基于iOS 平臺(tái)iPad教育軟件的開發(fā)

邱文娟

摘 要 iPad的眾多優(yōu)點(diǎn)使得iPad已作為一種現(xiàn)代化教育裝備被引入學(xué)校課堂，成為學(xué)生的學(xué)習(xí)工具。本文討論了iPad教育軟件開發(fā)前景，介紹了iPad上運(yùn)行的iOS操作系統(tǒng)以及其開發(fā)iPad教育軟件的環(huán)境。

關(guān)鍵詞 iOS iPad 教育軟件

中圖分類號(hào)：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

The Development of iPad Educational Software Based on iOS Platform

QIU Wenjuan

(School of Computer Science and Educational Software, Guangzhou University, Guangzhou, Guangdong 510006)

Abstract The many advantages of the iPad make iPad as a modern educational equipment, has been introduced into the school classroom, become students' learning tool. This article discusses the development prospects of the iPad educational software, iOS operating system running on the iPad, and iPad educational software development environment.

Key words iOS; iPad; educational software

蘋果公司于2010年1月底宣布推出平板電腦iPad，截止到2011年3月，iPad在全球的銷售量達(dá)到了1500萬(wàn)臺(tái)。2011年3月11日，iPad2開始銷售，而在一周之內(nèi)就達(dá)到了100萬(wàn)臺(tái)的銷售量。ZDC數(shù)據(jù)顯示，基于iOS的蘋果iPad占據(jù)了全球平板電腦市場(chǎng)超過(guò)80%的份額。

iPad為何如此深受人們的追捧呢？它的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。首先，iPad的體積和重量較為輕便，人們可以直接捧在手上進(jìn)行操作；其次，它采用手寫和觸摸的方式進(jìn)行操作，無(wú)論是站立還是在移動(dòng)中都可以進(jìn)行操作；再有，它還能通過(guò)wi-fi或3G隨時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接?？梢哉f(shuō)iPad集多種媒介不同的優(yōu)點(diǎn)于一身：能像手機(jī)、筆記本電腦一樣隨身攜帶，而比前者屏幕更大更適合展示大量信息，比后者更輕更薄而且電池續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng)。iPad是體驗(yàn)網(wǎng)上沖浪、查看圖片和視頻，以及使用各種應(yīng)用的理想之選，但它同時(shí)也迅速成為一種商務(wù)工具，因此，受到了白領(lǐng)階層的喜愛。

1 iPad教育軟件開發(fā)前景

iPad大潮襲來(lái)，它不僅僅是大人的工作、生活的工具。目前iPad已作為一種現(xiàn)代化教育裝備被引入學(xué)校課堂，越來(lái)越多的學(xué)校正將iPad作為最新的教具。一些教育機(jī)構(gòu)也開始將平板電腦引入課堂教學(xué)中。由于 iPad 的功能觸摸屏簡(jiǎn)單易操作，一些年輕的父母不僅把iPad看成是大人喜歡玩的時(shí)尚數(shù)碼產(chǎn)品，還把它作為孩子幼兒時(shí)期教育的一個(gè)工具。不少家長(zhǎng)在為孩子選購(gòu)工具時(shí)，不再青睞積木、蠟筆、拼圖等傳統(tǒng)的物品，而是選購(gòu)iPad，將iPad當(dāng)作幼兒開發(fā)智力、啟蒙教育的一種工具。

一些學(xué)校和家長(zhǎng)為學(xué)生和孩子采購(gòu)了iPad，看來(lái)在教育領(lǐng)域iPad將會(huì)發(fā)揮巨大作用，由此帶來(lái)iPad教育軟件的巨大需求，為iPad教育軟件開發(fā)者們?cè)杏艘粋€(gè)極富潛力和充滿生機(jī)的市場(chǎng)。

同時(shí)蘋果公司允許個(gè)人和公司開發(fā)第三方應(yīng)用軟件，并在App store上進(jìn)行銷售。蘋果公司提供了方便的下載途徑供消費(fèi)者進(jìn)行付費(fèi)或免費(fèi)下載，為開發(fā)者免除了后顧之憂。而開發(fā)人員需申請(qǐng)加入iPhone開發(fā)者項(xiàng)目。申請(qǐng)通過(guò)后，將需要支付一定費(fèi)用來(lái)獲取為期一年的開發(fā)資質(zhì)，這樣開發(fā)者就可以在App store銷售自己開發(fā)的軟件。

2 iPad教育軟件開發(fā)環(huán)境

在開發(fā)iPad教育應(yīng)用軟件之前，我們先熟悉一下iPad上運(yùn)行的操作系統(tǒng)和開發(fā)環(huán)境等一些開發(fā)的必備知識(shí)。

2.1 iPad的平臺(tái)：iOS

如果把硬件配置比作平板電腦的軀體，那么操作系統(tǒng)可以稱得上是平板電腦的靈魂。對(duì)于一款平板電腦來(lái)講，操作系統(tǒng)與硬件的配合至關(guān)重要。而iPad就是這一理念的完美體現(xiàn)。蘋果公司采用專為平板電腦改進(jìn)的iOS版本操作系統(tǒng)，適合多點(diǎn)觸摸的手指動(dòng)作和高效的觸摸屏導(dǎo)航。因此，蘋果iPad獲得了巨大的成功，采用iOS系統(tǒng)是其重要因素之一。

2.1.1 iOS的用戶界面

iOS的用戶界面的概念基礎(chǔ)是采用缺省用戶界面，實(shí)現(xiàn)使用多點(diǎn)觸控（GUI）的直接操作。控制方法包括滑動(dòng)，輕觸開關(guān)及按鍵。與系統(tǒng)交互包括滑動(dòng)（swiping），輕按（tapping），擠壓（pinching）及旋轉(zhuǎn)（reverse pinching）。此外，通過(guò)其內(nèi)置的加速器，可以令其旋轉(zhuǎn)設(shè)備改變其y軸以令屏幕改變方向。大觸摸屏可以使整個(gè)頁(yè)面一次呈現(xiàn)，用戶可以通過(guò)手指在屏幕上的移動(dòng)進(jìn)行翻頁(yè)、滾動(dòng)，更加方便快捷。

2.1.2 iOS的系統(tǒng)架構(gòu)

iOS的系統(tǒng)架構(gòu)分為四個(gè)層次：核心操作系統(tǒng)（the Core OS layer）、核心服務(wù)層（the Core Services layer）、媒體層（the Media layer）以及可輕觸層（the Cocoa Touch layer）。系統(tǒng)操作占用大概240MB的內(nèi)存空間。Cocoa Touch：用于構(gòu)建圖形化的事件驅(qū)動(dòng)應(yīng)用程序（UIKit）。Media：添加音頻、視頻、圖形和動(dòng)畫的框架。Core Services：訪問(wèn)核心（下轉(zhuǎn)第121頁(yè)）（上接第94頁(yè)）服務(wù)的框架（通訊錄/定位/框架、數(shù)據(jù)庫(kù)、文件傳輸）。Core OS：訪問(wèn)系統(tǒng)內(nèi)核的框架（網(wǎng)絡(luò)協(xié)議/安全）。

2.2 iPad的開發(fā)語(yǔ)言：Objective-C

Objective-C是iPad開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言， Objective-C 是標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言的超集，是一個(gè)強(qiáng)大的面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言，它的類系統(tǒng)具有令人難以置信的靈活性和高效率。Objective-C 極大的增強(qiáng)了 Cocoa 和 Cocoa Touch 框架的能力，它提供的高層 API，使得簡(jiǎn)單幾行清晰易懂的代碼就能具有強(qiáng)大的功能。

2.3 iPad軟件開發(fā)的必備工具

要開發(fā)iOS的應(yīng)用程序，你需要一臺(tái)安裝有Xcode工具的Mac OS X操作系統(tǒng)的電腦。Xcode是蘋果提供的開發(fā)工具集、提供項(xiàng)目管理、代碼編輯、創(chuàng)建執(zhí)行程序、代碼級(jí)調(diào)試、代碼庫(kù)管理和性能調(diào)節(jié)等等功能。

Xcode工具主要包括：一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境——XCode IDE，一個(gè)iPad界面創(chuàng)建軟件——Interface Builder（IB），以及一個(gè)性能分析儀器——Instruments，這三件工具統(tǒng)稱為XCode。這些工具可以在蘋果官方的iPhone開發(fā)中心的網(wǎng)站上獲取。

2.3.1 Xcode IDE

XCode IDE是蘋果公司自行開發(fā)的、只運(yùn)行在Mac OS X平臺(tái)下的集成開發(fā)環(huán)境。它提供了項(xiàng)目模板，你可以直接從模板開始創(chuàng)建iPad應(yīng)用。它提供一個(gè)方便的界面讓你設(shè)置編譯目標(biāo)，還提供了一鍵編譯執(zhí)行功能。它提供了一個(gè)模擬器（Simulator），你可以在模擬器中來(lái)查看你的應(yīng)用的運(yùn)行情況。XCode IDE還提供了良好的調(diào)試環(huán)境，讓你能方便地查找代碼中的漏洞。

當(dāng)你完成一項(xiàng)iPad應(yīng)用程序開發(fā)時(shí)，你可以在iPad 模擬器上進(jìn)行調(diào)試。iPad模擬器以一種與實(shí)際iPad設(shè)備幾乎相同的方式運(yùn)行程序。因?yàn)樗軌蚩焖賳?dòng)和調(diào)試，能夠節(jié)約你大量的時(shí)間。你可以使用鼠標(biāo)來(lái)模擬觸摸手勢(shì)。

2.3.2 Interface Builder

Interface Builder (界面構(gòu)建器)是用來(lái)可視化裝配應(yīng)用程序用戶界面的工具。使用界面構(gòu)建器，你可以用拖拽預(yù)置組件的方式裝配你的程序窗口。組件包括標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)控件，例如選擇器、文本框、按鈕，還包括用來(lái)展現(xiàn)程序提供的視圖的定制視圖。當(dāng)你把組件放置在窗口上，你可以通過(guò)拖拽來(lái)移動(dòng)它們，利用查看器修改他們的屬性，以及在這些對(duì)象和你的代碼之間建立聯(lián)系。當(dāng)界面達(dá)到你的要求時(shí)，你可以保存這些內(nèi)容為nib文件，這是一種定制的資源文件格式。

總的來(lái)說(shuō)，界面構(gòu)建器為你創(chuàng)建程序用戶界面節(jié)約了大量的時(shí)間。界面構(gòu)建器節(jié)省了創(chuàng)建，配置和定位構(gòu)成用戶界面的對(duì)象所需要的定制代碼。因?yàn)樗且粋€(gè)可視化編輯器，你可以看到與運(yùn)行期間完全相同的界面。

2.3.3 Instruments

Instruments可以幫助了解應(yīng)用程序運(yùn)行過(guò)程中的內(nèi)存使用狀況，也可以查出內(nèi)存的泄露狀況。Instruments環(huán)境可以幫你分析你的應(yīng)用程序在模擬器或者設(shè)備上面運(yùn)行的性能表現(xiàn)。Instruments可以從運(yùn)行的應(yīng)用程序中獲取數(shù)據(jù)，并可以把數(shù)據(jù)展現(xiàn)為叫做時(shí)間線的圖形。你可以獲取關(guān)于程序的內(nèi)存用量，磁盤活動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)以及圖形性能等數(shù)據(jù)。時(shí)間線視圖可以一個(gè)接一個(gè)的顯示所有這些不同類型的信息，讓你可以把程序的所有行為聯(lián)系起來(lái)，而不僅僅是某個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的行為。

3 結(jié)束語(yǔ)

越來(lái)越多的學(xué)校和家長(zhǎng)選購(gòu)iPad作為學(xué)生和孩子的學(xué)習(xí)工具，使得開發(fā)更多的適合各階段學(xué)生學(xué)習(xí)的iPad教育應(yīng)用軟件成為必要，并且擁有良好的市場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李晨.iPad應(yīng)用開發(fā)實(shí)戰(zhàn).機(jī)械工程出版社,2011.5.

[2] Jack Nutting,Dave Wooldridge,David Mark著.iPad開發(fā)基礎(chǔ)教程.盛海艷,曾少寧,李光杰等譯.人民郵電出版社,2011.1.