Energieverbrauchsermittlung von Android-Applikationen

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1 Fakultät Informatik Institut für Software- und Multimediatechnik - Lehrstuhl für Softwaretechnologie Energieverbrauchsermittlung von Android-Applikationen Claas Wilke

2 PROBLEM ! Folie 2

3 PROBLEM Mobile Geräte haben begrenzte Batteriekapaztitäten Je nach Benutzung, kann die Betriebsdauer erheblich schwanken Obwohl verschiedene Applikationen ähnliche Dienste anbieten, kann ihr Energieverbrauch unterschiedlich sein Nutzer wählen Applikationen basierend auf Nutzerbewertungen aber nicht nach ihrem Energieverbrauch aus

4 ENERGIEVERBRAUCH VON SOFTWARE? Software verbraucht Energie indirekt Auslastung von Hardwarekomponenten CPU-Auslastung Netzwerkkommunikation Lese-/Schreibzugriffe Softwareeffizienz Intelligente Software kann Stromverbrauch über klassische Hardwareoptimierung hinaus senken Folie 4

5 Wir kaufen eine Waschmaschine

6 Wir suchen eine App

7 Vision

8 ZIEL Prozess zur Energieverbrauchsermittlung basierend auf Energieverbrauchsmodell und Nutzungsprofil Berechnung von Energie-Labels für Apps mit ähnlicher Funktionalität

9 Energieverbrauchsermittlung Domänenspezifisch, Anwendungsunabhängig 1. Service & Servicemodell 2. & Abstrakter Modellierung Anwendungsspezifisch Instanziierung Appspezifischer 3. Profiling Gerätetyp spezifisch Legende Ø Verbrauch & Energie Label Aktivität 5. Produkt Verbrauchsabschätzung Verbrauchsmodel Nutzungs Profil 4. Nutzer Modellierung Domänenspezifisch, Anwendungsunabhängig 9

10 1 SERVICE- & BENCHMARK- MODELLIERUNG Service & Modellierung Servicemodell & Abstrakter Instanziierung App spezifischer Verbrauchsmodel Profiling Ø Verbrauch & Energie Label Verbrauchsabschätzung Nutzungs Profil Nutzer Modellierung

11 SERVICE-MODELLIERUNG Beschreibung der typischen Dienste (Services) von Applikationen dieser Domäne Domänenspezifisches Servicemodell Service & Modellierung Servicemodell & Abstrakter Beschreibung von Testpfaden und -daten für das ing

12 Servicemodell (Beispiel)

13 -Definition (Beispiel) Menge abstrakter Testfälle Beschreiben Pfade durch das Servicemodell

14 2 BENCHMARK- INSTANZIIERUNG Service & Modellierung Servicemodell & Abstrakter Instanziierung App spezifischer Verbrauchsmodel Profiling Ø Verbrauch & Energie Label Verbrauchsabschätzung Nutzungs Profil Nutzer Modellierung

15 INSTANZIIERUNG Anwendungsspezifische Testfälle werden vom abstrakten abgeleitet Binding-Information stellt dafür nötige Informationen bereit Z.B.: Welche Buttons müssen wann geklickt werden? Servicemodell & Abstrakter Konkretisierung (Binding) Appspezifischer Binding Information Ergebnis ist ein Android-Testproject, mit JUnit-Testfällen

16 3 PROFILING Service & Modellierung Servicemodell & Abstrakter Instanziierung App spezifischer Verbrauchsmodel Profiling Ø Verbrauch & Energie Label Verbrauchsabschätzung Nutzungs Profil Nutzer Modellierung

17 PROFILING Stromverbrauch einer Applikation ermitteln Hardware-invasiv (externes Messgerät) Verbrauchsmodel Profiling Korrelation von Aktivitäten und Energieverbrauch Ableiten von Durchschnittsverbräuchen für Dienste einer Applikation auf einem Gerätetyp

18 Energie-Profiling Test-Server Device under Test Testausführung Events Messwerte Wattmeter

19 Energy Profiling

20 ERSTE MESSUNGEN Vergleich zweier -Clients Szenario App unter Test Ø L.aufnahme [W] % Auf neue Nachrichten prüfen Nachricht lesen Anhang öffnen K-9 Mail MailDroid K-9 Mail MailDroid K-9 Mail MailDroid ± ± ± ± ± ± Hintergrund-Dienst K-9 Mail MailDroid ± ± K-9 ist effizienter 20

21 4 NUTZER-MODELLIERUNG Service & Modellierung Servicemodell & Abstrakter Instanziierung App spezifischer Verbrauchsmodel Profiling Ø Verbrauch & Energie Label Verbrauchsabschätzung Nutzungs Profil Nutzer Modellierung

22 The WORKLOAD of a SMARTPHONE is the END USER. [SSMD10] [SSMD10] Bild: Shye, A.; Scholbrock, B.; Memik, G. & Dinda, P. A.: Characterizing and Modeling User Activity on Smartphones. Electrical Engineering and Computer Science Department, Northwestern University,

23 NUTZUNGS-PROFIL Welche Dienste werden von diesem Nutzer wie häufig und wie lange genutzt? Nutzer Modellierung Nutzungs Profil Erstellung des Profils durch Profiling Manuelle Konfiguration oder Auswahl aus vorgefertigten Profilen

24 5 ENERGIE-LABEL- BERECHNUNG Service & Modellierung Servicemodell & Abstrakter Instanziierung App spezifischer Verbrauchsmodel Profiling Ø Verbrauch & Energie Label Verbrauchsabschätzung Nutzungs Profil Nutzer Modellierung

25 ENERGY LABEL COMP. Zusammenführen der Informationen aus Service Modell, Verbrauchsmodell und Nutzer-Profil Berechnung durchschnittlicher Energieverbräuche 4.3W 5.4W 4.9W

26 WORK IN PROGRESS Service- und modellierung Prototypisch -Instanziierung Prototypisch Energie-Profiling Erste Messungen erfolgt Weitere Fallstudien in Vorbereitung Nutzermodellierung Konzeptionsphase Label-Berechnung Konzeptionsphase

27 ZUSAMMENFASSUNG Energieverbrauch von Anwendungen als zentrales Problem für mobile Endgeräte Energie-Labels helfen bei Vergleich/Auswahl von Anwendungen Prozess zur Energieverbrauchs- und Labelermittlung

28 Fakultät Informatik Institut für Software- und Multimediatechnik - Lehrstuhl für Softwaretechnologie Energieverbrauchsermittlung von Android-Applikationen Claas Wilke

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