سيمبيان چيست؟

[P A R H A M]

مقدمه:
در ابتدا تلفن هاي همراه داراي ساختار پيچيده اي نبودند . سخت افزار محدود نياز به نرم افزارهاي پيچيده نداشت ، تا اينکه شرکتهاي تلفن همراه نسل هاي دوم و سوم گوشي هاي خود را عرضه کردند . اين گوشي ها داراي امکانات سخت افزاري بيشتري بودند و تقريبا به صورت يک کامپيوتر کوچک طراحي شدند . در اين زمان بود که اين شرکتها به اهميت نرم افزار در اين گوشي هاي پي برده و رقابت نرم افزاري در کنار رقابت سخت افزاري شروع شد . مايکروسافت يکي از شرکتهايي بود که قبلا روي سيستم عامل کامپيوتر هاي جيبي خود کار کرده بود و Windows CE را به همين منظور طراحي کرده بود . اين ويندوز قابليت اين را داشت که روي موبايل ها نيز نصب شود . بعد از رسميت يافتن موبايل هاي نسل جديد شرکت هاي مطرح در اين صنعت که به مشکلات بي شمار Windows CE پي برده بودند و نمي خواستند نرم افزار اين صنعت را در انحصار يک شرکت نگه دارند با همکاري هم سيستم عامل جديدي براي موبايل ها به وجودد آوردند که Symbian نام گرفت . البته رقباي ديگري نيز مثل سيستم عامل Linux در اين صنعت وجود دارند که فعلا به صورت عمده استفاده نشده اند . در اصطلاح به موبايل هايي که از اين سيستم عامل استفاده مي کنند Smart Phone گفته مي شود.

پيدايش و حيات Symbian :

شرکت نرم افزاري Symbian براي اولين بار در ماه ژوئن سال 1998 به صورت کاملا مخفي و خصوصي براي کار بر روي سيستم عاملي براي کار روي موبايل ها تاسيس شد . مقر اصلي اين شرکت در انگليس تاسيس شد اما هم اکنون داراي حدود 750 کارمند در کشورهاي انگليس ، ژاپن ، سوئد و آمريکاست که درکار تحقيق و برنامه نويسي براي گسترش سيستم عامل و نرم افزارهاي آن هستند . تا اواخر سال 2003 هيجده موبايل از پنج شرکت معروف سوني ، نوکيا ، فوجيتسو ، موتورولا و زيمنس با اين سيستم عامل عرضه شد و علي رغم قيمت بالا مورد استقبال قرار گرفت و حدود 26 موبايل هم در برنامه اين شرکتها و چند شرکت ديگر با اين سيستم عامل در برنامه ساخت قرار گرفت . هم اينک نيز 48 مورد از اين موبايل ها به بازار عرضه شده و يا به زودي عرضه خواهد شد . آمار فروش موبايل هاي Symbian تا پايان سال 2003 به 6.7 ميليون موبايل رسيد و در سال 2004 نيز با رشد بي سابقه فروش مواجه شد به طوري که طبق آمار شرکت در سال 2004 فروش اين نوع موبايل ها رشد 201 درصدي داشته است . به علت فروش بالاي موبايل هاي Symbian هر روزه بر تعداد برنامه نويسان آن افزوده شده و نرم افزارهاي فوق العاده اي براي اين سيستم عامل طراحي مي شود . تا اواخر تابستان سال 2004 تعداد اين برنامه ها 3254 مورد گرديده است .

شرکت هاي به وجود آورنده :

14 شرکت اصلي و چند شرکت فرعي از به وجود آوردندگان اين محصول بودند ، بعضي از اين شرکتها در زمينه نرم افزار و بعضي از آنها در زمينه سخت افزار به رشد اين سيستم عامل و موبايل هاي آن کمک کرده اند . از اصلي ترين شرکتها مي توان به Nokia ، Sony-Eriksson ، LG ، Samsung ، Motorola ، Arima ، BenQ ، Fujitsu ، Lenovo ، Sanyo ، Sendo ، Mitsubishi Electronics و Siemens اشاره کرد .

تکنولوژي Symbian :
Symbian شبيه ديگر سيستم عامل هاي مدرن و امروزي که براي PC ها وجود دارند ، به وجود آمده است . بنابراين داراي امکانات خوبي مثل Multitasking ، MultiThreading و همچنين مديريت حافظه مي باشد . در طراحي اوليه مبناي کار را بر روي اين موضوع بنا نهاده اند که اين سيستم عامل مي بايست روي امکانات سخت افزاري بسيار کم ( مثل 4 مگابايت رم ) کارايي فوق العاده اي داشته باشد . به همين دليل اين سيستم عامل مي تواند روي موبايل هاي امروزي فوق العاده سريع کار کرده و حداقل مشکل را داشته باشد . مبناي کار اين سيستم عامل بر اساس event ها بنا نهاده شده است ( شبيه ديگر سيستم عامل هاي امروزي مثل ويندوز ) و سي پي يو طوري مورد استفاده قرار مي گيرد که کمترين ميزان بار روي موبايل قرار گيرد . هم اکنون با اينکه نسخه هشتم Symbian عرضه شده است اما نسخه 7 اين سيستم عامل روي موبايل ها قرار مي گيرد و تا به حال نسخه هاي مختلفي از آن بدون اينکه به صورت کامل استفاده شوند به فراموشي سپرده شده اند . جالبترين مورد براي اين سيستم عامل به وجود آمدن اولين کرم و ويروس موبايل روي اين سيستم عامل در سال 2004 بود . اين کرم که Cabir نام دارد مي تواند با استفاده از تکنولوژي Bluetooth خود را به موبايل هاي ديگر منتقل کند .

زبانهاي برنامه نويسي براي Symbian :

بدون شک زبان اصلي برنامه نويسي براي Symbian زبان C++ است اما زبانهاي مختلفي براي برنامه نويسي در اين سيستم عامل به وجود آمده اند . از جمله مهمترين زبانها مي توان به OPL ، Python ، Visual Basic ، Perl و Personal Java اشاره کرد . هر يک از اين زبانها مي توانند امکانات کامل برنامه نويسي در Symbian را فراهم نمايند . رشد زبانهاي برنامه نويسي در اين سيستم عامل بسيار سريع مي باشد . به طوريکه نصف اين زبانها همين امسال وارد اين سيستم عامل شده اند و بدون شک اين رشد با ورود زبانهاي ديگر ادامه خواهد يافت . ابزارهاي برنامه نويسي مختلفي از جمله اديتورهاي متنوع نيز براي کار با اين زبانها به همراه شبيه سازهاي موبايل ( براي تست برنامه روي PC قبل از نصب آن روي موبايل ) به بازار عرضه شده است .

رابط هاي کاربري :

هم اکنون دو رابط اصلي کاربري براي Symbian به وجود آمده است . اولين رابط که بيشترين استفاده را در موبايل ها دارد توسط نوکيا نوشته شده است . اين رابط داراي نسخه هاي مختلفي است اما Series 60 نسخه اصلي اين رابط است که بسيار مورد استقبال قرار گرفته است . رابط کاربري دوم با نام UIQ به وجود آمده است که داراي امکانات بسيار خوبي است و رفته رفته در حال باز کردن جاي خود در بين شرکت هاي توليد کننده موبايل است . هر دوي اين رابط ها به صورت کاملا گرافيکي و شبيه به هم طراحي شده اند و کار با آنها بسيار راحت است .

بازي بر روي Symbian :

خوشبختانه سيستم عامل Symbian يکي از غني ترين سيستم عامل ها براي بازي کردن است . به خصوص بعد از توليد N-gage اولين کنسول بازي موبايلي توسط نوکيا که بر اساس Symbian و رابط کاربري Series60 به وجود آمد ، سيل بازيهاي مختلف و حرفه اي به سوي اين موبايل و در کنار آن اين سيستم عامل سرازير شد . حتي شرکت هاي مطرح بازي سازي هم اکنون به صورت حرفه اي روي اين سيتم عامل و موبايل هاي داراي اين سيستم عامل سرمايه گذاري مي کنند .

كتاب:
كتاب Professional Symbian Programming(ISBN:1-861003-03-x) كتابي است مفيد براي آنهايي كه ميخواهند با ساختار برنامه نويسي براي موبايل آشنا شوند

Kernel و User Library :
Symbian به صورت 32 بيتي طراحي شده است. با طراحي كاملا شي گراء و Multitasking
هسته symbian به حالت مصون (Privileged) اجرا ميشود و به تمام فضاي حافظه دسترسي كامل دارد
در اين سيستم عامل :
- هر فرايند (Unit Of Protection) فضاي آدرس مجازي(Virtual Address) خود را دارد
- واحد حافظه اصلي (Main Memory Unit)مسئول ترجمه آدرسهاي مجازي است
- هر Thread واحد اجرايي(Unit Of Execution) است
- هر فرايند از يك يا چند Thread تشكيل شده

كتابخانه EUser فراهم كننده مجموعه اي بزرگ از سرويسها در مد كاربري (User Mode)است.
از عمومي ترين سرويسهاي استفاده شده مي توان به موارد زير اشاره كرد
- Execution handling
- Descriptors
- Memory Management
- Client/Server framework
- Multitasking

فايلها و دايركتوريها:
در قطعات مبتني بر سيستم عامل Symbian ، فايلها و برنامه ها در RAM يا ROM ذخيره ميشوند
معمولا درايو Z مربوط به ROM و درايو C مربوط به بخشي از حافظه RAM ميباشد

Exe : برنامه اي كه تنها با يك main entry point E32Main() آغاز ميشود.اگر EXE واسط كاربري دارد فقط محدود به پنچره كنسول ميشود. زمانيكه EXE اجرا ميشود سيستم عامل ، فرآيند جديدي ميسازد و انرا به چند Thread ميشكند

DLL: كتابخانه اي از كد برنامه با چندين entry point مي باشد كه توسط برنامه ها به حافظه بار ميشود
دو نوع DLL موجود است :

- Static Interface و Polymorphic Interface

Application:
فايلهاي با پسوند app برنامه هايي هستند با واسط كاربري كه ازِDLL Polymorphic Interface استفاده ميكنند. شامل منو و دايالوگها با قابليت چند زبانه گي
هر Application فرآيند خاص خود را دارد و از آدرس مجازي خاص خود استفاده ميكند. ضمنا مي تواند Information File با پسوند aif را توليد كند كه شامل icon است.
نمونه اي از Application ها تقويم و دفترچه تلفن است

SIS:
فايلي فشرده شده به مانند ZIP كه با نرم افزارهاي خاص خود از حالت فشرده شده خارج ميشود


اشاره :
طراحان و توسعه-دهندگان سيستم-هاي-عامل و نرم-افزارهاي ويژه تجهيزات موبايل هر روز بيش از پيش، از ظرفيت بالاي اين تجهيزات استفاده مي-كنند. تجهيزات موبايل و به-ويژه تلفن-هاي همراه مزاياي ويژه خود را دارند؛ براي نمونه از كوچك-ترين كامپيوترهاي رايج، كوچك-ترند، پيچيدگي كمتري دارند و از آنجا كه يكپارچگي بيشتري در ساختار خود دارند، كمتر دچار ايراد، به-ويژه ايرادهاي نرم-افزاري، مي-شوند. از اين رو شايد تا چند سال ديگر به يك كامپيوتر كامل با قابليت-هاي خاص تبديل شوند. Symbian سيستم-عاملي است كه بسياري از شركت-هاي سازنده گوشي-هاي تلفن همراه از آن به عنوان پلتفرم استفاده مي-كنند. از آنجا كه بيشترين گوشي-هاي موبايلي كه در ايران از آن-ها استفاده مي-شود نيز داراي سيستم-عامل سيمبيان هستند، در اين مقاله مروري بر ويژگي-هاي آن خواهيم داشت.


سيستم-عامل سيمبيان و سازنده آن-
سيمبيان سيستم-عاملي است كه توسط شركت انگليسي Symbian، براي تجهيزات سيار (mobile) طراحي شده است و با سيستم-عامل-هاي ديگري مانند Windows Mobile ،Palm OS و لينوكس رقابت مي-كند. شركت سيمبيان در ژوئن 1998 در انگلستان تأسيس شد. سهامداران اين شركت در آغاز، شركت-هاي Psion، نوكيا، اريكسون، ماتسوشيتا و موتورولا بودند. در سپتامبر 2003، موتورولا سهام خود را به شركت هاي Psion و نوكيا فروخت. در جولاي 2004 نيز سهام Psion توسط نوكيا، پاناسونيك، زيمنس و سوني-اريكسون خريداري شد. در نتيجه اين شركت در حال حاضر در مالكيت شركت-هاي اريكسون، نوكيا، ماتسوشيتا (پاناسونيك)، زيمنس، سوني-اريكسون و سامسونگ است.

طراحي
پلتفرم-هاي مختلفي براساس سيمبيان طراحي شده است كه شامل پلتفرم-هاي باز مانند UIQ ،Nokia سري شصت، هفتاد و نود، و پلتفرم-هاي بسته مانند NTT DoCoMo هستند. انعطاف-پذيري اين سيستم-عامل به آن امكان مي-دهد روي انواع گسترده-اي از تجهيزات موبايل پياده-سازي شود. بزرگ-ترين ويژگي اين سيستم-عامل، طراحي آن براي تجهيزات كوچك دستي با منابع محدود است كه مي تواند ماه-ها و سال-ها روي آن اجرا شود.

به علت محدود بودن منابع حافظه در چنين تجهيزاتي، از روش-هاي مختلفي براي استفاده بهينه از آن-ها استفاده شده است. برنامه-نويسي سيمبيان، رويدادگرا (event-based) است و CPU زماني كه برنامه-هاي كاربردي مستقيماً با يك رويداد ارتباطي نداشته باشند، خاموش مي-شود. به اين نوع برنامه-نويسي، active objects گفته مي-شود. چنانچه از اين روش-ها به خوبي استفاده شود، مدت كاركرد باتري نيز افزايش پيدا مي كند. به همين علت براي دستيابي به اين ويژگي-ها از زبان ++C براي برنامه-نويسي و توسعه اين سيستم-عامل استفاده شده است؛ هر چند بسياري از تجهيزات با پلتفرم سيمبيان مي-توانند به-وسيله زبان-هاي ديگري چون PL ،Python، ويژوال بيسيك،Simkin و Perl نيز برنامه-نويسي شوند.

ساختار سيمبيان
سيمبيان سيستم-عاملي با ساختار32 بيتي است كه با امكان مديريت همزمان چند برنامه (multi-tasking) براي تجهيزات موبايل طراحي شده است. در ادامه به برخي از ويژگي-هاي اصلي اين سيستم-عامل اشاره مي شود.

l--معماري انعطاف-پذير مبتني-بر مدل كلاينت- سرور و نوعي از روش برنامه-نويسي كه از نرم-افزارهاي هر چند فشرده، ولي قدرتمند پشتيباني مي-كند.

l-دسترسي بلا-درنگ به داده-هاي كاربر با استفاده از هسته قدرتمند چند وظيفه-اي در پايين-ترين سطح نرم-افزار و نيز يك چارچوب واسط كاربر بسيار ساده در بالاترين سطح.

-طراحي پايدار نرم-افزار با استفاده از مدل برنامه-نويسي اشياي مبتني بر كامپوننت، سيمبيان را به نرم-افزاري جامع و خاص در طراحي الگوها و چارچوب-هاي مختلف تبديل كرده است.

سازگاري با تجهيزات و فناوري-هاي مختلف.

در پايين-ترين سطح اين سيستم-عامل، كامپوننت-هاي اصلي قرار دارند كه شامل هسته (kernel) و كتابخانه كاربر است كه به برنامه-هاي كاربردي سمت كاربر امكان مي-دهد از هسته، درخواست-هاي مختلفي بكنند.

سيمبيان داراي ساختاري موسوم به microkernel است. به-گونه-اي كه طراحان، كمترين نيازمندي-هاي سيستم را در آن گنجانده-اند تا كارايي بالايي داشته باشد.

در سطح دوم اين سيستم-عامل، مجموعه-اي از كتابخانه-ها قرار دارند كه كارهاي مختلفي چون تغيير شكل و اندازه فونت-ها، كار با بانك اطلاعاتي و فايل-ها را به عهده دارند.

يك زيرسيستم بزرگ نيز براي كارهاي ارتباطي و شبكه-اي وجود دارد كه شامل سه قسمت اصلي موسوم به ETel ،ESOCK و C32 است.

با استفاده از APIهاي ETel، برنامه-هاي كاربردي مي-توانند گستره وسيعي از گزينه-ها را بدون-توجه به ساختار خود تجهيزات و تجهيزات سرويس-دهنده در اختيار كاربر نهايي قرار دهند. اين انعطاف-پذيري بدين معني است كه توسعه-دهندگان برنامه-هاي كاربردي بدون توجه به نوع تجهيزات، سرويس-ها و... مي-توانند نرم-افزارهاي خود را توسعه دهند. همچنين ESOCK يك Socket Server و واسط كاربر ميان كاربران و پروتكل-هاي سمت سرور است.
C32 نيز كلاينت-ها را از طريق يك واسط سريال RS232 به پورت سريال پياده-سازي شده در كتابخانه-هاي فريم-ورك موسوم به comm server modules متصل مي كند.

همچنين براي انتقال اطلاعات در برد كوتاه از امكانات ديگري مانند بلوتوث، پورت USB و IrDA استفاده شده است. تعدادي موتور برنامه كاربردي (application engine) نيز براي برنامه-هاي كاربردي معمول مانند تقويم، ذخيره آدرس-ها و فهرست وظايف طراحي شده است.

امنيت-
سيمبيان نيز از حمله ويروس-هاي مختلف دور نمانده و به علت كاربرد گسترده آن، سوژه ويروس-نويسان شده است. معمولاً اين ويروس-ها خود را از طريق بلوتوث منتقل مي-كنند. ولي اين ويروس-ها نه با استفاده از ضعف-هاي امنيتي سيمبيان، بلكه با استفاده از روش-هايي مانند پرسش از كاربر براي نصب يك نرم-افزار كه بيشتر با يك هشدار براي لزوم نصب آن همراه است، خود را به سيستم كاربر منتقل مي كنند.

Symbian 9 از مدل پيشرفته-اي براي مقابله با ا-ين-گونه حمله-ها بهره مي-برد. در اين روش ادعا شده كه حتي اگر نرم-افزاري روي سيستم نصب شده باشد، بدون امضاي ديجيتالي، قابليت آسيب-زدن به سيستم، مانند دسترسي به اطلاعات كاربر، را نخواهد داشت. توسعه-دهندگان نرم-افزارهاي ويژه اين سيستم-عامل مي-توانند نرم-افزارهاي خود را به-وسيله برنامه Symbian Signed تأييد كنند كه در اين صورت نرم-افزار به-عنوان يك برنامه مجازي روي دستگاه نصب مي شود.

شركت سيمبيان چند توصيه امنيتي را نيز به كاربران اين سيستم-عامل پيشنهاد مي كند:

---چنانچه برايتان ممكن است اطلاعات گوشي يا سيستم موبايل خود را به كامپيوتر خود نيز منتقل كنيد تا يك بك-آپ از آن در اختيار داشته باشيد.

---اتصال بلوتوث را تنها زماني كه به آن نياز داريد، در حالت visible قرار دهيد. روشن نگاه داشتن بلوتوث به اين معني است كه هركسي در محدوده ده متري شما قابليت تماس با دستگاه شما را دارد.

--در يك گوشي مبتني-بر سيستم-عامل سيمبيان هرگاه پيامي از طريق بلوتوث براي شما ارسال -شود، پيام?RECEIVE MESSAGE نيز نمايش داده مي-شود. چنانچه نمي-دانيد پيغام از سوي چه كسي فرستاده شده است يا انتظار دريافت آن را نداشته-ايد، هرگز گزينه YES را انتخاب نكنيد. چنانچه با وجود انتخاب گزينه NO پيغام از روي نمايشگر حذف نشد، مكان خود را تغيير دهيد و دستگاه را به مد hidden سوييچ كنيد.

--برنامه-هاي كاربردي را تنها از منابع مطمئن مانند وب سايت شركت سازنده گوشي يا وب-سايت-هايي مانندHandgo.com ،AllAboutSymbian.com ،My-Symbian.com و ديگر وب---سايت-هاي مطمئن ارائه-دهنده برنامه-هاي كاربردي دانلود كنيد.

--زماني كه يك برنامه كاربردي روي گوشي خود نصب مي كنيد، جزئيات آن مانند نام نرم-افزار و سازنده آن نيز نشان داده مي-شود. با استفاده از اين اطلاعات مي-توانيد از نصب برنامه-هايي كه ماهيت آن-ها مشخص نيست، خودداري كنيد. همچنين هنگام اتصال به اينترنت يا شبكه-هاي ديگر، مي-توان از نرم-افزارهاي امنيتي ديگري نيز استفاده كرد. براي نمونه شركت سيمانتك، سازنده نرم-افزارهاي امنيتي، آنتي-ويروس و فايروال ويژه-اي براي گوشي-هاي سري شصت و هشتاد شركت نوكيا طراحي كرده است.

توسعه نرم-افزارهاي مبتني بر سيمبيان-
سيمبيان، يك نرم-افزار باز ولي نه به معناي اپن-سورس است؛ يعني سورس كد آن در دسترس عموم نيست. در مقابل، تقريباً همه سورس كد آن، در اختيار شركاي اين شركت و شركت-هاي سازنده گوشي-هاي موبايل كه از اين پلتفرم استفاده مي-كنند قرار دارد. همچنين APIهاي آن عموماً به صورت مستند شده در دسترس است و هر كسي مي-تواند براي توسعه نرم-افزارهاي مبتني-بر سيمبيان از آن-ها استفاده كند.

پلتفرم-هاي مختلفي مبتني-بر سيستم-عامل سيمبيان وجود دارند كه يك كيت توسعه نرم-افزار (SDK) در دسترس توسعه-دهندگان برنامه-هاي كاربردي قرار مي-دهند.

شركت-هاي بزرگ سازنده نرم-افزار نيز نرم-افزارهاي مختلفي را براي اين سيستم-عامل طراحي مي-كنند كه برخي از آن-ها پيش از اين در كامپيوترهاي شخصي نيز مورد استفاده قرار مي-گرفته-اند.


براي نمونه شركت ادوبي، سازنده نرم-افزار Adobe Reader، نسخه-اي از آن را براي پلتفرم سيمبيان توليد كرده است كه به كاربران امكان مي-دهد از فايل-هاي PDF در گوشي-هاي نوكيا 6680 و دستگاه-هاي Nokia Communicator سري 9500 و نيز 9290.9210 استفاده كنند. اين نرم-افزار را مي-توان از طريق اينترنت، به صورت ضميمه ايميل يا از كامپيوتر روي سيستم مبتني-بر سيمبيان نصب كرد. در شكل 1، اينترفيس اين نرم-افزار را روي نمايشگر يك گوشي نوكيا 6680 مي بينيد.

همچنين UIQ، پلتفرمي نرم-افزاري براساس سيستم-عامل سيمبيان است كه توسط شركت UIQ Technology ساخته شده است. در واقع، UIQ يك لايه واسط كاربر گرافيكي است كه امكان افزودن كامپوننت-هاي مختلف به بخش اصلي سيستم-عامل را فراهم مي-كند. يكي از جالب-ترين امكانات براي توسعه-دهندگان و برنامه-نويسان اين پلتفرم، امكان برنامه-نويسي بومي با ++C است؛ چرا كه هم خود سيستم-عامل و هم پلتفرم توسعه آن با اين زبان نوشته شده است و به همين علت بالاترين كارايي را براي برنامه-هاي كاربردي فراهم مي-آورد. UIQ3 تازه-ترين نگارش اين پلتفرم است.