Komparativna analiza uticaja sistema za serijalizaciju na energetsku efikasnost klijentskih mobilnih uređaja

Abstract

Zahvaljujući društvenim mrežama i brzom protoku vesti mobilni uređaji postali su neraskidivi deo svakodnevice. Međutim, pre samo desetak godina mobilne aplikacije bile su namenjene isključivo specijalnim potrebama. Operativne funkcionalnosti tih uređaja i aplikacija bile su daleko ispod mogućnosti postojećih. Preduslov za ovakav razvoj mobilnih uređaja stvorile su naučne discipline koje naizgled nisu povezane ali su svoju sinergiju evaluirale kroz razvoj mobilnih uređaja i njihovih aplikacija. Prvenstveno se misli na telekomunikacije, elektroniku, softversko inženjerstvo i internet tehnologije.

Skokoviti razvoji ovih oblasti su omogućili da mobilni uređaji dostignu funkcionalnosti klasičnih PC-jeva, ali i da u budućnosti očekujemo dalje napretke. Jedan od ograničavajućih faktora jeste autonomnost i energetska nezavisnost uređaja. Drugim rečima - sa postojećom tehnologijom baterija se ne može produžiti neka značajna autonomnost uređaja. Samo ekonomsko tržište diktira potrebu za brzim procesorima, manjim dimenzijama uređaja (debljina) ali i što većim dimenzijama ekrana. Veoma bitna je i funkcionalnost mobilnog interneta bez koga mobilni uređaji ne bi imali svoju današnju funkciju. Jedan od ciljeva proizvođača mobilnih uređaja jeste kako da zadrže sve ove funkcionalnosti a da povećaju energetsku efikasnost a samim time i autonomiju rada uređaja. Povećavanje energetske efikasnosti uređaja moguće je postići putem hardverskih inovacija: proizvodnje komponenata sa manjim gubicima, procesorima koji bi radili na manjim naponima (manjim od 3.3 v) itd. Takođe, modemi za komunikaciju na baznim stanicama koji obezbeđuju mobilni internet uređaju, kreiraju se tako da imaju što veće iskorišćenje. Analizom rada mobilnih uređaja ustanovljeno je da je najveći potrošač energetskih resursa baterije ekran a zatim slede internet servisi. Pored hardverskih optimizacija kojima se može postići veća efikasnost, moguće je programskim putem omogućiti znatne uštede u potrošnji.

Upotreba internet servisa odgovorna je za malu autonomnost mobilnih uređaja pa se može doći do zaključka da je ovo pravo mesto za optimizaciju. Naravno, internet servisi na mobilnom uređaju su širok pojam. Jedan od odgovora se krije u trenutnom konceptu mobilnih servisa. Većina aplikacija na mobilnom uređaju funkcioniše po principu master slave komunikacije sa nekim od mnogobrojnih servera. Drugim rečima: bilo da se radi o običnom čitanju poruka, aplikaciji za vremensku prognozu, nekoj socijalnoj mreži ili online strategiji, aplikacija i server razmenjuju značajne količine podataka u oba pravca. Aplikacija šalje i prima složene strukture podataka. U eri objektno orijentisanih programskih jezika ti podaci se mogu tretirati kao liste i nizovi instanci kasa ili objekti. Sam proces pakovanja i raspakivanja složenih struktura podataka u nizove bajtova pogodnih za slanje naziva se serijalizacija podataka.

Ovim radom su dati rezultati energetske efikasnosti prenosa serijalizovanih podataka između mobilnih uređaja i servera. Realizovano je test okruženje u kome je najpre merena potrošnja električne energije tokom komunikacije sa serverom. Rezultati merenja su upotrebljeni za razvoj matematičkog modela u kome su kasnije kao parametri uvedene funkcije koje opisuju vreme potrebno za serijalizaciju i veličinu serijalizovanog zapisa. Podaci dobijeni ovim istraživanjem primenjeni su za definisanje eksperimentalnog okruženja API – CBSaver, gde se na osnovu matematičkih modela bira optimalan način serijalizacije i kompresije u realnom vremenu. Rezultati dobijeni tokom testa API – CBSaver-a ukazuju na smer u kome treba ići u cilju poboljšanje energetske efikasnosti.