Selbst-adaptive Mechanismen für die autonome Rekonfiguration und Optimierung mobiler Anwendungen

Abstract

Moderne Anwendungen auf ultraportablen Geräten als ständige Begleiter, sehen sich den unterschiedlichsten Voraussetzungen und Gegebenheiten der Umgebung und des eigenen Geräts ausgesetzt. So muss ein Entwickler einer mobilen Anwendung beispielsweise von unregelmäßigen und oft auftretenden Änderungen von Stromversorgung oder Internetanbindung ausgehen. Anwendungen, die ihr Verhalten nicht anpassen können, sondern in jeder Umgebung auf jedem Gerät gleich agieren, können die Erwartungen an moderne mobile Anwendungen deshalb nicht erfüllen. Die dynamische Anpassungsfähigkeit beziehungsweise Adaptivität ist demnach eine neue Herausforderung, hervorgehend aus der universalen Nutzung von mobilen Geräten, die es zu meistern gilt. Die vorliegende Arbeit versucht aus der Vielzahl adaptiver Mechanismen eine geeignete Zusammenstellung zu identifizieren, die den Charakter einer reflexiven mobilen Anwendung optimal unterstützt. Mit Hilfe dieser Mechanismen wird im Rahmen dieser Arbeit ein Konzept entwickelt werden, welches nicht nur die Rekonfiguration ermöglicht, sondern auch die autonome Rekonfigurationsentscheidung trifft. Dies geschieht auf Basis von Meta-Daten die die Qualitätseigenschaften der eingesetzten Softwarekomponenten beschreiben, und Erfassung des Umgebungs- und Gerätezustandes, sowie unter Einbeziehung der Kosten und Häufigkeit der Rekonfigurationen. Die sich je nach Kontext ändernden Benutzeranforderungen werden ebenso mit einbezogen. Dieses Konzept wird am Ende der Arbeit in einem Software-Entwurf umgesetzt, welcher auf der Android-Plattform unter Verwendung eines OSGi-Frameworks die definierten Anforderungen erfüllen soll. Der Autor demonstriert damit die Umsetzbarkeit des Konzepts, und dass sich die ausgewählten Technologien für diesen Zweck gut eignen. Zudem wird mit Hilfe einer Simulationsumgebung systematisch geprüft, ob die Anwendung die gestellten Anforderungen erfüllen kann. Ein Fazit und der Ausblick auf mögliche weitere Schritte und Ansätze bilden den Schluss dieser Arbeit.

Modern applications, running on ultra portable devices as permanent accompanists, see themselves constantly exposed to many different conditions of their environment and their own device. For example, a developer of a mobile application must assume that the power supply or internet connection often changes at runtime. Applications, which can not adapt their behavior, but act identical in every environment and on every device, can not fulfil the expectations on modern mobile applications. The ability to dynamically adapt is a new challenge, resulting from the universal use of mobile devices, which shall be mastered. These thesis aims to identify a appropriate combination of adaptive mechanism and techniques, which support the character of an reflexive mobile application. In the scope of this thesis, a concept is developed that combines those mechanisms for reconfiguration of the applications components, and a decisionmechanism if the reconfiguration should be done at all. This decision is made based on meta data, which describe the quality properties of the components, and on the capturing of the state of the environment and device. Additionally, the changin user requirements, and the costs and frequency of the reconfiguration get also comprised to that decision. The concept goes from theory to practice with an first application draft, running on the android plattform with the usage of an OSGi-framework. The draft is the proof of concept, and demonstrates how the concept can be implemented into a running application. It also demonstrates that the chosen technology is well applicable for that kind of challenge. Using a simulation environment, it will be shown that the application can fulfill the definied requirements. A conclusion and the outlook on further work form the closing of this thesis.