του κάθε μαθητή δείχνοντας με άμεσο και γρήγορο τρόπο την εργασία που επιθυμούν. Κάποιοι εκτιμούν, ότι θα πάψει να υπάρχει η σημερινή μορφή της αίθουσας και θα αντικατασταθεί από μεγάλα τραπέζια αφής ώστε να δουλεύουν εκεί οι μαθητές, χωρισμένοι συνήθως σε ομάδες εργασίας. Τα τραπέζια είναι δυνατόν να έχουν μια οριζόντια οθόνη στην οποία απεικονίζονται χρήσιμες πληροφορίες, από διάφορες πηγές όπως κείμενο κάποιας εργασίας, διαδικτυακές πηγές, ακόμα και πολυμεσικές εφαρμογές [92]. 101

103 Εικόνα 38 Οι φορητές συσκευές παρουσιάζουν μια σειρά από πλεονεκτήματα που θα παίξουν καταλυτικό ρόλο για την εισαγωγή τους στην εκπαίδευση Μέσω των φορητών συσκευών και του διαδραστικού πίνακα, οι εκπαιδευτικοί και οι μαθητές, θα μπορούν να εργαστούν με κατάλληλες εφαρμογές, κάνοντας τη χρήση τους πιο εύκολη και πιο ρεαλιστική σε σχέση με τον παραδοσιακό τρόπο διδασκαλίας (απλός πίνακας, διαφάνειες κτλ). Μια απλή χρήση, είναι η δυνατότητα της επιστροφής σε προηγούμενη άσκηση μέσω της διατήρησης ιστορικού για τις σημειώσεις και τα δεδομένα του πίνακα που έγραψε ο εκπαιδευτικός. Με άμεσο τρόπο δηλαδή, μπορεί να συνδέσει τη γνώση που ανακαλύπτουν οι μαθητές, με την προηγούμενη γνώση που απέκτησαν κατά το πρόσφατο παρελθόν [93]. Εικόνα 39 Οι διαδραστικοί πίνακες και τα διαδραστικά θρανία θα ενισχύσουν τημαθησιακή διαδικασία. 102

104 Για να αξιοποιηθούν οι δυνατότητες των φορητών συσκευών με αποδοτικό τρόπο, πρέπει να υπάρχει και η ανάλογη πρόσβαση στο διαδίκτυο. Αυτή προέρχεται είτε από το Wi-Fi είτε ακόμα και από τη χρήση τεχνολογιών 3G ή 4G (υπάρχει σε χρήση σε πάνω από κρατικά σχολεία στη Μαλαισία). Σχετικά με τις εκπαιδευτικές εφαρμογές, η δημιουργία τους έχει γίνει σχετικά εύκολη υπόθεση χάρη σε πακέτα προγραμματισμού όπως το App Inventor, στο οποίο οι μαθητές μπορούν από μόνοι τους να φτιάξουν τις εφαρμογές τους, όπως ακριβώς αυτοί θέλουν. Σε αυτό θα συντελέσει και η εισαγωγή νέων τεχνολογιών όπως η HTML 5 [94]. Στη σχολική τάξη του μέλλοντος, η συνεργασία των μαθητών, θα γίνεται μέσω κοινωνικών δικτύων. Έχουν ήδη εμφανιστεί μαθητικά δίκτυα, όπως το Edmodo, αλλά και εργαλεία με τα οποία μπορεί ο εκπαιδευτικός να δημιουργήσει το δικό του κοινωνικό δίκτυο. Σ αυτό θα συνδέονται οι μαθητές για την ανταλλαγή των ιδεών τους σε ένα ασφαλές και προστατευμένο περιβάλλον το οποίο θα ανταποκρίνεται στις ανάγκες της εκπαιδευτικής διαδικασίας. Προβολικό σύστημα Η σχολική τάξη θα περιέχει ένα «έξυπνο» προβολικό το οποίο θα έχει δέκτη Wi-Fi και θα συνεργάζεται άμεσα με τις φορητές συσκευές, τόσο του εκπαιδευτικού όσο και με αυτές των μαθητών. Για τη διαχείριση των δεδομένων που επιθυμεί ο χρήστης να προβληθούν, ο κάθε κατασκευαστής προβολικών, έχει δημοσιεύσει εφαρμογές (σε λειτουργικά Android, ios κτλ) κατάλληλη εφαρμογή. Ενδεικτικά, η Acer παρέχει το edisplay, η Asus το Wi-Fi Projection, η Epson το iprojection, η Panasonic το Wireless Projector. Τα προγράμματα αυτά, είναι συμβατά τόσο με προβολικά όσο και με τηλεοράσεις και μπορούν να σταλούν για προβολή, διάφοροι τύποι αρχείων όπως pdf, MS-Office, και παράλληλα δίνουν τη δυνατότητα για πλοήγηση στο διαδίκτυο μέσω web browser, ή άλλων εφαρμογών (π.χ. διαμοιρασμού δεδομένων όπως το dropbox). Εκτός από αυτά, είναι δυνατή η υποστήριξη ροής για εικόνες και βίντεο όπως επίσης, ο χρήστης μπορεί με τους μαρκαδόρους του διαδραστικού πίνακα να σημειώσει πάνω στην εικόνα που προβάλλεται από το προβολικό. 103

105 Εικόνα 40 Το γραφικό περιβάλλον του Acer edisplay Εικόνα 41 Στα προβολικά της Asus προσφέρεται αντάπτορας για σύνδεση wi-fi. Στα σύγχρονα προβολικά συστήματα έχει παρατηρηθεί ότι η κάρτα δικτύου τους επιτρέπει να συνδεθούν σε ένα μόνο δίκτυο. Για παράδειγμα, είναι δυνατό να επικοινωνήσουν ασύρματα σε τοπικό δίκτυο με έναν Η/Υ (για να προβάλλουν π.χ. μια παρουσίαση), ωστόσο την ίδια στιγμή δε μπορούν να συνδεθούν στο διαδίκτυο. Ισχύει και το αντίστροφο. Ένα προβολικό δηλαδή, όταν συνδέεται στο διαδίκτυο δε μπορεί να επικοινωνήσει με τους άλλους υπολογιστές που υπάρχουν στο τοπικό δίκτυο. Με τη χρήση του IPv6 εκτιμάται ότι θα επιλυθεί αυτό το πρόβλημα αφού η κάθε συσκευή θα μπορεί να έχει διαφορετικές διευθύνσεις IP σε διαφορετικά interfaces και με τη χρήση κατάλληλης κάρτας δικτύου, ή η ενσωμάτωση δεύτερης κάρτας δικτύου, θα επιτρέψει την παράλληλη επικοινωνία με ένα τοπικό δίκτυο και με το διαδίκτυο ταυτόχρονα. 104

106 Οθόνες 3D Οι οθόνες 3D, παρουσιάζουν σαφώς καλύτερη ποιότητα στην προβαλλόμενη εικόνα σε σχέση με τις οθόνες των δύο διαστάσεων. Αυτό οφείλεται στους μηχανισμούς που διαθέτουν, οι οποίοι μπορούν να ρυθμίζουν τα χρώματα, την αντίθεση, τα εφέ 3D και την κίνηση των αντικειμένων, ώστε να βελτιώνεται στο μέγιστο δυνατό βαθμό η ευκρίνεια. Η εξέλιξη και η βελτίωση των εφέ παρέχει, συντελεί στη μείωση της κούρασης των ματιών του θεατή και αυξάνει σημαντικά την ρεαλιστικότητα της εικόνας. Οι οθόνες 3D, είναι συμβατές με τα δίκτυα DLNA ώστε να επιτυγχάνεται σύνδεση στο οικιακό δίκτυο και να πραγματοποιείται streaming πολυμεσικού υλικού από φορητές συσκευές. Στις περισσότερες οθόνες, η χρήση κατάλληλων γυαλιών είναι υποχρεωτική, ώστε να υπάρχει αξιοποίηση του χαρακτηριστικού της τρισδιάστατης απεικόνισης. Ωστόσο έχουν ήδη κάνει την εμφάνιση τους στην αγορά οι πρώτες τηλεοράσεις που δεν απαιτούν από το θεατή να φορά γυαλιά. Εικόνα 42 Χάρη στα νέα χαρακτηριστικά που ενσωματώνουν οι οθόνες 3D, η εικόνα είναι πιο ρεαλιστική Οι οθόνες της τρισδιάστατης απεικόνισης θα βοηθήσουν σε μια μελλοντική σχολική αίθουσα να παρέχει εκπαίδευση πιο χρηστική κάνοντας τα μαθήματα περισσότερο ενδιαφέροντα αφού το πολυμεσικό υλικό που θα βασίζεται το διδασκόμενο αντικείμενο θα προβάλλεται με τον καλύτερο δυνατό τρόπο και σε συνάρτηση με τη διαδραστικότητα, η μάθηση θα γίνεται με σαφώς πιο αποδοτικό τρόπο για τους μαθητές. Εκτός από τις τρισδιάστατες οθόνες, η τάξη του μέλλοντος θα έχει και τρισδιάστατους εκτυπωτές. Η χρήση τους θα ωφελήσει τους μαθητές για τη μελέτη σύνθετων αντικειμένων σε διάφορες επιστήμες όπως τεχνολογία, μηχανική, μαθηματικά, σχεδίαση, βιολογία, χημεία, ιστορία, ρομποτική. Η συνεχής μείωση του κόστους 105

107 κατασκευής των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, έχει ωφελήσει την εξάπλωση της πληροφορικής είτε ως επιστήμης, είτε ως εργαλείου για τη μελέτη. Ήδη σε πολλά σχολεία του εξωτερικού, έχει ξεκινήσει η ένταξη των τρισδιάστατων εκτυπωτών στα εργαστήρια με την ταυτόχρονη εκπαίδευση των εκπαιδευτικών για τη χρήση τους. με τη χρήση των εκτυπωτών 3D ο μαθητής είναι σε θέση να φτιάξει το δικό του αντικείμενο-μοντέλο που θα μπορεί να το μελετήσει με μεγαλύτερη ευχέρεια και ακρίβεια, αφού έχει μπροστά του κάτι χειροπιαστό που ξεπερνά σε αξία (εκπαιδευτική) τη φωτογραφία ή το σχεδιάγραμμα του τυπωμένου βιβλίου. Μπορεί να μελετήσει για παράδειγμα το εσωτερικό ενός κινητήρα και να κατανοήσει τον τρόπο λειτουργίας του, την καρδιά, και το σκελετό του ανθρώπου [95]. Εικόνα 43 Εκτυπωτής 3D και αντικείμενα που δημιουργήθηκαν απ' αυτόν Η νέα μορφή που θα αποκτήσει η εκπαίδευση, αναμένεται να την κάνει πιο προσωπική και πιο διαδραστική λόγω των εξελιγμένων τρόπων διδασκαλίας. Πιο προσωπική λόγω των ατομικών μαθημάτων (π.χ. βιντεοδιαλέξεις, podcasts κτλ) που θα έχουν πρόσβαση οι μαθητές κυρίως μέσω των φορητών συσκευών τους και επίσης γιατί η μελέτη θα ακολουθεί τον ρυθμό που επιθυμούν οι ίδιοι (εξατομικευμένη μάθηση). Πιο διαδραστική, γιατί η διαρκής εμφάνιση νέων εργαλείων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή εκπαιδευτικού υλικού επιτρέπουν στους εκπαιδευτικούς να δημιουργήσουν καινοτόμα μοντέλα εκπαίδευσης με τελικό στόχο οι μαθητές να αποκτήσουν ουσιαστική γνώση σε μικρό χρονικό διάστημα με αποτελεσματικό τρόπο [96]. Δημιουργία εφαρμογής στο App Inventor Στην ενότητα που ακολουθεί θα περιγραφεί η διαδικασία που ακολουθήθηκε για να δημιουργηθεί μια εκπαιδευτική εφαρμογή κατάλληλη για φορητές συσκευές που 106

108 χρησιμοποιούν το λειτουργικό σύστημα Android. Η διαδικασία, στηρίχτηκε στις τέσσερις βασικές φάσεις ανάπτυξης λογισμικού. Αυτές είναι η Ανάλυση, στην οποία διατυπώνονται και περιγράφονται οι προδιαγραφές, με βάση τις οποίες θα δημιουργηθεί η εφαρμογή. Στη δεύτερη φάση είναι ο Σχεδιασμός. Εδώ γίνεται η προσπάθεια για ικανοποιηθεί η κάθε μία από τις προδιαγραφές. Το τρίτο στάδιο είναι η Υλοποίηση, στην οποία θα δημιουργηθεί η εφαρμογή και το τέταρτο στάδιο είναι ο Έλεγχος, κατά τον οποίο, εξακριβώνεται αν η εφαρμογή ανταποκρίνεται στις αρχικές προδιαγραφές και επιπλέον, διαπιστώνονται λάθη, και παραλείψεις. Ανάλυση Κατά τη διάρκεια της Ανάλυσης γίνεται η συλλογή των απαιτήσεων και των αναγκών οι οποίες υπάρχουν και η εφαρμογή που θα δημιουργηθεί, καλείται να τις ικανοποιήσει. Η εξέλιξη της τεχνολογίας σε συνάρτηση με τη μείωση του κόστους των ηλεκτρονικών, οδήγησε στην ολοένα αυξανόμενη χρήση των φορητών συσκευών. Όπως αναφέρεται και σε άλλη ενότητα, από τη στιγμή που οι φορητές συσκευές έχουν μπει στην καθημερινότητα των περισσοτέρων, η εκπαίδευση δε θα μπορούσε να αποτελέσει εξαίρεση. Η χρήση της φορητής συσκευής κατά τη διάρκεια μιας εκπαιδευτικής διαδικασίας, την κάνει πιο ενδιαφέρουσα και παράλληλα ο μαθητής-χρήστης εξοικειώνεται με την τεχνολογία. Έγινε λοιπόν μια αναζήτηση στο διαδίκτυο και στις εκπαιδευτικές εφαρμογές που υπάρχουν. Διαπιστώθηκε ότι οι διαθέσιμες εκπαιδευτικές εφαρμογές για τα μαθήματα του σχολείου είναι ελάχιστες με αποτέλεσμα να υπάρχει ένα πολύ μεγάλο κενό. Παράλληλα, από τη διδακτική εμπειρία του γράφοντος προέκυψε ότι οι μαθητές της δευτεροβάθμιας τεχνικής και επαγγελματικής εκπαίδευσης δυσκολεύονται αρκετά να κατανοήσουν πολλά από τα αντικείμενα που υπάρχουν στο μάθημα των Δικτύων Η/Υ. Το αντικείμενο των Δικτύων είναι ιδιαίτερα σημαντικό και διαδεδομένο, μιας και η χρήση τους συνοδεύεται από πολλά πλεονεκτήματα (π.χ. διαμοιρασμός πόρων, cloud). Το προσωπικό που διαχειρίζεται και υποστηρίζει ένα δίκτυο, πρέπει να είναι σωστά καταρτισμένο. Για να γίνει αυτό, πρέπει η εκπαίδευση να είναι ουσιαστική και ο υποψήφιος να αποκτά γνώσεις σε βάθος. Στην επίσημη εκπαίδευση διατίθενται στους μαθητές σχολικά εγχειρίδια δικτύων υπολογιστών, τα οποία δεν έχουν σύγχρονα είδη ερωτήσεων ούτε την ικανότητα να προσελκύσουν την προσοχή των μαθητών. Παραθέτουν την ύλη με χρήσιμες πληροφορίες 107

109 και στο τέλος κάθε ενότητας περιέχουν ένα σύντομο σύνολο ερωτήσεων. Κρίνεται χρήσιμο λοιπόν, ότι πρέπει να δημιουργηθεί μια ηλεκτρονική εφαρμογή, η οποία θα καλύψει τις ανάγκες της εκπαίδευσης που δε μπορούν να κάνουν τα σχολικά βιβλία. Ηλεκτρονική, γιατί οι μαθητές σήμερα αρέσκονται να χρησιμοποιούν τις σύγχρονες τεχνολογίες, βρίσκοντάς τες ελκυστικές κυρίως για διασκέδαση αλλά και για την εκπόνηση εργασιών. Είναι σημαντικό, το διάβασμα αλλά και η διαδικασία της μάθησης να είναι ευχάριστη και ενδιαφέρουσα ώστε να είναι αποτελεσματική. Επιπρόσθετα, πρέπει να ληφθεί υπόψη το λειτουργικό σύστημα που θα υποστηρίξει την εφαρμογή. Κρίνοντας από τα στατιστικά στοιχεία που αφορούν τα σύγχρονα λειτουργικά συστήματα, παρατηρείται ότι το υψηλότερο ποσοστό, κατέχει το Android. Δεδομένου ότι οι μαθητές στη συντριπτική τους πλειοψηφία προτιμούν την απόκτηση μιας φορητής συσκευής με χαμηλό κόστος, τότε κρίνεται αναγκαίο η εφαρμογή να «τρέχει» στο λειτουργικό σύστημα της Google. Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, αποφασίστηκε η δημιουργία μιας εκπαιδευτικής εφαρμογής, στην οποία η πρόσβαση θα γίνεται μέσω φορητής συσκευής. Η εφαρμογή αυτή, όμως δεν θα διέφερε σε τίποτα από τις ερωτήσεις που παρέχει σε έντυπη μορφή το σχολικό βιβλίο, αν δεν υπήρχε μια σημαντική διαφορά. Η ανάδραση. Ο μαθητής, πρέπει στο τέλος μιας εκπαιδευτικής πράξης, να ανατροφοδοτείται ώστε να αντιληφθεί το βαθμό κατανόησης των αντικειμένων που διδάχτηκε και αυτό είναι κάτι που δε μπορεί να το κάνει άμεσα το σχολικό βιβλίο. Συνεπώς η εφαρμογή που θα αναπτυχθεί θα πρέπει να δίνει βάση στην ανάδραση, ώστε ο μαθητής να καταλαβαίνει το επίπεδο των γνώσεων που αποκόμισε και να επιτρέπει την αυτοαξιολόγηση του, όταν αυτός ολοκληρώσει κάποια ενότητα, ώστε να διορθώσει τα αδύνατά του σημεία. Από τα προαναφερθέντα, προκύπτει ότι η εφαρμογή πρέπει να διορθώνει άμεσα τα λάθη του μαθητή, ώστε η γνώση να γίνεται κτήμα του σε ελάχιστο χρονικό διάστημα. Για να πραγματοποιηθεί αυτό, είναι χρήσιμο να υπάρχει μία σελίδα με συγκεντρωμένες όλες τις απαντήσεις και επιπλέον ο χρήστης της εφαρμογής να έχει πρόσβαση σ αυτήν ανά πάσα στιγμή. Είναι σημαντικό, επειδή η ύλη κατά καιρούς αλλάζει όπως επίσης και τα σχολικά βιβλία, να υπάρχουν η δυνατότητα της ενημέρωσης της εφαρμογής με νέες λειτουργίες και υλικό. Έτσι λοιπόν, όταν ο χρήστης συνδέεται στο Google Play να γίνεται αυτόματα έλεγχος της έκδοσης και να προτείνεται η αναβάθμιση, όπως συμβαίνει και με τις υπόλοιπες εφαρμογές που έχει η συσκευή του. Έτσι λοιπόν, η εφαρμογή που θα δημιουργηθεί θα ασχολείται με το αντικείμενο του μαθήματος των δικτύων. Με βάση το αναλυτικό πρόγραμμα που παρέχεται από το 108

110 Υπουργείο Παιδείας για τα επαγγελματικά λύκεια, και υιοθετήθηκε για τις επαγγελματικές σχολές του υπουργείου Εργασίας οι ενότητες του μαθήματος Δίκτυα Η/Υ ΙΙ της Β τάξης των ΕΠΑΛ και ΕΠΑΣ είναι οι: Γ-Τοπικά Δίκτυα, Δ-Τοπικά Δίκτυα Υψηλών Επιδόσεων, Ε-Δίκτυα Ευρείας Περιοχής. Σχεδιασμός Στο στάδιο αυτό θα διατυπωθούν οι προδιαγραφές και θα παρουσιαστεί το εργαλείο ανάπτυξης της εκπαιδευτικής εφαρμογής. Για να υλοποιηθεί μια εκπαιδευτική ηλεκτρονική εφαρμογή, πρέπει να είναι σύμφωνη με τις αρχές σχεδίασης [97]. Αυτές είναι: 1) Αρχή των Πολυμέσων: Η εφαρμογή, πετυχαίνει το σκοπό της όταν συνδυάζει λέξεις και εικόνες. Οι πληροφορίες αποθηκεύονται στη μακρόχρονη μνήμη πιο εύκολα, απ ότι ένα ξερό και απρόσωπο κείμενο. 2) Αρχή της Γειτνίασης: Οι εικόνες και οι λέξεις πρέπει να βρίσκονται σε κοντινή απόσταση μεταξύ τους, ώστε να υπάρχει μειωμένος γνωστικός φόρτος. 3) Αρχή της Τροπικότητας: Είναι προτιμότερο οι λέξεις να παρουσιάζονται ακουστικά, παρά οπτικά. 4) Αρχή του Πλεονασμού: Είναι προτιμότερο να συνδυάζεται η αφήγηση με τη γραφική απεικόνιση, παρά εικόνα, κείμενο και αφήγηση. Όταν υπάρχει πλεονασμός υλικού, δημιουργείται ένα περιβάλλον που δρα αποθαρρυντικά και κουράζει τον εκπαιδευόμενο. Το ίδιο ισχύει για τις πολύπλοκες απεικονίσεις. 5) Αρχή της Συνοχής: Η πολυμεσική εφαρμογή, δεν πρέπει να έχει περιττές πληροφορίες, ακόμα και αν αυτές είναι σε μορφή εικόνας, ήχου ή κειμένου. Πρέπει να απεικονίζονται μόνο οι απαραίτητες πληροφορίες. 6) Αρχή της Προσωποποίησης: Ο τρόπος έκφρασης της εφαρμογής, θα πρέπει να είναι άμεσος και φιλικός. Η μάθηση επιτυγχάνεται πιο εύκολα και γρήγορα, όταν η διαδικασία έχει τη μορφή της συζήτησης. 7) Αρχές Σχεδίασης Αναλυτικών Παραδειγμάτων: ύπαρξη αναλυτικών παραδειγμάτων, που θα καθοδηγούν τους εκπαιδευόμενους για την επίλυση ενός προβλήματος. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται η αυτοματοποίηση της μεθοδολογίας επίλυσης. 8) Αρχές Σχεδίασης Ασκήσεων: Μετά από κάθε παράδειγμα, πρέπει να ακολουθεί ένα σύνολο άλυτων ασκήσεων ώστε να γίνει εφαρμογή από τον ίδιο το μαθητή. Οι 109

111 ασκήσεις αυτές, είναι δυνατό να είναι διαφοροποιημένες αρχικά σε μικρό βαθμό και στη συνέχεια πιο σύνθετες. Οι προδιαγραφές της εφαρμογής είναι οι παρακάτω: 1) Η εφαρμογή να «τρέχει» σε φορητή συσκευή με τις ελάχιστες δυνατές απαιτήσεις ώστε να είναι δυνατή η χρήση της και από συσκευές παλιότερης τεχνολογίας αρκεί το ΛΣ να είναι Android. 2) Η εφαρμογή θα ενημερώνεται από το Google Play οποτεδήποτε ο χρήστης συνδέεται σ αυτό. 3) Η ανατροφοδότηση πρέπει να είναι άμεση για να είναι αποτελεσματική. 4) Το περιβάλλον της εφαρμογής πρέπει να προσφέρει πληροφορίες γι αυτήν και παράλληλα να προσφέρεται η δυνατότητα επικοινωνίας με το δημιουργό της, ώστε να είναι δυνατή η αποστολή σχολίων, παραλείψεων και διορθώσεων. 5) Η ιστοσελίδα, πρέπει να παρέχει λινκ στην ηλεκτρονική μορφή του σχολικού εγχειριδίου, ώστε οι μαθητές να μπορούν να το ανοίξουν χωρίς να χρειάζεται να το αναζητήσουν και παράλληλα να έχουν τη δυνατότητα να το κατεβάσουν στη συσκευή τους [98]. Εργαλείο ανάπτυξης Ως Εργαλείο ανάπτυξης της εκπαιδευτικής αυτής εφαρμογής επιλέχθηκε το App Inventor 2, επειδή παρουσιάζει μια σειρά από πλεονεκτήματα που αναφέρονται στη συνέχεια αλλά και γιατί αποτελεί ένα πολύ ενδιαφέρον προγραμματιστικό εργαλείο κατάλληλο για μαθητές που δεν είναι εξοικειωμένοι στον προγραμματισμό. Έτσι λοιπόν, μέσω της παρούσας εργασίας γίνεται μια προσπάθεια επίδειξης μερικών δυνατοτήτων του App inventor ώστε να αντιληφθεί ο χρήστης τις ικανότητες του ηλεκτρονικού αυτού εργαλείου. App Inventor 2 Το App Inventor είναι μια web εφαρμογή ανοικτού κώδικα γραμμένη σε γλώσσα Java, που δημιουργήθηκε από τη Google. Χρησιμοποιείται για την υλοποίηση εφαρμογών για φορητές συσκευές με περιβάλλον Android. Στη συνέχεια το λογισμικό πέρασε στο MIT το οποίο το υποστηρίζει μέχρι σήμερα. Το περιβάλλον είναι πολύ εύχρηστο και επιτρέπει ακόμα και αρχάριους χρήστες να δημιουργήσουν τις δικές τους εφαρμογές, χωρίς να χρειάζεται να γράψουν κώδικα. Η τρέχουσα έκδοση της εφαρμογής είναι η 2 και έγινε 110

112 διαθέσιμη το Δεκέμβριο του Το App Inventor ακολουθεί τα χνάρια του Scratch και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για εκπαίδευση στον προγραμματισμό με τέτοιο τρόπο που να μην είναι δύσκολο στην εκμάθηση του από τον εκπαιδευόμενο. Αυτό επιτρέπει τους μαθητές από πολύ μικρή ηλικία να εξοικειώνονται με το αντικείμενο του προγραμματισμού και παράλληλα να αποκομίζουν πολύτιμες εμπειρίες. Το App inventor ανταποκρίνεται στη θεωρίες μάθησης του εποικοδομισμού η οποία αναφέρει πως ο μαθητής ανακαλύπτει μόνος του τη γνώση και θεωρείται ερευνητής και σχεδιαστής της δραστηριότητας, που μέσω της οποίας θα κατακτήσει τη γνώση [99-100]. Η χρήση προγραμματιστικών εργαλείων στην εκπαιδευτική δραστηριότητα είναι ιδιαίτερα σημαντική αφού παρουσιάζει ένα σύνολο πλεονεκτημάτων [101]. Αυτά είναι: Βοηθά τα παιδιά να αναπτύξουν κριτική σκέψη διαιρώντας ένα πρόβλημα, σε μικρότερα και απλούστερα με στόχο την ευκολότερη αντιμετώπισή τους Εισάγει το μαθητή στην επίλυση λογικών και μη προβλημάτων Ο μαθητής αντιλαμβάνεται τη σχέση αιτίας και αποτελέσματος Οι μαθητές μαθαίνουν να συνεργάζονται Να κατανοούν τη λογική σειρά των πραγμάτων Να αναπτύξουν τη φαντασία τους Εύκολη εγκατάσταση (για την πρώτη έκδοση του App Inventor ή χωρίς εγκατάσταση για τη 2η) Τα οφέλη που προκύπτουν για τους μαθητές είναι: κριτική σκέψη πρωτοβουλία επιλογή θέματος (όχι ο εκπαιδευτικός) μέσω brainstorming ενεργός συμμετοχή δημιουργικότητα ανακαλυπτική μάθηση ομαδικότητα (ρόλοι μέσα στην ομάδα) συνεργασία για επίτευξη των διδακτικών στόχων κατανόηση αποσαφήνιση επίλυση προβλημάτων υπευθυνότητα 111

113 κριτική αξιοποίηση πληροφοριών Για να χρησιμοποιήσει κάποιος το App Inventor μπορεί να επισκεφτεί την ιστοσελίδα του στην ηλεκτρονική διεύθυνση Η σελίδα περιλαμβάνει όλα όσα χρειάζεται ο νέος χρήστης για να ξεκινήσει να υλοποιεί τις εφαρμογές του. Υπάρχουν οδηγίες χρήσης της εφαρμογής, το περιβάλλον στο οποίο η εισαγωγή γίνεται μόνο αν ο χρήστης διαθέτει λογαριασμό της Google, μαθήματα εκμάθησης, βιβλιοθήκες που παρέχουν οδηγίες, έγγραφα, και αναφορές, εκπαιδευτικά εγχειρίδια (για εκπαιδευτικούς) και forum στο οποίο ο χρήστης μπορεί να ανταλλάξει ιδέες και να λύσει προβλήματα που εμφανίζονται στις εφαρμογές του. Στην ίδια σελίδα ανακοινώνονται όλα τα νέα του App Inventor, είτε ως αυτόνομες ανακοινώσεις είτε μέσω της ανακατεύθυνσης στο blog. Η ιστοσελίδα παρέχει και μελέτες και τις ιστορίες από τη χρήση τις εφαρμογής σε διάφορες εκπαιδευτικές δραστηριότητες. Έτσι λοιπόν, ο εκπαιδευτικός που επιθυμεί να ενσωματώσει στο μάθημα του την εκμάθηση του App Inventor, αποκτά μια σημαντική ενημέρωση από συναδέλφους του και κατανοεί αμέσως πώς μπορεί να χρησιμοποιήσει κατάλληλα το App Inventor ως εκπαιδευτικό εργαλείο προγραμματισμού. Όπως αναφέρθηκε και προηγουμένως το App Inventor είναι web εφαρμογή και αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό αφού παρέχει τρία σημαντικά πλεονεκτήματα. Μπορεί να λειτουργήσει από οποιοδήποτε Η/Υ που έχει πρόσβαση στο διαδίκτυο αρκεί να έχει εγκατεστημένο ένα περιηγητή. Ο περιορισμός που υπάρχει είναι, ότι οι μόνοι περιηγητές που είναι συμβατοί προς το παρόν με το App Inventor, είναι ο Mozilla Firefox και ο Google Chrome. Ο χρήστης δε χρειάζεται να εγκαταστήσει την εφαρμογή στον Η/Υ του. Επίσης, οποτεδήποτε ενσωματώνεται μια αναβάθμιση, δε χρειάζεται ο χρήστης να την κατεβάσει και να την εγκαταστήσει, αφού όλα γίνονται αυτόματα χωρίς εκείνος να επέμβει στη διαδικασία. Όταν θα μπει στο App Inventor θα ενημερωθεί ότι έχει γίνει αναβάθμιση. Ακόμα, όλα τα προγράμματα που γράφει ο χρήστης αποθηκεύονται στο cloud και έτσι μπορεί να έχει πρόσβαση σε αυτά, από οποιαδήποτε συσκευή (υπολογιστής, ταμπλέτα, έξυπνο κινητό τηλέφωνο) αρκεί να συνδέεται με το internet. Παράλληλα η αποθήκευση στο cloud του επιτρέπει το χρήστη να έχει αντίγραφα ασφαλείας των εφαρμογών του. Το App Inventor 2 έχει αρκετές διαφορές από τον προκάτοχό του. Προστέθηκαν νέες λειτουργίες και βελτιώθηκε το μενού των επιλογών στο οποίο έχει πρόσβαση ο χρήστης. Στη συνέχεια περιγράφονται τα πιο ενδιαφέροντα. Η βασική αλλαγή είναι το web περιβάλλον, σε αντίθεση με την έκδοση 1 που απαιτούσε από το χρήστη την εγκατάσταση 112

114 της εφαρμογής στον υπολογιστή του. Ο τύπος αρχείο του πηγαίου κώδικα έγινε aia σε αντίθεση με το zip που ίσχυε. Ο χρήστης μπορεί να προσθέσει νέες οθόνες είτε βρίσκεται στο Designer Mode είτε στο Blocks Mode (που στην προηγούμενη έκδοση δεν επιτρεπόταν). Στη σελίδα των μπλοκ, η ταξινόμηση τους έχει αλλάξει και τοποθετήθηκαν στα αριστερά της οθόνης. Οι διαδικασίες (μοιάζουν πολύ με τις μεθόδους), απέκτησαν δικιά τους κατηγορία. Επιπλέον μικρές αλλά σημαντικές αλλαγές, που βοηθούν το χρήστη έγιναν στα χρώματα, την προσομοίωση, στις μεταβλητές αλλά και σε ορισμένα μπλοκ. Εικόνα 44 Το περιβάλλον του App Inventor 2 Το μενού της εφαρμογής, περιλαμβάνει ένα γραφικό περιβάλλον που χωρίζεται σε τρία τμήματα. Στο κεντρικό τμήμα, κυριαρχεί η (υποθετική) οθόνη του smartphone. Στα αριστερά, υπάρχουν οι κατηγορίες με τα αντικείμενα που μπορεί να προσθέσει στην οθόνη, με τη χρήση της μεθόδου drag and drop και στα δεξιά υπάρχουν οι καρτέλες ιδιοτήτων και συστατικών όπου ο χρήστης μπορεί να ρυθμίσει το κάθε αντικείμενο, που έχει προσθέσει, ξεχωριστά. Η λογική που πρέπει να ακολουθήσει ο χρήστης, είναι να φτιάξει πρώτα το γραφικό περιβάλλον της εφαρμογής του, επιλέγοντας τα χαρακτηριστικά που θέλει και στη συνέχεια να μεταβεί από το χώρο σχεδιάσεως στο χώρο των μπλοκ όπου εκεί θα δηλώσει μεταβλητές και λειτουργίες. Στο πάνω μέρος της σελίδας υπάρχει ένα μενού από drop down τα οποία παρέχουν επιπρόσθετες λειτουργίες. Τα μενού αυτά είναι Project από το οποίο δημιουργείται νέο project, εισαγωγή project από τον υπολογιστή του χρήστη, διαγραφή και αποθήκευση. Το μενού Connect επιτρέπει τη δοκιμή της εφαρμογής είτε σε προσομοιωτή, είτε σε φορητή συσκευή. Το μενού Build παρέχει στο χρήστη την εφαρμογή 113

115 σε δύο μορφές. Η πρώτη δείχνει ένα κώδικα QR ώστε ο χρήστης μα κατεβάσει την εφαρμογή στη συσκευή (άμεσα) και η δεύτερη παράγει το apk ώστε να μεταφερθεί στη συσκευή έμμεσα, π.χ. μέσω καλωδίου. Το Help εμφανίζει πληροφορίες έκδοσης του App Inventor και συντομεύσεις για τις βιβλιοθήκες, το φόρουμ και τα μαθήματα εκμάθησης. Το My Projects εμφανίζει μια λίστα με όλα τα projects που έχει δημιουργήσει ο χρήστης και εμφανίζει ημερομηνίες δημιουργίας και τελευταίας τροποποίησης. Το Guide ανοίγει ένα νέο παράθυρο με το documentation της εφαρμογής και τέλος, το Report an Issue χρησιμεύει στην εμφάνιση των πιο συχνών προβλημάτων που αντιμετωπίζουν οι χρήστες και στην επικοινωνία με τον κατασκευαστή του App Inventor. Πιο αναλυτικά, το αριστερό τμήμα, που ονομάζεται παλέτα, χωρίζεται στις εξής κατηγορίες. Διεπαφή χρήστη, Διάταξη, Μέσα, Σχεδίαση και Σχεδιοκίνηση, Αισθητήρες, Αποθήκευση, Συνδεσιμότητα, Social, Lego Mindstorms. Το καθένα από αυτά περιλαμβάνει διάφορα αντικείμενα, όπως φαίνεται και στον πίνακα που ακολουθεί. Πίνακας 9 Οι Παλέτες και τα περιεχόμενα του App Inventor 2 Παλέτα Διεπαφή χρήστη Διάταξη Μέσα Σχεδίαση και Σχεδιοκίνηση Αισθητήρες Αποθήκευση Συνδεσιμότητα Social Lego Mindstorms Περιεχόμενα Πλήκτρο, checkbox, ρολόι, εικόνα, ετικέτα, λίστα, ειδοποίηση, πεδίο password, πεδίο κειμένου, κύλιση οριζόντιου άξονα, πρόσβαση σε περιβάλλον web Οριζόντια, κάθετη, πίνακας Φωτογραφική μηχανή, λήψη βίντεο, ηχογράφηση, αναπαραγωγή, αναγνώριση ήχου, μετατροπή κειμένου σε ήχο Sprite (αντικείμενο που εκτελεί ενέργειες και αλληλεπιδρά με άλλα sprites), Περιβάλλον σχεδίασης και κίνησης των sprites και ball (αντικείμενο που έχει περιορισμούς σε σχέση με το sprite) Επιταχυνσιόμετρο, εντοπιστής θέσης και σαρωτής barcode TinyDB, TinyWebDB, πρόκειται για τις βάσεις δεδομένων που μπορούν να αποθηκευτούν δεδομένα και πληροφορίες που αφορούν την εφαρμογή Web,εκκίνηση δραστηριότητας, Bluetooth πελάτης ή διακομιστής Επιλογή επαφής, , τηλεφωνική κλήση, γραπτά μηνύματα, Twitter Αισθητήρες χρώματος, φωτός, ήχου, αφής, υπερήχων και εντολές για χειρισμό ρομπότ από τη συσκευή του χρήστη 114

116 Στα δεξιά της οθόνης υπάρχουν τα Συστατικά, οι Ιδιότητες και τα Μέσα. Τα συστατικά, είναι μια λίστα που περιλαμβάνει όλα τα αντικείμενα που έχει τοποθετήσει ο χρήστης στην οθόνη του. Αυτά, ταξινομούνται ανάλογα με τη θέση τους και είναι δυνατή η αλλαγή της προεπιλεγμένης ονομασίας σε αυτή που επιθυμεί ο χρήστης. Οι ονομασίες αυτές είναι πολύ χρήσιμες γιατί αυτές θα χρησιμοποιηθούν στο προγραμματισμό. Οι ιδιότητες, αναφέρονται σε κάθε ένα από τα αντικείμενα που έχει βάλει στην οθόνη ο χρήστης. Οι ιδιότητες περιλαμβάνουν χρώματα, μεγέθη, αλλαγή διάταξης, βοηθητικά μηνύματα για το χρήστη. Τα Μέσα, περιλαμβάνουν όλες τις εικόνες που χρησιμοποιεί η εφαρμογή. Αυτές τις ανεβάζει ο χρήστης και στη συνέχεια τις τοποθετεί εκεί που επιθυμεί μέσω του προγράμματος. Ο χρήστης σχεδιάζει το περιβάλλον της κάθε οθόνης όπως επιθυμεί με τη χρήση των συστατικών που αναφέρθηκαν παραπάνω. Στη συνέχεια, για την κάθε μια οθόνη μεταβαίνει στην καρτέλα των Blocks. Εικόνα 45 Το περιβάλλον των blocks Η καρτέλα χωρίζεται σε δύο τμήματα όπου στο αριστερό βρίσκονται τα μπλοκ και στην υπόλοιπη οθόνη είναι το περιβάλλον στο οποίο ο χρήστης τα τοποθετεί. Τα μπλοκ χωρίζονται σε δύο κατηγορίες. Στην πρώτη είναι τα ανώνυμα μπλοκ τα οποία ο χρήστης τα χρησιμοποιεί για να εκτελέσει διάφορες λειτουργίες. Έτσι λοιπόν, αυτά αφορούν τον έλεγχο με τη χρήση της επαναληπτικής δομή while αλλά και των συνθηκών διακλάδωσης if, if-then-else. Επίσης στη σελίδα αυτή, είναι διαθέσιμα μπλοκ όπως το άνοιγμα άλλης οθόνης, κλείσιμο οθόνης και κλείσιμο εφαρμογής. Όλα τα προαναφερθέντα μπλοκ έχουν πορτοκαλί χρώμα. Στη 115

117 συνέχεια είναι τα μπλοκ των λογικών πράξεων. And, or, not, =. >, <, και οι τιμές true, false. Το χρώμα των μπλοκ είναι πράσινο. Ακολουθούν τα μαθηματικά μπλοκ, με όλες τις πράξεις, τιμές, τυχαίους αριθμούς, στρογγυλοποιήσεις, τριγωνομετρικούς αριθμούς, όπως επίσης και έλεγχος αν το όρισμα είναι αριθμός. Το χρώμα αυτών των μπλοκ είναι μπλε. Στη συνέχεια είναι τα μπλοκ κειμένου. Οι εντολές ελέγχουν για αλφαριθμητικά, μετατρέπουν κεφαλαία σε πεζά και το αντίστροφο, διασπούν ένα αλφαριθμητικό στα κενά του και αντικαθιστούν ένα κείμενο. Το χρώμα που αντιστοιχεί στα μπλοκ αυτά, είναι το φούξια. Ακολουθούν οι λίστες. Ο χρήστης μπορεί να δημιουργήσει κενές λίστες, ή να τοποθετήσει αντικείμενα σ αυτές εξ αρχής. Μπορεί να γίνει έλεγχος αν ένα αντικείμενο υπάρχει ήδη στη λίστα, όπως επίσης και να μετρηθούν τα αντικείμενα μιας λίστας. Ο χρήστης με κατάλληλες εντολές μπορεί να προσθέσει και να αλλάξει κάποια από τα στοιχεία της λίστας, να αντιγράψει τα στοιχεία μιας λίστας σε μια άλλη και να μεταφερθούν δεδομένα από πίνακες CSV και ακόμα να κάνει αναζήτηση ενός αντικειμένου σε μια λίστα. Το χρώμα των λιστών είναι γαλάζιο. Το μπλοκ των χρωμάτων επιτρέπει την εμφάνιση των 13 πιο γνωστών χρωμάτων. Τα μπλοκ των μεταβλητών, επιτρέπουν τη δημιουργία, αρχικοποίηση, τοπικών και καθολικών μεταβλητών. Το χρώμα των μεταβλητών είναι πορτοκαλί. Τελευταίο μπλοκ είναι οι διαδικασίες. Το χρώμα τους είναι το μωβ. Η δεύτερη κατηγορία των μπλοκ, σχετίζεται άμεσα με τα αντικείμενα που τοποθετήθηκαν σε μια οθόνη από τον ίδιο το χρήστη. Για το κάθε ένα αντικείμενο της οθόνης, διατίθεται ένα σετ εντολών. Για παράδειγμα, υπάρχουν μπλοκ που αφορούν τη διαχείριση της οθόνης που προβάλλεται στο χρήστη και οι εντολές αφορούν την εμφάνιση μηνυμάτων και την εκτέλεση άλλων διαδικασιών. Τέτοιες είναι οι τίτλοι, αλλαγές χρωμάτων, άνοιγμα και κλείσιμο μια οθόνης και χρήση εικόνας ως φόντο. Η ύπαρξη τουλάχιστον μιας οθόνης σε μια εφαρμογή είναι δεδομένη. Τα μπλοκ που αφορούν την κάθε οθόνη σχετίζονται είτε με το άνοιγμα και κλείσιμο μιας άλλης, είτε με λεπτομέρειες που καθορίζουν την ίδια. Το τελευταίο σημαίνει ότι ρυθμίζονται παράμετροι, όπως το φόντο, οι εικόνες, τα χρώματα και η σχεδιοκίνηση. Μπορούν να ρυθμιστούν ο προσανατολισμός, το ύψος και το πλάτος της οθόνης. Για τα αντικείμενα εικόνας, τα μπλοκ αφορούν τη μεταβολή του μεγέθους της, αντικατάστασή της από άλλη και προσθήκη σχεδιοκίνησης. Ο χρήστης επιπλέον, μπορεί να επιλέξει πότε η εικόνα θα είναι ορατή και πότε όχι, όπως επίσης και ποια μηνύματα θα εμφανίζονται στην οθόνη. Τα αντικείμενα διάταξης έχουν μπλοκ που σχετίζονται με τον τρόπο εμφάνισης της πληροφορίας [ ]. 116

118 Δοκιμές Για να δοκιμάσει ο χρήστης την εφαρμογή που έχει φτιάξει, μπορεί να επιλέξει έναν από τους τρεις τρόπους που περιγράφονται. Ο πρώτος από αυτούς είναι η σύνδεση του App Inventor με τη συσκευή μέσω Wi-Fi. Ο χρήστης βλέπει την εκτέλεση της εφαρμογής του και σε πραγματικό χρόνο μπορεί να επέμβει στον κώδικα και να κάνει αλλαγές. Οι αλλαγές περνούν αυτόματο στη συσκευή. Για να λειτουργήσει αυτή η μέθοδος, πρέπει στη συσκευή να εγκατασταθεί το MIT AI2 Companion App που είναι διαθέσιμο στο Google Play. Αμέσως μετά πραγματοποιείται η σύνδεση μεταξύ του App Inventor και της συσκευής μέσω κώδικα QR ή με την εισαγωγή στη συσκευή ενός κωδικού που παρέχει το App Inventor. Αμέσως μετά, η εφαρμογή πρέπει να εκτελεστεί κανονικά και παράλληλα η διεύθυνση IP της εμφανίζεται και στον υπολογιστή. Σε οποιαδήποτε οθόνη της εφαρμογής και αν βρίσκεται ο χρήστης, ο κώδικας της εμφανίζεται στην οθόνη του υπολογιστή του. Εικόνα 46 Η σύνδεση μέσω Wi-Fi είναι η προτεινόμενη από τους κατασκευαστές Ο δεύτερος τρόπος δοκιμής είναι η χρήση του προσομοιωτή. Αυτός ο τρόπος επίσης προτείνεται γι αυτούς που θέλουν να φτιάξουν εφαρμογές χωρίς να διαθέτουν κάποια συσκευή που να εκτελεί το ΛΣ Android. Το μειονέκτημα του προσομοιωτή είναι ότι αργεί να δείξει άλλες οθόνες και πολλές φορές κολλάει. Η δε εκκίνηση λειτουργία του προσομοιωτή χρειάζεται περίπου δύο λεπτά για να εκκινήσει. Για να γίνει η χρήση του προσομοιωτή πρέπει ο χρήστης να εγκαταστήσει στον υπολογιστή του το aistarter, που είναι διαθέσιμο μόνο για Windows και Linux. Οποιαδήποτε στιγμή, ο χρήστης μπορεί να δημιουργήσει το apk αρχείο και να το μεταφέρει στη συσκευή του για να δοκιμάσει την εφαρμογή. Ο τρίτος τρόπος δοκιμής είναι η σύνδεση της συσκευής μέσω USB με τον υπολογιστή. 117

119 Εικόνα 47 Ενδεικτικές απεικονίσεις του προσομοιωτή Ο χρήστης πρέπει να κατεβάσει το κατάλληλο πρόγραμμα, ανάλογα με το ΛΣ του υπολογιστή του και στη συνέχεια να ακολουθήσει τα ίδια βήματα με τον προηγούμενο τρόπο. Στο τέλος, πρέπει να δοκιμάσει αν λειτουργεί η σύνδεση. Ο έλεγχος της σύνδεσης γίνεται μέσω του περιηγητή. Εικόνα 48 Ενδεικτική σύνδεση μέσω USB Οι απαιτήσεις που έχει το App Inventor είναι: Λειτουργικό σύστημα windows XP ή ανώτερο, GNU/Linux Ubuntu 8 ή ανώτερο, Debian 5 ή ανώτερο και Mac OS X 10.5 ή ανώτερο. Οι περιηγητές ιστοσελίδων που υποστηρίζονται είναι οι Firefox 3.6, Safari 5.0, Chrome 4.0 και όλες οι μεταγενέστερες εκδόσεις. Ο internet Explorer προς το παρόν δεν υποστηρίζεται. Σχετικά με τη συσκευή (τηλέφωνο ή ταμπλέτα), πρέπει να έχει ΛΣ Android 2.3 ή ανώτερο [104]. Υλοποίηση Πριν ξεκινήσει η υλοποίηση έγινε ο σχεδιασμός των οθονών που θα υπάρχουν στην εφαρμογή. Αποφασίστηκε να υπάρχει μια αρχική σελίδα η οποία θα υποδέχεται το χρήστη 118

120 και από εκεί θα μπορεί να κατευθυνθεί μέσω ενός μενού στις υπόλοιπες σελίδες της εφαρμογής. Στη συνέχεια, θα υπάρχει μια σελίδα μέσω της οποίας ο χρήστης θα επιλέγει την ενότητα του βιβλίου που επιθυμεί να εξεταστεί. Το βιβλίο είναι χωρισμένο σε τρεις ενότητες και αυτό θα ισχύει και με τις ερωτήσεις της εφαρμογής. Η εφαρμογή θα πρέπει να έχει μια σελίδα που θα έχει πληροφορίες γι αυτήν, όπως επίσης και έναν υπερσύνδεσμο που θα οδηγεί στη ψηφιακή έκδοση του σχολικού βιβλίου ώστε να μπορεί ο χρήστης να την κατεβάσει στη συσκευή του και να έχει τη δυνατότητα ανά πάσα στιγμή να ανατρέξει σ αυτήν. Επιπρόσθετα πρέπει να υπάρχει ένα πλήκτρο που να τερματίζει την εφαρμογή και ο χρήστης να οδηγείται στο μενού της συσκευής. Από εκεί και πέρα πρέπει να δημιουργηθεί μια οθόνη που θα περιλαμβάνει το σετ των ερωτήσεων. Το κάθε σετ έχει ερωτήσεις, αριθμημένες και ο χρήστης πληκτρολογεί την απάντησή τους. Αφού γράψει την απάντηση, θα γίνεται έλεγχος για την ορθότητά της και θα εμφανίζεται σχετικό μήνυμα. Από κάθε ερώτηση μπορεί να πάει στην επόμενη ή στην προηγούμενη χωρίς να απαντήσει κάποια από τις ενδιάμεσες και αυτό γιατί η εφαρμογή δεν αποτελεί σύστημα εξέτασης αλλά σύστημα ατομικής αξιολόγησης. Έτσι λοιπόν, στην αρχική σελίδα τοποθετήθηκαν τρία πλήκτρα. Το πρώτο από αυτά, ονομάζεται «Ασκήσεις», το δεύτερο «Σχετικά» και το τρίτο «Έξοδος». Όταν ο χρήστης επιλέξει τις «Ασκήσεις», εμφανίζεται μπροστά του μια νέα οθόνη που του επιτρέπει να επιλέξει μία από τις τρεις διαθέσιμες ενότητες και τις «Λύσεις». Στο παρακάτω διάγραμμα εμφανίζεται η ιεραρχία των σελίδων της εφαρμογής. Εικόνα 49 Η ιεραρχία των οθονών της εφαρμογής Επειδή οι ερωτήσεις δεν υπήρχαν έτοιμες, κρίθηκε απαραίτητος ο έλεγχος του σχολικού βιβλίου και η δημιουργία των ερωτήσεων από το μηδέν. Προέκυψε ένα πολύ μεγάλο πλήθος, 107 ερωτήσεων. Δημιουργήθηκε το σετ ερωτήσεων και οι απαντήσεις τους 119

121 και έγινε πάλι έλεγχος για το αν υπάρχουν λάθη. Στη συνέχεια οι ερωτήσεις και οι απαντήσεις ψηφιοποιήθηκαν. Μέσα στο περιβάλλον του App Inventor δημιουργήθηκαν πρώτα οι σελίδες της εφαρμογής. Στη συνέχεια, σχεδιάστηκαν οι οθόνες. Πρώτα η εισαγωγική, στην οποία τοποθετήθηκε μια εικόνα και από κάτω τα πλήκτρα. Για το κάθε αντικείμενο της οθόνης, ρυθμίστηκαν ανάλογα οι ιδιότητες. Πιο αναλυτικά η εικόνα, τοποθετήθηκε στο άνω μέρος και ρυθμίστηκε ώστε να πιάνει όλο το πλάτος της οθόνης. Πάνω από την εικόνα, ορίστηκε η επικεφαλίδα της σελίδας. Στη συνέχεια τοποθετήθηκε μια μικρή εισαγωγή σε ένα πλαίσιο κειμένου και έπειτα σε κάθετη διάταξη τα πλήκτρα. Επίσης τοποθετήθηκε ο αριθμός της έκδοσης και η ημερομηνίας ολοκλήρωσης της εφαρμογής. Όλα αυτά έγιναν στο Περιβάλλον της Σχεδίασης. Ακολούθησε η δημιουργία του προγράμματος στο Περιβάλλον των μπλοκς. Εκεί για το κάθε πλήκτρο δημιουργήθηκε η εντολή της ανακατεύθυνσης. Για παράδειγμα, αν ο χρήστης επιλέξει το πλήκτρο Ασκήσεις, πρέπει να οδηγηθεί στην αντίστοιχη σελίδα. Σειρά είχε η καρτέλα της επικοινωνίας. Εκεί, προστέθηκε το κείμενο, ένα πλήκτρο που να επιστρέφει το χρήστη στην αρχική σελίδα και ένα link μέσω του οποίου ο χρήστης κατεβάζει το βιβλίο (γίνεται ανακατεύθυνση στο Ινστιτούτο Εκπαιδευτικής Πολιτικής, πρώην Παιδαγωγικό Ινστιτούτο). Η σελίδα «Ασκήσεις» παρέχει μια εικόνα και από κάτω, τέσσερα πλήκτρα, τα οποία οδηγούν το καθένα στην κάθε μία από τις ενότητες του βιβλίου εκτός από την τελευταία που οδηγεί στις «Απαντήσεις». Υπάρχει και ένα πέμπτο πλήκτρο, το οποίο όταν πατηθεί, θα επιστρέψει το χρήστη στην «Αρχική Σελίδα», Ο κώδικας της σελίδας είναι αρκετά απλός, μιας που παρέχει εντολές για τη δρομολόγηση στην κατάλληλη σελίδα (ενότητα), ανάλογα με την επιλογή του χρήστη. Οι σελίδες «Ενότητα Γ», «Ενότητα Δ», «Ενότητα Ε» δημιουργήθηκαν με όμοιο τρόπο. Στο περιβάλλον σχεδίασης, τοποθετήθηκε στο πάνω μέρος αντικείμενο εικόνας (για όσες ερωτήσεις διαθέτουν εικόνες) και από κάτω πεδίο κειμένου που εμφανίζει την ερώτηση. Μέσα σ αυτό, άλλο πεδίο κειμένου, όπου δείχνει τον αύξοντα αριθμό της ερώτησης με διαχωρισμό μεταξύ τους μια τελεία. Κάτω ακριβώς από την ερώτηση, βρίσκεται ένα πεδίο το οποίο ζητά από το χρήστη να πληκτρολογήσει την απάντησή του και δίπλα βρίσκεται το πλήκτρο «Απάντηση». Κάτω από το πεδίο κειμένου, υπάρχει ένα κενό πεδίο κειμένου, το οποίο εμφανίζει αν η απάντηση που υποβάλει ο χρήστης είναι σωστή ή όχι. Στη συνέχεια, υπάρχουν δύο πλήκτρα τα οποία επιτρέπουν την πλοήγηση σε προηγούμενη ή επόμενη ερώτηση. Κάτω από αυτά τα πλήκτρα υπάρχει ένα άλλο που επιτρέπει την επιστροφή στο Κεντρικό Μενού. Η καρτέλα «Απαντήσεις» 120

122 περιλαμβάνει ένα πεδίο κειμένου που αναφέρει όλες τις απαντήσεις και ένα πλήκτρο που επιστρέφει στη σελίδα «Ασκήσεις». Αφού τελείωσε η σχεδίαση ακολούθησε ο προγραμματισμός της οθόνης. Πρώτα προγραμματίστηκε το πλήκτρο της επιστροφής στο κεντρικό μενού. Στη συνέχεια δημιουργήθηκε μια καθολική μεταβλητή και ορίστηκε η τιμή της στο 1. Αμέσως μετά, δημιουργήθηκαν τρεις λίστες. Η πρώτη είχε όλες τις ερωτήσεις της ενότητας, η δεύτερη όλες τις απαντήσεις και η τρίτη όλες τις εικόνες. Αμέσως μετά, δηλώθηκε τι θα γίνεται όταν ξεκινά η οθόνη. Ο αύξοντας αριθμός ορίστηκε στο 1 και το σύστημα τραβά την πρώτη ερώτηση και την εμφανίζει στο κατάλληλο πεδίο. Ακολούθως, το σύστημα τραβά και την πρώτη φωτογραφία για να συμπληρώσει την πρώτη ερώτηση. Όταν ο χρήστης γράψει μια πιθανή απάντηση, τότε γίνεται έλεγχος μέσω μιας If. Η συνθήκη της, επιβάλει τη μετατροπή της απάντησης σε κεφαλαία γράμματα και τη συγκρίνει με την απάντηση που είναι στο σύστημα, αφού μετατραπεί και αυτή σε κεφαλαία γράμματα. Αν η σύγκριση είναι αληθής, τότε εμφανίζεται η ανατροφοδότηση με θετικό περιεχόμενο, διαφορετικά αναφέρει στο χρήστη ότι έχει κάνει λάθος και παράλληλα του εμφανίζει τη σωστή. Όταν ο χρήστης επιλέγει να εμφανιστεί η επόμενη ερώτηση, τότε ο δείκτης αυξάνεται κατά ένα και το σύστημα ελέγχει αν έχει φτάσει στο μέγιστο αριθμό των ερωτήσεων. Αν όχι, εμφανίζει την επόμενη ερώτηση. Αν ναι, τότε ο μετρητής μηδενίζεται και εμφανίζεται η πρώτη ερώτηση που είναι καταχωρημένη. Το ίδιο ισχύει και για τη λίστα της σωστής απάντησης, αλλά και για τη λίστα της εικόνας. Το πεδίο κειμένου, επειδή είναι πιθανό να έχει κάποια ημιτελή ή ολοκληρωμένη απάντηση, σβήνεται και το ίδιο συμβαίνει με το πεδίο της ανατροφοδότησης. Με αντίστοιχο τρόπο λειτουργεί και το πλήκτρο που δείχνει την προηγούμενη απάντηση. Ο κώδικας όλης της εφαρμογής, βρίσκεται στο παράρτημα A. Έλεγχος Στο τέταρτο και τελευταίο στάδιο, γίνεται ο έλεγχος της εφαρμογής. Δοκιμάζεται σε φορητές συσκευές, ταμπλέτες και έξυπνα κινητά τηλέφωνα. Παρουσιάστηκαν προβλήματα, όπως το διαφορετικό ύψος ορισμένων εικόνων, που συντέλεσε στο να εμφανίζονται τα πλήκτρα ελάχιστα πιο κάτω πιο πάνω από τη θέση που είχαν στην προηγούμενη ερώτηση. Αυτό είναι πολύ ενοχλητικό για το χρήστη της εφαρμογής, αφού ήταν υποχρεωμένος να ακολουθεί το πλήκτρο στη νέα θέση που εμφανιζόταν. Η διόρθωση έγινε από τη ρύθμιση του ύψους των εικόνων σε σταθερό αριθμό pixels. Επίσης, όταν τελείωναν οι ερωτήσεις 121

123 που είχαν εικόνες, η τελευταία εικόνα, συνέχιζε να εμφανίζεται σε όλες τις επόμενες ερωτήσεις, κάτι που δεν έπρεπε να συμβαίνει αφού είναι λάθος. Εικόνα 50 Η τελική έκδοση της εφαρμογής Για το λόγο αυτό προστέθηκε τμήμα στο πρόγραμμα που ήλεγχε αν πρέπει σε μια ερώτηση αντιστοιχεί εικόνα. Αν ναι, εμφανιζόταν αυτή που έπρεπε διαφορετικά, δεν εμφανίζει καμία εικόνα και το κενό που δημιουργείται καλύπτεται από το κείμενο της ερώτησης. Στη σελίδα «Σχετικά» προστέθηκε και ένα επικοινωνίας ώστε να είναι δυνατή η επικοινωνία του χρήστη με τον προγραμματιστή. Ένα άλλο πρόβλημα που παρουσιάστηκε ήταν η εισαγωγή των απαντήσεων του χρήστη, όταν όλα τα γράμματα είναι πεζά, ή κεφαλαία. Για να λυθεί το πρόβλημα, αποφασίστηκε όποια απάντηση δίνει ο χρήστης, όλα τα γράμματά της να μετατρέπονται σε κεφαλαία και τότε να ελέγχεται αν η απάντηση είναι σωστή. 122

124 Επίλογος-Συμπεράσματα Ο σκοπός εκπόνησης της παρούσας διατριβής ήταν η μελέτη των διεπαφών φορητών συσκευών και των τεχνολογιών αλληλεπίδρασης. Δόθηκε ιδιαίτερη προσοχή, ώστε να μελετηθούν όλα τα αντικείμενα σε βάθος. Κρίθηκε ιδιαίτερα σημαντική, η αναζήτηση της εξέλιξης τους από την πρώτη τους εμφάνιση, μέχρι σήμερα και αυτό γιατί έτσι δίνεται στον αναγνώστη η ευκαιρία να αντιληφθεί την πολυπλοκότητα όλων των τεχνολογιών που του παρουσιάζονται. Αυτό αποτελεί εφόδιο για τον ερευνητή, αφού είναι σε θέση να προβλέψει τις μελλοντικές εξελίξεις που θα εμφανιστούν. Οι τεχνολογίες αλληλεπίδρασης εξελίσσονται διαρκώς. Η ασύρματη επικοινωνία αποκτά διαρκώς νέες μορφές π.χ. Bluetooth, 4G και σύντομα θα εξαπλωθούν ακόμα πιο σύγχρονες μορφές όπως το 5G. Η χρησιμότητά τους είναι μεγάλη και κρίνεται αναγκαία αφού θα ενσωματωθούν ακόμα πιο γρήγορα σε εφαρμογές της καθημερινότητάς μας, είτε για επικοινωνία, ανταλλαγή δεδομένων, ηλεκτρονικά εισιτήρια και πολύπλοκα οικιακά δίκτυα, στα οποία όλες οι ηλεκτρικές συσκευές θα είναι διασυνδεμένες. Το θέμα της ασφάλειας, αλλά και των προσωπικών δεδομένων είναι τεράστιας σημασίας και θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη για όλες τις τεχνολογίες που εμφανίζονται. Η σημερινή εποχή, χαρακτηρίστηκε ως εποχή της πληροφορίας και συνεπώς η χρήση σύγχρονων τεχνολογιών για τη μετάδοσή τους, θεωρείται δεδομένη. Μεγάλο ενδιαφέρον παρουσίασε η εφαρμογή App Inventor 2 λόγω της ποικιλίας εργαλείων που διαθέτει. Πρόκειται για ένα εξαιρετικό εκπαιδευτικό εργαλείο το οποίο μπορεί ο εκπαιδευτικός να το αξιοποιήσει στο έπακρο για την εκπαιδευτική διαδικασία, είτε ως μέσω αξιολόγησης των γνώσεων που αποκτά ο μαθητής, είτε ως προγραμματιστικό εργαλείο. Τα τελευταία χρόνια εμφανίστηκαν οι γραφικές γλώσσες, δίνουν τη δυνατότητα να ασχοληθούν οι μαθητές με το αντικείμενο του προγραμματισμού από μικρότερη ηλικία. Παράλληλα, αποκτούν πολλά οφέλη π.χ. πρωτοβουλία, κριτική ικανότητα κτλ. Αυτό είναι πολύ σημαντικό, γιατί τα παιδιά από πολύ νωρίς εξοικειώνονται με τις πλέον σύγχρονες τεχνολογίες και αυτό θα οδηγήσει στην ακόμα ταχύτερη ανάπτυξη της τεχνολογίας, μέσω της εμφάνισης νέων εφαρμογών και εργαλείων. Σχετικά με την εφαρμογή που δημιουργήθηκε, θα μπορούσε μελλοντικά να επεκταθεί με απλές προσθήκες αρχικά, π.χ. ύπαρξη συστήματος βαθμολογίας, μέχρι να παρέχει πρόσβαση σε παρουσιάσεις του μαθήματος, βίντεο, ακόμα και podcast. Παράλληλα, η εμφάνιση και η χρήση τέτοιων εφαρμογών στα περισσότερα μαθήματα, τόσο της δευτεροβάθμιας όσο και της τριτοβάθμιας εκπαίδευσης θεωρείται δεδομένη. 123

125 Πίνακας Συντμήσεων Σύντμηση Επεξήγηση ΛΣ ΤΠΕ A2DP AAC ACL ADSL AES AP API ARP ATT AVCTP AVDTP BNEP BSD BSP BSS BYOD CD CLR CDMA CSMA/CA CSMA/CD CSV DAAP DHCP DLNA DMAP DMC DMP Digital Media Player DMPr Λειτουργικό Σύστημα Τεχνολογίες της Πληροφορίας και των Επικοινωνιών Advanced Audio distribution Profile Advanced Audio Coding Asynchronous Connection-Less Asymmetric Digital Subscriber Line Advanced Encryption Standard Access Point Application Program Interface Address Resolution Protocol Low Energy Attribute Protocol Audio/video control transport protocol Audio/video data transport protocol Bluetooth network encapsulation protocol Berkeley Software Distribution Board Support Package Basic Service Set Bring Your Own Device Compact Disc Common Language Runtime Code Division Multiple Access Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection comma separated values Digital Audio Access Protocol Dynamic Host Configuration Protocol Digital Living Network Alliance Digital Media Access Protocol Digital Media Controller Digital Media Player Digital Media Printer 124

126 DMR DMS DNS DPAP DSSS EDGE ESS FHSS GIF GPRS GPS GSM HCI HID HD HTML HTTP IBSS IEEE IMT-2000 IP IPC IR ISM JIT Κbps KDE L2CAP LAN LE LL LMP LMS LTE Digital Media Renderer Digital Media Server Domain Name System Digital Photo Access Protocol Direct Sequence Spread Spectrum Enhanced data rates for GSM Evolution Extended Service Set Frequency Hopping Spread Spectrum Graphics Interchange Format General Packet Radio Service Global Positioning System Global System for Mobile Host Controller Interface Human Interface Device High Definition HyperText Markup Language HyperText Transfer Protocol Independent Basic Service Set Institute of Electrical and Electronics Engineers International Mobile Telecommunications-2000 Internet Protocol Inter-Process Communication Infrared Industrial, Scientific, Medical Just in time Compilation kilobits per second K Desktop Environment Logical link control and adaptation protocol Local Area Network Low Energy Link Layer Link management protocol Learning Management System Long Term Evolution 125

127 M-DMC M-DMD M-DMP M-DMS M-DMU M-NCF MAC MAP Mbps ME MIU MIT MMS NAS ΝΑΤ NDEF NFC OBEX OFDM OpenGL ES OSI P2P PAN ΡΑΤ PLC PLN PPPoE QR RFCOM RFID SCO SD SE Mobile Digital Media Controller Mobile Digital Media Downloader Mobile Digital Media Player Mobile Digital Media Server Mobile Digital Media Uploader Mobile Network Connectivity Function Media Access Control Message Access Profile Megabit per second Micro Edition Media Interoperability Unit Massachusetts Institute of Technology Multimedia Messaging Service Network-attached storage Network Address Translation NFC Data Exchange Format Near Field Communication Object exchange Orthogonal Frequency Division Multiplexing Open Graphics Library for Embedded systems Open system Intrconnection Peer to peer Personal Area Network Port Address Translation Power Line Communicator Power Line Network Point to Point Protocol over Ethernet Quick Response Radio frequency communication Radio Frequency Identification Synchronous connection-oriented secure digital Standard Edition 126

128 SDK SDP SGL SIG SIM SMP SMS SNR SOAP SSID SSL TCP TCP/IP TDMA TKIP UART UMTS UPnP URL USSD VPN WEP WLAN WPA XML XMPP Software Development Kit Service discovery protocol Skia Graphics Library Special Interest Group Subscriber Identity Module Low Energy Security Manager Protocol Short message Service Signal to Noise Ratio Simple Object Access Protocol Service Set Identifier Secure Socket Layer Telephony control protocol Transmission Control Protocol Time Division Multiple Access Temporal Key Integrity Protocol Universal Asynchronous Receiver/Transmitter Universal Mobile Telecommunications System Universal Plug and Play Uniform Resource Locator Unstructured Supplementary Service Data Virtual Private Network Wired Equivalent Privacy wireless LAN Wi-Fi Protected Access Extensible Markup Language extensive Messaging and Presence Protocol 127

129 Παράρτημα Α 128

130 129

131 130

132 131

133 132

134 133