سيامک عضدالملکي
azods@ieee.org
نسخه pdf
نسخه مناسب چاپ
يكي از تحولات جالب توجه در عرصه كاربرد تلفن هاي همراه، مجتمع سازي و ادغام كاربردهاي متنوع و خدمات ارائه شده توسط تلفن هاي همراه است. امروزه تلفن هاي همراه نه تنها براي برقراري مكالمات تلفني بلكه به عنوان دستيار شخصي ديجيتال ( 1 ) ، دوربين ديجيتال، مرورگر اينترنت، سرويس گيرنده پست الكترونيكي ( 2 ) ، و حتي پيام رسان اينترنتي ( 3 ) مورد استفاده قرار مي گيرند.
با پيدايش و گسترش اين كاربردهاي متنوع، بهبود سيستم هاي عاملِ اين تلفن هاي همراه امري ضروري و اجتناب ناپذير به نظر مي رسد. به عبارت ديگر سيستم هاي عامل قديمي اين تلفن هاي همراه با توجه به نيازهاي جديد كاربران به محدوده هاي عملياتي خود نزديك شده و مي بايست تغييرات تازه اي در معماري اين سيستم ها لحاظ گردد. نياز به سيستم هاي عاملِ همراهِ كارآمدتر، ماهيت بازار را نيز تحت تأثير قرار داده است و با وجود ركود جهاني اقتصاد، داد و ستد در بازار تلفن هاي همراهِ هوشمند ( 4 ) ، رشد افزايشي داشته است. بنابر گزارش واحد تحقيقات دستگاه هاي قابل حملِ هوشمند در مؤسسه IDC كه يك بنگاه تحقيقات فناوري-بازاريابي است، فروش تلفن هاي هوشمند در سه ماهه اول سال 2003 در مقايسه با همين دوره در سال قبل از آن بيش از 400 درصد رشد داشته است و به مرز 1.71 ميليون دستگاه رسيده است. در حال حاضر در سراسر جهان درحدود 3 ميليون دستگاه تلفنِ هوشمند در حال استفاده و بهره برداري است. تحليلگران مؤسسه تحقيقاتي فورستر ( 5 ) عقيده دارند كه رشد و توسعه ميان افزارهاي ( 6 ) دستگاه هاي همراه، مجتمع سازي كاربردهاي سيـّار در زيرساختار بنگاه هاي تجاري را بسيار آسان و مقرون به صرفه كرده است كه اين امر به نوبه خود موجب افزايش تقاضا براي تلفن هاي هوشمند شده است.
بدين ترتيب مهم ترين عامل و انگيزه توسعه سيستم هاي عاملِ همراه را مي توان رشد تقاضاي كاربردهاي سيـّار با توانايي مشابه با كاربردهاي موجود برروي كامپيوترهاي قابل حمل؛ تقاضاي مصرف كنندگان براي امكانات چند رسانه اي غني ( 7 ) ؛ و حتي دسترسي به بازي ها و سرگرمي هاي قابل حمل بر شمرد. در عين حال، افزايش سرعت پردازنده ها، افزايش حافظه دستگاه هاي قابل حمل، و دسترسي به شبكه هاي محلي بي سيم با پهناي باند بالا، توسعه كاربردهاي سيـّار كارآمد و سيستم هاي عاملِ همراهِ هوشمند را ميسر ساخته است.
در يك تقسيم بندي كلي، مهم ترين سيستم هاي عامل تلفن هاي هوشمند يا سيستم هاي عاملِ همراه عبارتند از:
Microsoft Smarphone 2002
Palm OS 5.x
Symbian OS 7
هريك از سيستم هاي عامل فوق رهيافت مخصوص به خود را به منظور ارائه خدمات بر روي دستگاه هاي همراه (يا همان سيستم ميزبان) در پيش گرفته اند. سيستم عامل Smartphone 2002 ، محصول شركت مايكروسافت ، زيرمجموعه اي از سيستم عامل Windows CE 3.0 براي دستگاه هاي قابل حمل است. سيستم عامل Palm OS نيز سيستم عامل دستگاه هاي دستيارشخصي ديجيتال (PDA) است كه براي استفاده در تلفن هاي همراه بهينه سازي شده است. سازندگان تلفن هاي همراه نيز سيستم عامل S ymbian را براي استفاده در تلفن هاي همراه طراحي و پياده سازي كرده اند.
با وجود تفاوت هاي اين سه سيستم عامل، ولي هر سه با مشكلات كم وبيش يكساني دست به گريبان هستند. به عنوان مثال همگي با يك دستگاه همراه كوچك با صفحه نمايش محدود، منابع پردازشي نسبتاً محدود و گزينه هاي اندك جهت ورود داده ها مواجه هستند. به همين دليل سازندگان سيستم هاي عامل اجزاي تكراري و كـُدهاي غيرضروري از قبيل واسط برنامه هاي كاربردي( 8 ) (API) غيرضروري، و راه اندازها( 9 ) را از سيستم عامل حذف كرده اند.
جهت اجراي كاربردها و خدمات جديد تلفن هاي هوشمند، سيستم عامل اين تلفن ها عليرغم آنكه در مقايسه با استاندارد سيستم هاي عامل روميزي كوچك به شمار مي روند ولي براي عملكرد مؤثر به حداقل 16 مگابايت حافظه نياز دارند كه در مقايسه با سيستم هاي عاملِ قبلي افزايش قابل توجهي دارد.
شكل 1 رهيافت سازندگان مختلف را براي استفاده حداكثر از حافظه محدود تلفن هاي همراه نشان مي دهد.
( a) Symbian OS (b) Palm OS (c) Smartphone 2002
سيستم هاي عامل مي بايست استانداردهاي مختلف مخابرات تلفني نظير CDMA، GSM، و يا قالب ويدئويي( 10 ) TGPP را در كنار ساير خدمات شبكه سازي نظير تبادل داده با استفاده از امواج مادون قرمز،شبكه هاي محلي بي سيم، مجموعه پروتكل TCP/IP بر روي شبكه هاي سـّيارِ سلولي و Bluetooth را پشتيباني كنند. همچنين سيستم هاي عامل مي بايست تا جاي ممكن مصرف انرژي را به منظور افزايش مدت زمان استفاده از باتري، حداقل كنند.
سازندگان سيستم هاي عاملِ همراه، محصولاتشان را به گونه اي طراحي و بهينه كرده اند تا از كارايي پردازنده ها و حافظه تلفن هاي همراه در كنار افزايش پهناي باند شبكه هاي بي سيم، نهايت استفاده را ببرند. همچنين واسط برنامه هاي كاربردي خاصي نيز در سيستم عامل تعبيه كرده اند تا دستگاه هاي جانبي نظير دوربين ديجيتال نيز به راحتي در تلفن گنجانده شوند.
اين سيستم عامل برخي از توانائي ها و قابليت هاي دستيارِ شخصي ديجيتال را به تلفن هاي همراه اضافه كرده است. اين سيستم عامل در مقايسه با ديگر محصولِ شركت مايكروسافت ، Pocket PC Phone Edition در مجموع قابليت هاي كمتري فراهم مي كند. همچنين به حافظه كمتري نياز دارد و از واسط كاربر ساده اي بهره مي برد. همچنين انرژي كمتري مصرف مي كند. محصول Pocket PC Phone Edition كه براي دستگاه هاي دستيارشخصي ديجيتال با قابليت هاي تلفني طراحي شده است از تمهيدات امنيتي بهبود يافته، قابليت هاي چند رسانه اي، صفحات نمايش تماسي( 11 ) و توانايي چند كاره اي( 12 ) پشتيباني مي كند. بر خلاف Palm OS و Symbian ، سيستم عامل Smartphone توانايي صفحه نمايش تماسي را در اختيار كاربر نمي گذارد و كاربران مي بايست از صفحه كليد تلفن همراه براي وارد كردن فرمان ها استفاده كنند.
شركت مايكروسافت ادعا مي كند كه به اين خاطر از صفحات نمايش تماسي در سيستم عامل Smartphone پشتيباني نمي كند كه كاربران بتوانند با يك دست نيز از اين دستگاه ها استفاده كنند. واضح است كه براي استفاده از قابليت صفحات نمايش تماسي هر دو دست كاربر درگير خواهند شد.
ايساك رو ( 13 )، تحليلگر ارشد گروه تحقيق بازار آبردين ( 14 ) عقيده دارد كه نگارش هاي اوليه سيستم عامل Smartphone مشكلات فني و پياده سازي دارد. وي مي گويد از نقطه نظر تاريخي و به طورسنتي معمولاً محصولات اوليه شركت مايكروسافت داراي چنين مشكلاتي هستند ولي نگارش هاي بعدي خيلي بهتر و تنومندتر خواهند بود. در حال حاضر شركت مايكروسافت از بازار سازندگانِ نامي و عمده تلفن هاي همراه كه از سيستم هاي عامل ديگري در تلفن هايشان بهره مي برند، چشم پوشي كرده است و مستقيماً بازار فراهم كنندگان سرويس نظير AT&T Wireless، Telefonica Celular، و Verizon Wireless را هدف قرار داده است. سازندگاني كه مي توانند سيستم عامل Smartphone را در تلفن هاي همراهِ ساخت خودشان تعبيه كنند.
سيستم عامل Palm يا Palm OS اولين بار در سال 1998 به عنوان سيستم عامل موفقِ اولين دستگاه دستيارشخصي ديجيتال، موسوم به Palm Pilot ، مورد استفاده قرار گرفت. شركتPalm اخيراً واسط برنامه هاي كاربردي خاصي به اين سيستم عامل افزوده است كه توانائي هاي تلفني را نيز به آن ميافزايد.
نگارش هاي اوليه و 16 بيتي اين سيستم عامل خانواده پردازنده هاي موتورولا 68000 با نام اختصاري Dragonball را پشتيباني ميكرد. به منظور پشتيباني از كاربردهاي امروزي تلفن هاي همراهِ هوشمند، نگارش 32 بيتي اين سيستم عامل با نام Palm OS 5 بازنويسي شده است و پردازنده هاي قوي ARM-Based محصول شركت هاي اينتل، موتورولا، و تگزاس اينسترومنت را به كار مي گيرد. اين سيستم عامل علاوه بر فناوري رمزنگاري 128 بيتي SSL، پخش موسيقي، سرويس گيرنده پست الكترونيكي، و پيام رسان اينترنتي را نيز ارائه مي كند. سيستم عامل Palm OS همچنين صفحه نمايش با قدرت تفكيك پذيري بالاتر، مرورگر وِب، نرم افزار شبكه هاي خصوصي مجازي( 15 )، و واسط برنامه هاي كاربردي براي پشتيباني از شبكه هاي محلي بي سيم مبتني بر IEEE 802.11b را در بردارد.
قائم مقام توسعه بازرگاني شركت Palm اعلام كرده است كه نگارش ششم اين سيستم عامل، Palm OS 6، قرار است اواخر سال جاري ميلادي روانه بازار شود. اين نگارش خدمات تلفني و بي سيم بيشتري را فراهم مي كند. علاوه بر آن قابليت چند كارهاي يا اجراي برنامه هاي كاربردي در پيش زمينه و پس زمينه را نيز در اختيار كاربران مي گذارد.
سيستم عامل Symbian اولين بار در سال 1998 طراحي و پياده سازي شد. شركت Symbian شركتي است كه توسط بزرگترين سازندگان تلفن هاي همراه در جهان نظير اريكسون، موتورولا، نوكيا، پاناسونيك، سيون، سامسونگ الكترونيك، زيمنس، و سوني-اريكسون تأسيس شده است. اين نكته ويژگي قابل توجهي براي محصولات اين شركت به شمار مي رود. در واقع مشتريان عمده محصولات شركت Symbian، همان تأسيس كنندگان آن هستند. شركت Metrowerks نيز به عنوان سازنده ابزار برنامه سازي از اين سيستم عامل حمايت مي كند.
با توجه به اين كه اين سيستم عامل بر خلاف Palm OS يا Windows CE از ابتدا براي كاربردهاي تلفني طراحي و پياده سازي شده است لذا از نقطه نظر تكنيكي و فني مناسب ترين انتخاب براي تلفن هاي هوشمند به شمار مي رود.
سيستم عامل Symbian علاوه بر پخش صدا، پست الكترونيكي، پيام رسان، و قابليت چندريسماني( 16 ) در سطح سيستم عامل، توانايي پخش ويدئو را نيز دارد. به علاوه هر برنامه در اين سيستم عامل از فضاي آدرسدهي محافظت شده اي بر خوردار است كه اين نكته تداخل دسترسي به حافظه توسط برنامه هاي كاربردي را كاهش مي دهد. تداخل هايي كه مي توانند منجر به از كار افتادن سيستم عامل شوند.
يكي ديگر از ويژگي هاي اين سيستم عامل كه مورد علاقه و توجه سازندگان تلفن هاي همراه است، عدم گنجاندن نام سيستم عامل (يعني Symbian) در واسط كاربر( 17 ) آن است. به اين ترتيب سازندگانِ دستگاه تلفنِ همراه مي توانند منحصراً نام خود را بر روي محصول نهايي نمايش دهند. علاوه بر اين سيستم عامل Symbian بيش از ساير سيستم هاي عاملِ تلفن هاي هوشمند از استانداردهاي باز( 18 ) نظير Java ، Bluetooth و SyncML استفاده و حمايت مي كند.
با وجود آن كه سيستم عامل لينوكس مي تواند در تلفن هاي هوشمند تعبيه شود ولي اين سيستم عامل جايگاه و محبوبيت زيادي در بين كاربران دستگاه هاي همراه ندارد. مهم ترين دليل اين امر آن است كه فنـّاوري لينوكس در كاربردهاي تلفني بالغ نيست و براي ارائه توانائي ها و قابليت هاي ساير سيستم هاي عاملِ همراه، به دو برابر حافظه RAM و Flash نياز دارد. با وجود اين برخي از شركت هاي كره اي نظير شركت PalmPalm، MiZi از سيستم عامل لينوكس در تلفن هاي همراه خود استفاده مي كنند. در عين حال هيچ كدام از توزيع كنندگان لينوكس منابع كافي براي ورود به بازار سيستم هاي عامل تلفن هاي همراه را ندارند. شرط ورود به اين بازار حمايت سازندگان تلفن همراه و سازندگان پردازشگرها است تا براي پشتيباني از لينوكس سرمايه گذاري نمايند.
بنا به گزارش IDC، در سه ماهه اول سال جاري سهم سازندگان تلفن هاي همراه در كل جهان به قرار زير است:
نام شركت
سيستم عامل مورد استفاده
درصد بازار
Nokia
Symbian
53%
Sony-Ericsson
Symbian
11.1%
Motorola
Symbian
7.4%
Samsung
Palm OS, Symbian
5.1%
Handspring
Palm OS
4.1%
سايرين
15%
بر اساس پيش بيني IDC تا سال 2006 ميلادي سيستم عامل Symbian به سبب حمايت گسترده سازندگان تلفن هاي همراهِ هوشمند و نيز استفاده از استانداردهاي باز پيشتاز بازار خواهد بود و 53 درصد بازار را در اختيار خواهد داشت. در حالي كه شركت مايكروسافت با توان بازاريابي قوي خود 27 درصد و شركت Palm نيز 10 درصد باقيمانده را در اختيار خواهند گرفت.
همچنين تحليلگران گروه آبردين پيش بيني مي كنند كه تعداد سازندگان تلفن هاي همراه به سبب بلوغ بازار كاهش خواهند يافت و تنها شركت هاي بزرگ به بقاي خود ادامه مي دهند. در طي اين فرآيند، تلفن هاي هوشمند قابليت هاي تازه اي نظير كنفرانس ويدئويي را براي كاربران خود به ارمغان مي آورند.
اين عوامل سازندگان تلفن هاي همراه را وادار خواهد كرد كه تلفن هاي مقرون به صرفه و پيچيده تري بسازند كه نيازهاي بيشتري را فراروي سيستم هاي عاملِ همراه قرار خواهد داد. لذا تلفن هاي هوشمند و سيستم هاي عامل آنها در سال هاي آتي از اهميت فزآينده اي برخوردار خواهند شد.
Steven J. Vanghan-Nichols, Oss Battle in the Smart-Phone market , Ieee Computer, June 2003, pp. 10-12
A. Slawsby, R. Giusto, K. Burden, R. Sealfon, D. Linsalata, Worldwide smart handheld devices forecast and analysis,2003-2007 , June 2003, IDC (www.idc.com), Doc# 29586
Forrester Research, www.forrester.com
Microsoft Smartphone 2002, www.microsoft.com/mobile/smartphone/default.asp,
http://www.smartphone.net
Palm OS 5.x, http://www.palmsource.com/includes/palmos5.pdf
Symbian Operating System, http://www.symbian.com
Aberdeen Group, http://www.aberdeen.com
http://www.Linuxdevices.com
1 -Personal Digital Assistant (PDA) 2 -E-mail client 3 - Internet Instant Messenger 4 -Smart Handheld Devices 5 -Forrester Research (http://www.forrester.com) 6 -Middleware 7 -Rich Multimedia 8 -Application Program Interface 9 -Device Drivers 10 -Third Generation Partnership Project 11 -Touch-Screen 12 -Multitasking 13 -Isaac Ro 14 -Aberdeen Group 15 -Virtual Private Networks (VPN) 16 -Multithreading 17 -User Interface 18 -Open Standards