برنامه‌نویسی ویندوز 8 - بخش اول

زمانی که مایکروسافت اعلام کرد، ظهور ویندوز 8 بزرگترین تحولی است که بعد از عرضه ویندوز 95 اتفاق افتاده است، بسیاری بر این باور بودند دنیای سیستم‌عامل‌ها شاهد یک جهش دیگر در زمینه سیستم‌عامل‌ها خواهد بود. اما در هنگام عرضه پیش نمایش و نسخه‌نهایی ویندوز 8 و به موازات آن ویندوز‌فون 8 همگان دریافتند، اظهار‌نظر مایکروسافت فراتر از آن چیزی بوده که تصور می‌شد. ویندوز 8 نه تنها سبک‌کاربری و استفاده از سیستم‌عامل ویندوز را تغییر داد، سبک طراحی و توزیع برنامه‌های کاربردی را نیز دگرگون ساخته است. به‌گونه‌ای که سبک جدیدی از برنامه‌ها و برنامه‌نویسی را که به‌نام سبک ویندوز 8، سبک مترو و نیز سبک مدرن هم معروف است، به دنیای نرم‌افزار معرفی کرد. شرکت مایکروسافت، سعی در متقاعد‌کردن برنامه‌نویسان و طراحان برای پیاده‌سازی برنامه‌های خود بر‌مبنای این سبک دارد. برنامه‌هایی که قابلیت اجرا روی ویندوز 8 و با کمی تغییر قابلیت اجرا روی ویندوز‌فون 8 را خواهند داشت. طراحی برنامه‌های محیط مترو، الگوهای خاص خود را دارد. به‌عنوان مثال، این برنامه‌ها فقط در محیط ویندوز 8 قابل ساخته شدن هستند و نمی‌توان آن‌ها را در ویندوزهایی مانند ویندوز 7 پیاده‌سازی کرد. همچنین، نمای بصری این برنامه‌ها نیز متفاوت از برنامه‌های دسکتاپی است که تابه‌حال با آن‌ها کار کرده و آن‌ها را طراحی کرده‌اید. بر‌ همین اساس، در این مقاله بر آن شدیم، تا نحوه ساخت برنامه‌های سبک ویندوز را به همراه تشریح ساختمان به‌کار رفته در آن‌ها به شما نشان دهیم. مفاهیمی که در این مقاله آن‌ها را مورد بررسی قرار خواهیم داد، عبارتند از: توصیف کوتاهی از ویندوز 8 و بعضی قابلیت‌های ارائه شده در آن، نگاهی اجمالی به جدیدترین نسخه ارائه شده از ابزار برنامه‌نویسی Visual Studio 2012 و در‌نهایت، ساخت برنامه‌های محیط مترو بر مبنای الگوی Blank App(XAML)  و نحوه وارد‌کردن کنترل‌ها روی صفحه و پیکربندی آن‌ها.

ویندوز 8
جدیدترین نگارش سیستم‌عامل مایکروسافت در‌حوزه سیستم‌عامل‌های دسکتاپ ویندوز 8 و در حوزه سرور ویندوز سرور2012 هستند. در زمان عرضه ویندوز 8 مایکروسافت اعلام کرد، پایدارترین و امن‌ترین ویندوز در‌اختیار کاربران قرار خواهد گرفت. اما به فاصله کوتاهی از این صحبت شرکت فرانسوی Vupen که در زمینه کشف و فروش رخنه‌های امنیتی فعالیت دارد، اعلام کرد که حفره‌هایی را در ویندوز 8 و مرورگر اینترنت اکسپلورر پیدا کرده است که از مکانیسم‌های امنیتی نظیر ASLR/DEP که از روش‌‌های مؤثر در جلوگیری از حملاتی مانند سرزیر بافر هستند، عبور کرده است. اما صرف‌نظر از مباحث حاشیه‌ای پیرامون ویندوز 8 تصمیم به عرضه ویندوز 8 به این نکته اشاره دارد که مایکروسافت تغییرات بنیادی را در نحوه ساخت و عرضه نرم‌افزارهای مبتنی‌بر این سیستم‌عامل برداشته است. از نقطه نظر کاربری‌، سبک سنتی جای خود را به سبک مدرن داده است. دکمه شروع یا بهتر بگوییم منوی شروع که در گوشه پایین سمت چپ ویندوز قرار داشت، اکنون بزرگتر شده و به‌نام صفحه شروع تغییر نام داده است. برنامه‌ها از تمامی فضای صفحه نمایش برای ارائه اطلاعات به کاربران استفاده می‌کنند. مواردی که به آن‌ها اشاره شد، تنها بخش کوچکی از هزاران تغییر اتفاق افتاده در ویندوز 8 است. زمانی‌که ویندوز 8 را روی کامپیوتر دسکتاپ نصب کرده و با حساب‌کاربری مایکروسافت یا به‌صورت محلی به آن وارد می‌شوید، نخستین صفحه‌ای که در مقابل شما قرار گرفته و شامل یک سری آیکون‌های بزرگ که به آن‌ها کاشی (Tile) گویند قرار می‌گیرد، صفحه شروع نام دارد. کاشی‌هایی که روی صفحه شروع قرار دارند، می‌توانند معرف برنامه‌های سبک مترو یا برنامه‌های سنتی باشند. شاخص‌ترین نمونه از برنامه‌های قرار گرفته روی این صفحه که بر‌مبنای ویندوز 8 طراحی گشته‌، مرورگر اینترنت اکسپلورر است. زمانی‌که روی آن کلیک کنید، برنامه در حالت تمام صفحه که از ویژگی شاخص برنامه‌های سبک مترو است باز می‌شود. نخستین نکته‌ای که در برنامه‌های سبک مترو ذهن کاربران را به خود مشغول می‌کند نبود دکمه Close یا بستن است دکمه‌ای که به‌طور سنتی در برنامه‌ها قرار داشت‌، اکنون حذف شده است. البته، نبود این دکمه هرچند در ظاهر کمی عجیب به‌نظر می‌رسد اما در باطن خود فلسفه ویژه‌ای دارد. به عبارت دیگر ساختار برنامه‌های ویندوز 8 به‌گونه‌ای است که نیازی به بسته شدن ندارند. هر چند می‌توانید از ترکیب کلیدهای Alt+F4 برای بستن آن‌ها استفاده کنید.

صفحه شروع
شکل 1 صفحه شروع ویندوز 8 را نشان می‌دهد. هر‌چند ظاهر این صفحه ممکن است ساده به‌نظر آید، اما در برگیرنده تمامی امکاناتی است که به آن‌ها نیاز دارید، این امکانات اغلب به‌صورت غیرمستقیم در دسترس قرار دارند. کاشی‌هایی که در شکل 1می‌بینید، به‌صورت پیش فرض در زمان نصب ویندوز روی صفحه قرار می‌گیرند. زمانی‌که نخستین برنامه سبک ویندوز 8 خود را ساختید، کاشی مربوط به برنامه شما نیز در این صفحه قرار می‌گیرد. در ادامه به برخی از قابلیت‌های کلیدی ویندوز 8 اشاره می‌کنیم.

شکل 1

Charms: چارم‌ها از قابلیت‌های جدید معرفی شده توسط ویندوز 8 هستند(شکل2). چارم‌ها را می‌توان یک امکان دم‌دستی که در برگیرنده تنظیمات مختلف هستند، در‌نظر گرفت. روش چارم نه تنها در ویندوز بلکه در برنامه‌های سبک مترو نیز در دسترس هستند. کلیک راست ماوس چارم‌ها را به‌طور معمول، در بالا یا پایین صفحه نمایش ظاهر می‌سازد. محتوای قرار گرفته در چارم‌ها از یک‌سری فرامین اصلی تشکیل شده‌اند، که با استفاده از کنترل‌های قرار گرفته روی آن‌ها در‌اختیار کاربران قرار می‌گیرد. ویندوز 8 خود از یک چارم‌ها اصلی مشتمل بر 5 گزینه استفاده می‌کند. چارم ویندوز با فشار کلیدهای Windows+C به‌صورت عمودی در سمت راست صفحه نمایش نمایان می‌شود. با استفاده از گزینه‌های قرار گرفته در این charm به تنظیمات مختلف ویندوز دسترسی خواهید داشت.

شکل 2

گزینه‌هایی که در چارم اصلی ویندوز قرار دارند عبارت است از:
 Search: یکی از موارد ارتقا یافته در ویندوز 8 است که در مقایسه با ویندوز 7 پیشرفت قابل ملاحظه‌ای داشته است. به‌طوری‌ که اکنون فراتر از یک جست‌وجوگر ساده ایفای نقش می‌کند. شاید گزینه Search در ویندوز 8 را به معنای واقعی خود بتوان یک جست‌وجوگر قلمداد کرد. به‌دلیل این‌که توانایی پیدا کردن هر آن چیزی را که نیاز دارید با ارائه امکانات ویژه در‌اختیارتان قرار می‌دهد.
 Share: وظیفه به اشتراک‌گذاری فایل‌ها را بر‌عهده دارد.
Devices: در زمان اتصال دستگاه‌های جانبی به کامپیوتر کاربرد دارد.
Setting: گزینه‌هایی در‌خصوص دسترسی به تنظیمات و پیکربندی‌های ویندوز، کنترل صدا‌، شبکه‌، خاموش و روشن‌کردن کامپیوتر و تنظیم روشنایی را در‌اختیارتان قرار می‌دهد. شاید از موارد عجیبی که در ویندوز 8 بتوان به آن اشاره کرد قرار گرفتن دکمه Power در این قسمت است که برای کاربران تازه‌وارد به دنیای کامپیوتر و ویندوز 8 پیدا کردن آن کمی سخت است. اما به‌نظر می‌رسد Settings مکان درستی برای دکمه Power باشد، به‌دلیل این‌که صفحه شروع فقط شامل برنامه‌های کاربردی است و نمی‌توان به یک‌باره دکمه‌ای را در کنار کاشی‌ها قرار داد. هر چند می‌توانید میانبرهایی را برای دکمه‌های راه‌اندازی دوباره و خاموش کردن کامپیوتر در صفحه شروع ایجاد کنید.
چارم‌ در برنامه‌نویسی با کنترل App Bar در فایل‌های XAML تعریف می‌شوند.
 Tile:  کاشی‌ها نماینده برنامه‌های کابردی نصب شده روی ویندوز8 هستند. (شکل3) کاشی‌ها وظیفه اجرای برنامه‌های کاربردی را به‌همراه قابلیت نمایش اطلاعات آنلاین دارند. کاشی‌های Weather/News نمونه‌ای از این موارد است. زمانی‌که روی یک کاشی کلیک می‌کنید، بسته به نوع طراحی برنامه کاربردی به یکی از دو حالت زیر اجرا می‌شود. در صورتی‌که برنامه به سبک مترو نوشته شده باشد، به‌طور مستقیم اجرا می‌شود. در این حالت از تمام موجودیت صفحه نمایش برای ارائه اطلاعات به کاربر استفاده می‌شود.

شکل 3

حالت دوم برنامه کاربردی سبک مترو نداشته باشد و به سبک سنتی ساخته شده است. در چنین شرایطی محیط Desktop بارگذاری شده و برنامه درون آن اجرا می‌شود. ویژوال استودیو نمونه‌ای از این موارد است که در محیط دسکتاپ اجرا می‌شود.
 Page :Page یکی از مفاهیم جدید در ویندوز 8 است. برنامه‌های سبک مترو بسته به نوع کاربری می‌توانند از صفحات مختلفی تشکیل شده‌اند. یک برنامه می‌تواند از یک یا چند صفحه تشکیل شده باشد. برنامه‌هایی که از صفحات مختلف تشکیل شده‌اند، این امکان را به کاربران می‌دهند که در میان گروه‌ها و صفحات مختلف برنامه حرکت کرده و جزئیات مرتبط با هر عنصر و گروه را مشاهده کنند. یک برنامه می‌تواند بر مبنای یک الگوی ساده که از یک صفحه تشکیل شده ساخته شده یا در برگیرنده صفحات مختلفی که اجزای یک برنامه را تشکیل می‌دهند، طراحی شده باشد که این طراحی بر مبنای الگوهای Grid یا Split خواهد بود.

تغییرات موازی با ویندوز 8
1- نخستین نکته مثبت درباره ویندوز 8 توانایی اجرای برنامه‌های این سیستم‌عامل با کمی تغییر روی سیستم‌عامل ویندوز‌‌ فون 8 است. موضوعی که در گذشته به‌راحتی امکان‌پذیر نبود. اما به‌دلیل وجود هسته مشترک بین دو سیستم‌عامل اکنون شاهد طیف گسترده‌تری از برنامه‌ها برای سیستم‌عامل ویندوز‌ فون 8 خواهیم بود. البته، خود فروشگاه ویندوز‌ فون 8 برنامه‌های گسترده‌ای برای این سیستم‌عامل دارد، اما وجود هسته مشترک یک امتیاز مثبت برای ویندوز‌  فون 8  در مقایسه با رقبای سنتی خود یعنی iOS/Android به شمار می‌رود.  حال باید دید در میدان رقابت سیستم‌عامل موبایل مایکروسافت تا چه حد مورد استقبال کاربران قرار خواهد گرفت. سیستم‌عاملی که اکنون از پردازشگرهای چند هسته‌ای پشتیبانی کرده و امکانات بیشتری را در‌اختیار کاربران برای سفارشی‌سازی آن ارائه می‌دهد.
2- از نقطه نظر برنامه‌نویسی اکنون شاهد ساخت برنامه‌هایی به دو سبک هستیم؛ نخست برنامه‌های کلاسیک یا همان برنامه‌هایی که در سیستم‌عامل‌های رایج مانند ویندوز 7 آن‌ها را با استفاده از زبان‌های برنامه‌نویسی پیاده‌سازی می‌کنیم و دسته دوم برنامه‌های نوشته شده به سبک مترو که ویژه ویندوز 8 هستند. همچنین، برنامه‌ها می‌توانند در هر دو حالت طراحی شده باشند. بارزترین نمونه این برنامه‌ها مرورگر اینترنت اکسپلورر است، که نسخه مترو آن در صفحه شروع اجرا می‌شود و نسخه دسکتاپ در محیط دستکاپ استفاده می‌شود. البته، نسخه دسکتاپ از تنظیمات بیشتری بهره می‌برد.
3- برنامه‌نویسی دستگاه‌های لمسی یکی دیگر از سبک‌هایی است که اکنون پررنگ‌تر از گذشته دنبال خواهد شد و به‌دلیل معماری خاص این‌گونه دستگاه‌ها پیاده‌سازی برنامه‌های مبتنی ‌بر آن‌ها متفاوت خواهد بود.

Visual Studio 2012
ویژوال استودیو ابزاری قدرتمندی است که طی سال‌های متمادی، توسط مایکروسافت در‌اختیار برنامه‌نویسان قرار داده شده است. با استفاده از IDE قدرتمند این محصول امکان طراحی انواع مختلفی از برنامه‌های کاربردی و سرویس‌های وب که توانایی اجرا روی پلتفرم‌های مختلف را دارند، در اختیار توسعه‌دهندگان قرار گرفته است. امکانات گسترده، ابزارهای پیشرفته دیباگ، آنالیز و اشکال‌زدایی برنامه‌ها، طراحی انواع مختلف الگوها، قابلیت ساخت و طراحی برنامه‌های مترو بر‌مبنای الگوها و زبان‌های مختلف که منابع ویژه‌ای را در‌اختیار برنامه‌نویس قرار می‌دهند، طراحی بصری برنامه‌های مترو با استفاده از XAML، سازگار بودن پروژه‌های ساخته شده در نسخه‌های مختلف نرم‌افزار با یکدیگر (حداقل هماهنگ بودن Visual studio 2012 با Visual Studio 2010 SP1) تنوع زبان‌های برنامه‌نویسی قرار گرفته درون این محصول برای ساخت برنامه‌های دسکتاپ، وب، سرویس‌ها به‌همراه هزاران نکته دیگر از دلایل موفق بودن این محصول به‌شمار می‌رود.
 ویژوال استودیو 2012 جدیدترین نسخه ارائه شده این محصول با حفظ یکپارچگی پروژه‌های ساخته شده در visual studio 2010 +SP1 با نسخه جدید به‌گونه‌ای که پروژه‌های که در این دو محیط باز می‌شوند، قابلیت رفت‌و برگشت در هر دو محیط را امکان‌پذیر می‌سازد، از پیشرفت‌های به‌کار رفته در طراحی نسخه جدید به‌شمار می‌رود. (البته، در این بین استثنا‌هایی نیز وجود دارد) به‌عبارت دیگر نسخه جدید تغییری در ساختار و فایل‌های اصلی یک پروژه ایجاد نمی‌کند، در نتیجه می‌توانید یک پروژه را در هر دو محیط مورد استفاده قرار دهید. پیاده‌سازی قابلیت مترو در نسخه جدید ویژوال استودیو پشتیبانی از ساخت برنامه‌های فروشگاه ویندوز، ویندوز‌فون 8 و قابلیت مفید و جدید اضافه شده به ویژوال استودیو به‌نام Simulator  اشاره کرد که امکان شبیه‌سازی ویندوز 8 را برای برنامه‌های ساخته شده بر‌مبنای همین سیستم‌عامل در اختیار طراحان قرار می‌دهد، درمورد نصب و استفاده از این محصول به چند نکته دیگر نیز باید اشاره کرد:
1- در صورت نصب Visual Studio 2012 روی ویندوز 8 توانایی استفاده از Window RT را که شامل کتابخانه و توابع لازم برای این سیستم‌عامل است، در‌اختیار خواهید داشت.
2- برنامه‌نویسی Windows Store فروشگاه ویندوز یکی دیگر از قابلیت‌هایی است که با استفاده از آن برنامه‌نویسان امکان نوشتن برنامه‌هایی را خواهند داشت که برای فروش در‌اختیار دیگر کاربران قرار می‌گیرد. البته، ساخت و توزیع برنامه‌ها برای فروش از چند اصل پیروی می‌کند. به‌عنوان مثال، برنامه‌هایی امکان قرار‌گیری روی فروشگاه را خواهند داشت که دارای هماهنگی کامل با ویندوز 8 باشند.
این امر به‌دلیل سازگار‌پذیرتر کردن برنامه‌های نوشته شده برای ویندوز 8 توسط مایکروسافت اتخاذ شده است. همچنین فروشگاه مجازی ویندوز همانند یک فروشگاه واقعی عمل کرده و از قسمت‌های مختلف که هر کدام دارای زیرگروه‌های مشخصی هستند، تشکیل شده است. زمانی‌که کاربری برنامه‌ای را برای خرید انتخاب می‌کند، فروشگاه درصدی از مبلغ فروش را دریافت کرده و مابقی را در‌اختیار طراحان یا شرکت سازنده قرار می‌دهد.
3- ویندوز فون 8 یکی دیگر از گزینه‌هایی است، که فقط روی سیستم‌عامل ویندوز 8 قابل نصب است. در صورتی‌که اقدام به نصب Windows phone SDK روی ویژوال استودیو که در محیط ویندوز 7 نصب شده است کنید با پیغام خطا روبه‌رو خواهید شد. پکیج برنامه‌نویسی ویندوز‌فون 8 با حجم تقریبی 1.68 گیگابایت از سایت شرکت مایکروسافت قابل دریافت است. این بسته شامل کتابخانه‌ها و فایل‌هایی است که برای برنامه‌نویسی ویندوز فون به آن‌ها نیاز دارید. همچنین، شبیه‌ساز ویندوز‌فون‌8 نیز به شما در امر آزمایش برنامه‌ها بدون نیاز به متصل کردن دستگاه همراه کمک می‌کند. البته، برای استفاده از شبیه‌ساز ویندوز‌فون 8 پردازشگر مرکزی کامپیوتر باید ویژگی‌هایی داشته باشد. در‌غیر این‌صورت، امکان استفاده از این شبیه‌ساز برایتان امکان‌پذیر نخواهد بود. اما همچنان توانایی ساخت برنامه‌های ویندوز‌فون را در‌اختیار خواهید داشت.
4- آپلود به‌طور مستقیم پروژه‌ها به فروشگاه ویندوز از دیگر امکانات ارائه شده توسط ویژوال استودیو است(شکل4).

شکل 4

زمانی‌که تصمیم به آپلود کردن برنامه خود به فروشگاه دارید، ویژوال استودیو امکان ارسال مستقیم پروژه به فروشگاه را از طریق منوی Project گزینه Store و در‌نهایت Associate Your App در اختیارتان قرار می‌دهد.
مراحل نصب ویژوال استودیو 2012 همانند گذشته به‌راحتی امکان‌پذیر بوده و روی ویندوز 8 و سیستم‌عامل‌های دیگر ویندوز قابل نصب است. کافی است فایل نصب را اجرا کرده مسیر و پارامترهایی که به آن‌ها نیاز دارید را تنظیم کرده و در نهایت روی دکمه Install کلیک کنید، تا عملیات نصب آغاز شود. شکل 5 گزینه‌های قابل نصب روی ویژوال استودیو را نشان می‌دهد.

شکل 5

بعد از نصب موفقیت‌آمیز ویژوال استودیو، زمانی‌که برای نخستین‌بار نرم‌افزار را اجرا می‌کند، همانند نسخه‌های پیشین پنجره پیکربندی ویژوال استودیو همانند شکل‌6 ظاهر می‌شود.

شکل 6

در این پنجره گزینه‌های مختلفی وجود دارد. به‌طور معمول، گزینه  General Development Settings یکی از انتخاب‌های اصلی بیشتر طراحان است. اما می‌توانید گزینه‌ای که بیشترین هماهنگی را با فعالیت کاری شما دارد را انتخاب کرده و روی دکمه Start Visual Studio کلیک کنید. در صورتی‌که ویژوال استودیو را از قبل نصب کرده‌اید در صفحه شروع ویندوز عبارت Visual Studio را تایپ کرده و روی آن کلیک کنید. (شکل 7)

شکل 7

زمانی‌که ویژوال استودیو را اجرا می‌کنید، صفحه اصلی همانند شکل 8  خواهد بود.  نخستین نکته در زمان شروع کار با ویژوال استودیو 2012 سیستم‌عاملی است که آن‌را انتخاب کرده‌اید. در صورتی‌که از سیستم‌عامل ویندوز 7 استفاده می‌کنید، توانایی ساخت برنامه‌های سبک ویندوز 8 را نخواهید داشت. در صورت نصب ویژوال استودیو روی ویندوز 7 گزینه‌های Windows Store و Windows Phone که در شکل9 مشخص شده‌اند، در ویندوز 7 نصب نخواهند شد. این گزینه‌ها مخصوص سیستم‌عامل ویندوز 8 هستند.

شکل 8