Обучение школьников кроссплатформенной разработке на основе Qt и Qt Quick (Кирилл Чувилин, OSEDUCONF-2023)

Ссылки сюда (1) →

Короткая ссылка: 20230129C

Докладчик

Кирилл Чувилин

Qt — это мультиплатформенный фреймворк, предоставляющий широкий набор библиотек и инструментов разработки. Многие дистрибутивы Linux используют Qt как основной фреймворк, в том числе российские операционные системы для ПК, а также мобильная ОС Аврора, разрабатываемая компанией «Открытая мобильная платформа».

Обучение разработке на Qt охватывает множество аспектов создания приложений, которые достаточно подробно рассматриваются в студенческом курсе, разработанном нашей компанией.

При этом часть фреймворка, обеспеченная технологией Qt Quick и языком QML, с одной стороны позволяет создавать функциональные приложения, а с другой — достаточно компактна для освоения школьниками.

В докладе представляются технические аспекты Qt Quick, которые удобно использовать для обучения школьников разработке мобильных и десктопных приложений.

Презентация

Thesis

Компания «Открытая мобильная платформа» (ОМП) является разработчиком средств, позволяющих выстроить доверенную инфраструктуру для работы с мобильными устройствами.

Функционирование такой инфраструктуры обеспечивается, в том числе, операционной системой Аврора и платформой управления устройствами Аврора Центр. ОС Аврора — это российский дистрибутив Linux, предназначенный для использования на смартфонах и планшетах корпоративными заказчиками и государственными компаниями. В совокупности технологии разработки для ОС Аврора сосредоточены вокруг ядра Linux, POSIX-совместимых интерфейсов, а также фремворка Qt.

Со стороны ОМП реализован ряд мер, нацеленных на обеспечение качественной и быстрой разработки ПО. Он включает поставку инструментов разработки и документации, организацию технической поддержки и консалтинга по разработке, предоставление примеров приложений , а также проведение учебных мероприятий.

Среди сотрудников ОМП есть специалисты по разработке ПО, которые также имеют опыт преподавания в вузах. Совместно с партнёрами нами были подготовлены материалы для проведения учебных курсов в вузах и организациях дополнительного образования по системной разработке и разработке прикладного ПО для ОС Аврора.

В 2022 году мы также получили ряд запросов от образовательных организаций, работающих со школьниками, на разработку и внедрение новых учебных материалов по разработке для среднего образования. В том числе в октябре мы провели семинар совместно с Кружковым движением Национальной технологической инициативы, на котором с методистами обсудили содержание и форматы недостающих образовательных программ, а также участие ОМП в подготовке методических материалов.

Результатом обсуждения стал набор компетенций на направлениям разработки и дизайна интерфейса, которыми полезно обладать школьникам, интересующимся IT-специальностями, и соответствующих программ, среди которых:

• Основы администрирования ОС;
• Основы сетевого взаимодействия (TCP/IP, HTTP, FTP);
• Основы разработки (C, Python или node.js);
• Основы дизайна UI (Figma);
• Алгоритмы и структуры данных (C);
• Разработка UI (QML, JS);
• Основы WEB-вёрстки (HTML, JS, CSS);
• Инструменты разработчика (GIT, Docker);
• Системная разработка (Linux, C, POSIX);
• ООП (Qt, C++);
• Проектирование UI/UX приложений (QML, Figma);
• Разработка мобильных приложений (Qt, Аврора).

В докладе акцент сделан на кроссплатформенной разработке прикладного ПО, основой которой в данном контексте являются технологии Qt, а также языки программирования C++ и QML.

Технологии Qt для школьников

Qt — это мультиплатформенный фреймворк, предоставляющий широкий набор библиотек и инструментов разработки ПО. Примеры программ, написанных на Qt: KDE, Skype, Telegram, Virtual Box, Google Earth и др. Многие дистрибутивы Linux используют Qt как основной фреймворк, в том числе Ubuntu, Fedora, Red Hat и отечественные Заря, ROSA, ALT Linux. Не исключением является и ОС Аврора, разрабатываемая компанией «Открытая мобильная платформа».

Технологии, которые используются при разработке на Qt, довольно обширны и включают как различные подходы к шаблонам проектирования (предлагая концепцию сигналов-слотов, а также механизм делегатов для работы с представлениями), так и API для взаимодействия с различными подсистемами и периферией.

В основе фреймворка Qt лежат парадигма объектно"=ориентированного программирования, язык C++ и метаобъектный компилятор. Его удобно использовать как наглядный примеры в курсах по C++ или ООП. Кроме того, есть успешный опыт использования Qt для обучения алгоритмическому программированию и работе с графикой.

Но фреймворк Qt также предоставляет технологию Qt Quick, которая, с одной стороны, обладает достаточно низким порогом входа, доступным школьникам, а с другой — позволяет создавать полноценные приложения. Кроме того, она на практике знакомит с концепцией декларативного программирования, которая сейчас активно используется при создании мобильных приложений.

В докладе рассматриваются технические аспекты, которые важны для формирования методических материалов учебных программ.

Программа курса по Qt Quick

В этом разделе приведён вариант программы для обучения школьников, который охватывает все важные аспекты разработки приложений с использованием технологии Qt Quick.

Основы Qt Quick

1. Знакомство с фреймворком Qt и технологией Qt Quick.
2. Инструменты разработки.
3. Структура проекта.
4. Знакомство с языком QML.
5. Основные визуальные типы.
6. Позиционирование элементов.
7. Обработка событий.
8. Определения новых свойств объектов.
9. Взаимодействие с пользователем.

Расширенные возможности Qt Quick

1. Подключение JS-библиотек.
2. Трансформации и состояния.
3. Анимации.
4. Работа с компонентами.
5. Модели.
6. Представления.
7. Многопоточность.

Организация UI приложений.

1. Библиотеки системных компонентов.
2. Навигация в приложениях.
3. Работа с текстом.
4. Элементы управления.
5. Меню.
6. Масштабирование приложений.
7. Стилизация приложений.
8. Локализация приложений.

Использование системных API.

1. Работа с файлами.
2. Мультимедиа.
3. Камера.
4. Работа с HTTP.
5. Web-сокеты.
6. Датчики.
7. Геолокация.
8. Работа с базами данных.
9. Взаимодействие приложений.
10. QML-плагины ОС Аврора.