16305

16305

بهبود عملكرد و قابليت استفاده‌ي برون‌سپاري پردازش‌ها در دستگاه‌هاي همراه اندرويدي

كارشناسي ارشد

نرم افزار

شهريور 1395

آقاي دكتر محسن شريفي

كامپيوتر

اخيراً برون‌سپاري پردازش از دستگاه‌هاي هوشمند به كامپيوترهاي شخصي پيرامون آن (قائم‌مقام) و يا محيط پردازش ابري با منابع غني، به‌عنوان تكنيكي جهت غلبه بر محدوديت‌هاي توان پردازشي و عمر كم باطري تلفن‌هاي همراه موردتوجه بيشتري قرارگرفته است. برخي از برنامه‌هاي كاربردي از قبيل بازي‌هاي گرافيكي و يا بازشناسي حروف و الگو نيازمند به پردازش‌هاي سنگين هستند و مي‌توانند با برون‌سپاري قسمت‌هاي پردازشي پيچيده‌ي برنامه به سمت سرورهاي غني از منابع و دريافت نتايج پردازش از اين سرورها، موفق به كاهش مصرف انرژي و زمان اجرا در گوشي‌هاي هوشمند شوند. در اين پايان‌نامه شاخص‌هاي مختلف برون‌سپاري و سيستم‌هاي موجود در اين زمينه بررسي شد و مشخص‌شد كه عمده مشكلات موجود در سيستم‌هاي برون‌سپاري كنوني، روش تصميم‌گيري جهت برون‌سپاري و نقش نامناسب برنامه‌نويس برنامه‌هاي كاربردي در برون‌سپاري و مديريت خطاي شبكه هستند. در جهت رفع اين مشكلات و بهبود عملكرد و قابليت استفاده‌ي برون‌سپاري پردازش‌ها در دستگاه‌هاي همراه اندرويدي يك موتور برون‌سپاري پياده‌سازي شد كه برنامه‌نويس مي‌تواند در زمان طراحي برنامه‌ي كاربردي با استفاده از آن نقش مؤثري در مديريت برون‌سپاري بازي كند. تصميم‌گيري جهت برون‌سپاري در اين موتور به‌صورت پويا و با در نظر گرفتن سه فاكتور شرايط شبكه، مقدار اطلاعاتي كه بايد به سمت سيستم قائم‌مقام منتقل شود و همچنين پارامترهاي ورودي وظيفه، انجام مي‌شود و درعين‌حال مديريت خطاي شبكه به ساده‌ترين شكل ممكن امكان‌پذير است. موتور برون‌سپاري توصيف‌شده، با استفاده از اتصالات 3G و Wi-Fi و يك بازي شطرنج در دوگوشي هوشمند اندرويدي تست و ارزيابي شد. دريكي از تست‌ها كه موتور برون‌سپاري به‌منظور مشخص كردن 20 حركت بعدي بازي شطرنج در يك تلفن هوشمند اندرويدي متوسط به كار گرفته شد، مشخص گرديد كه اين امر مي‌تواند نسبت به اجراي محلي پردازش 72 ثانيه زمان پردازش را تسريع بخشد. بااين‌وجود هنوز هم فضاي وسيعي براي بهبود بخشيدن به كارايي سيستم‌هاي برون‌سپاري وجود دارد. مجازي‌سازي كامل در سمت سرور به‌منظور امكان برون‌سپاري بخش‌هايي از برنامه‌ي كاربردي كه ناگزير از كدهاي بومي و يا كتابخانه‌هاي محلي جهت اجرا نياز دارند و همچنين مشكلات انتقال داده‌هاي بزرگ در برون‌سپاري، چالش‌هايي‌ هستند كه كمتر به آن توجه‌شده‌است.

1395/10/27

2/16/2018 12:00:00 AM

Offloading computation from smart-phones to nearby resource-rich PCs (known as surrogates) has been recently re-discovered as a technique to address the limited processing power an​d battery life- time of the mobile phones, enabling the opportunity to provide computation-intensive applications to the user without high costs. Intensive computation applications implementing video games o​r optical character recognition can be enhanced by offloading the heavy computational application parts to resourceful servers an​d receiving the results from these servers while reducing energy consumption an​d execution times at the smart-phone. In this thesis, the different characteristics of the offloading systems will be studied, as well as the most relevant actual implemented offloading systems. As a result of the acquired knowledge, an offloading system will be implemented an​d presented: the offloading engine. The offloading engine has a task execution time saving approach, offloads at the fine-grained granularity, an​d performs dynamic decisions that take into account the network conditions, the amount of data that needs to be transferred to the surrogate for the task’s execution, an​d the task’s input parameters. The consideration of the input parameters of the task is a feature that is relevant because, since different input parameters of a same task lead to different number of instructions to execute, the local o​r remote execution will be preferable. The offloading engine is tested using 3G an​d Wi-Fi connections, linear costs methods, an​d a chess game. It is concluded that the offloading system can save significant amounts of time, saving up to 72 seconds in a mid-range Android smart-phone when determining the 20 next moves of the chess game.