Modelagem e análise de desempenho e consumo de energia em aplicações móveis

Abstract

É notável a propagação de dispositivos móveis inteligentes em todo o mundo. Em 2016, espera-se que o número de smartphones supere os 2 bilhões. A entrada desses aparelhos no mercado têm mudado o estilo de vida das pessoas, oferecendo soluções com mais facilidade e praticidade, como por exemplo, a realização de transações bancárias. A variedade e facilidade de acesso aos serviços oferecidos pelos mesmos têm ajudado nesta mudança. Além disso, o número de aplicativos nos marketplaces para satisfazer as mais diferentes necessidades dos usuários tem aumentado bastante. Por estes motivos, as aplicações móveis têm ganhado cada vez mais destaque na indústria de Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC). Contudo, apesar da evolução da computação móvel na última década, a tecnologia das baterias desses dispositivos não evoluíram na mesma velocidade. Sendo, portanto, o curto tempo de vida das baterias uma das maiores preocupações entre fabricantes de hardware e software para dispositivos móveis. É comum o uso de modelos analíticos para analisar o comportamento dos sistemas. Modelos formais como cadeias de Markov e redes de Petri são bastante utilizadas com esse propósito. Estes tipos de modelos tem fundamentação matemática sólida, e portanto, são eficientes para realização de análises quantitativas e verificação de propriedades dos sistemas representados. Entretanto, sua construção requer conhecimento especializado por parte dos projetistas de sistemas. Por outro lado, modelos semiformais, como System Modelling Language (SysML) e Unified Model Language (UML), possuem uma notação mais flexível e são bastante difundidos no mercado. Contudo, esses modelos semiformais, por não possuírem uma fundamentação formal rígida, não oferecem suporte para o desenvolvimento de técnicas para análises numéricas e verificações de propriedades. Dessa forma, torna-se interessante a combinação do uso de modelos formais e modelos semiformais. Nesse contexto, este trabalho propõe uma abordagem para avaliação de métricas de desempenho, consumo de energia e disponibilidade de aplicações móveis utilizando modelos estocásticos. Para facilitar a construção destes modelos, a abordagem proposta adota a criação de regras de mapeamento, para obtenção de Redes de Petri stocásticas e Determinísticas (DSPNs) a partir de diagramas da SysML. Desta forma, projetistas que possuem pouco conhecimento em modelagem estocástica podem realizar análises relacionadas ao desempenho e consumo de energia de aplicações móveis de forma rápida e menos custosa que o desenvolvimento de protótipos, ainda na fase de planejamento do projeto. Por fim, são apresentados estudos de casos que demonstram a aplicabilidade da abordagem.