基于iOS 平臺iPad教育軟件的開發

邱文娟

摘 要 iPad的眾多優點使得iPad已作為一種現代化教育裝備被引入學校課堂，成為學生的學習工具。本文討論了iPad教育軟件開發前景，介紹了iPad上運行的iOS操作系統以及其開發iPad教育軟件的環境。

關鍵詞 iOS iPad 教育軟件

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：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在全球的銷售量達到了1500萬臺。2011年3月11日，iPad2開始銷售，而在一周之內就達到了100萬臺的銷售量。ZDC數據顯示，基于iOS的蘋果iPad占據了全球平板電腦市場超過80%的份額。

iPad為何如此深受人們的追捧呢？它的優點是顯而易見的。首先，iPad的體積和重量較為輕便，人們可以直接捧在手上進行操作；其次，它采用手寫和觸摸的方式進行操作，無論是站立還是在移動中都可以進行操作；再有，它還能通過wi-fi或3G隨時實現無線連接。可以說iPad集多種媒介不同的優點于一身：能像手機、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航時間更長。iPad是體驗網上沖浪、查看圖片和視頻，以及使用各種應用的理想之選，但它同時也迅速成為一種商務工具，因此，受到了白領階層的喜愛。

1 iPad教育軟件開發前景

iPad大潮襲來，它不僅僅是大人的工作、生活的工具。目前iPad已作為一種現代化教育裝備被引入學校課堂，越來越多的學校正將iPad作為最新的教具。一些教育機構也開始將平板電腦引入課堂教學中。由于 iPad 的功能觸摸屏簡單易操作，一些年輕的父母不僅把iPad看成是大人喜歡玩的時尚數碼產品，還把它作為孩子幼兒時期教育的一個工具。不少家長在為孩子選購工具時，不再青睞積木、蠟筆、拼圖等傳統的物品，而是選購iPad，將iPad當作幼兒開發智力、啟蒙教育的一種工具。

一些學校和家長為學生和孩子采購了iPad，看來在教育領域iPad將會發揮巨大作用，由此帶來iPad教育軟件的巨大需求，為iPad教育軟件開發者們孕育了一個極富潛力和充滿生機的市場。

同時蘋果公司允許個人和公司開發第三方應用軟件，并在App store上進行銷售。蘋果公司提供了方便的下載途徑供消費者進行付費或免費下載，為開發者免除了后顧之憂。而開發人員需申請加入iPhone開發者項目。申請通過后，將需要支付一定費用來獲取為期一年的開發資質，這樣開發者就可以在App store銷售自己開發的軟件。

2 iPad教育軟件開發環境

在開發iPad教育應用軟件之前，我們先熟悉一下iPad上運行的操作系統和開發環境等一些開發的必備知識。

2.1 iPad的平臺：iOS

如果把硬件配置比作平板電腦的軀體，那么操作系統可以稱得上是平板電腦的靈魂。對于一款平板電腦來講，操作系統與硬件的配合至關重要。而iPad就是這一理念的完美體現。蘋果公司采用專為平板電腦改進的iOS版本操作系統，適合多點觸摸的手指動作和高效的觸摸屏導航。因此，蘋果iPad獲得了巨大的成功，采用iOS系統是其重要因素之一。

2.1.1 iOS的用戶界面

iOS的用戶界面的概念基礎是采用缺省用戶界面，實現使用多點觸控（GUI）的直接操作。控制方法包括滑動，輕觸開關及按鍵。與系統交互包括滑動（swiping），輕按（tapping），擠壓（pinching）及旋轉（reverse pinching）。此外，通過其內置的加速器，可以令其旋轉設備改變其y軸以令屏幕改變方向。大觸摸屏可以使整個頁面一次呈現，用戶可以通過手指在屏幕上的移動進行翻頁、滾動，更加方便快捷。

2.1.2 iOS的系統架構

iOS的系統架構分為四個層次：核心操作系統（the Core OS layer）、核心服務層（the Core Services layer）、媒體層（the Media layer）以及可輕觸層（the Cocoa Touch layer）。系統操作占用大概240MB的內存空間。Cocoa Touch：用于構建圖形化的事件驅動應用程序（UIKit）。Media：添加音頻、視頻、圖形和動畫的框架。Core Services：訪問核心（下轉第121頁）（上接第94頁）服務的框架（通訊錄/定位/框架、數據庫、文件傳輸）。Core OS：訪問系統內核的框架（網絡協議/安全）。

2.2 iPad的開發語言：Objective-C

Objective-C是iPad開發的標準語言， Objective-C 是標準C語言的超集，是一個強大的面向對象的語言，它的類系統具有令人難以置信的靈活性和高效率。Objective-C 極大的增強了 Cocoa 和 Cocoa Touch 框架的能力，它提供的高層 API，使得簡單幾行清晰易懂的代碼就能具有強大的功能。

2.3 iPad軟件開發的必備工具

要開發iOS的應用程序，你需要一臺安裝有Xcode工具的Mac OS X操作系統的電腦。Xcode是蘋果提供的開發工具集、提供項目管理、代碼編輯、創建執行程序、代碼級調試、代碼庫管理和性能調節等等功能。

Xcode工具主要包括：一個集成開發環境——XCode IDE，一個iPad界面創建軟件——Interface Builder（IB），以及一個性能分析儀器——Instruments，這三件工具統稱為XCode。這些工具可以在蘋果官方的iPhone開發中心的網站上獲取。

2.3.1 Xcode IDE

XCode IDE是蘋果公司自行開發的、只運行在Mac OS X平臺下的集成開發環境。它提供了項目模板，你可以直接從模板開始創建iPad應用。它提供一個方便的界面讓你設置編譯目標，還提供了一鍵編譯執行功能。它提供了一個模擬器（Simulator），你可以在模擬器中來查看你的應用的運行情況。XCode IDE還提供了良好的調試環境，讓你能方便地查找代碼中的漏洞。

當你完成一項iPad應用程序開發時，你可以在iPad 模擬器上進行調試。iPad模擬器以一種與實際iPad設備幾乎相同的方式運行程序。因為它能夠快速啟動和調試，能夠節約你大量的時間。你可以使用鼠標來模擬觸摸手勢。

2.3.2 Interface Builder

Interface Builder (界面構建器)是用來可視化裝配應用程序用戶界面的工具。使用界面構建器，你可以用拖拽預置組件的方式裝配你的程序窗口。組件包括標準的系統控件，例如選擇器、文本框、按鈕，還包括用來展現程序提供的視圖的定制視圖。當你把組件放置在窗口上，你可以通過拖拽來移動它們，利用查看器修改他們的屬性，以及在這些對象和你的代碼之間建立聯系。當界面達到你的要求時，你可以保存這些內容為nib文件，這是一種定制的資源文件格式。

總的來說，界面構建器為你創建程序用戶界面節約了大量的時間。界面構建器節省了創建，配置和定位構成用戶界面的對象所需要的定制代碼。因為它是一個可視化編輯器，你可以看到與運行期間完全相同的界面。

2.3.3 Instruments

Instruments可以幫助了解應用程序運行過程中的內存使用狀況，也可以查出內存的泄露狀況。Instruments環境可以幫你分析你的應用程序在模擬器或者設備上面運行的性能表現。Instruments可以從運行的應用程序中獲取數據，并可以把數據展現為叫做時間線的圖形。你可以獲取關于程序的內存用量，磁盤活動，網絡活動以及圖形性能等數據。時間線視圖可以一個接一個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系起來，而不僅僅是某個領域內的行為。

3 結束語

越來越多的學校和家長選購iPad作為學生和孩子的學習工具，使得開發更多的適合各階段學生學習的iPad教育應用軟件成為必要，并且擁有良好的市場。

參考文獻

[1] 李晨.iPad應用開發實戰.機械工程出版社,2011.5.

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