Метрики інтерфейсу користувача для виявлення явища старіння програмного забезпечення в мобільній системі Android

Simple item page
dc.citation.epage43
dc.citation.issue9
dc.citation.journalTitleВісник Національного університету "Львівська політехніка". Інформаційні системи та мережі
dc.citation.spage32
dc.contributor.affiliationНаціональний університет “Львівська політехніка”
dc.contributor.affiliationLviv Polytechnic National University
dc.contributor.authorЯковина, Віталій
dc.contributor.authorУгриновський, Богдан
dc.contributor.authorYakovyna, Vitaliy
dc.contributor.authorUhrynovskyi, Bohdan
dc.coverage.placenameЛьвів
dc.coverage.placenameLviv
dc.date.accessioned2023-06-07T07:02:53Z
dc.date.available2023-06-07T07:02:53Z
dc.date.created2021-03-01
dc.date.issued2021-03-01
dc.description.abstractМобільні пристрої та системи, зокрема Android, вразливі до виникнення у них ефектів старіння програмного забезпечення, які проявляються в зниженні продуктивності під час їх тривалого використання. Для виявлення ефектів старіння та протидії їм важливо ідентифікувати ефективні метрики системи та користувацького інтерфейсу. Метрики старіння, що використовуються у сучасних дослідженнях операційної системи Android, не враховують процесів старіння у користувацьких додатках. Тому в цій роботі розглянуто дві нові метрики графічного інтерфейсу користувача, які дають змогу відстежувати зниження продуктивності та збільшення часу відгуку користувацьких додатків: тривалість відображення кадрів та кількість “зіпсованих” кадрів. Реалізовано фреймворк для практичної перевірки та аналізу нових метрик, що забезпечує виконання стресового тестування мобільних додатків операційної системи Android, збирання даних про стан системи під час тестування та формування часових рядів для їх подальшого аналізу та дослідження системних метрик і метрик графічного інтерфейсу користувача. Запропоновані метрики було порівняно із раніше використовуваною метрикою тривалості запуску Android Activity і системними метриками використання пам’яті. Доведено на основі практичних результатів, що метрики тривалості відображення та “зіпсованих” кадрів забезпечують даними, застосовними у переважній кількості сценаріїв використання мобільних додатків. Тому запропоновано використати нові метрики в комбінації із іншими метриками для виявлення старіння в системі та вивчення явища старіння загалом. Зазначено, що метрика тривалості відображення кадрів дає змогу визначити стани системи та порогові значення переходів між цими станами, що забезпечує можливість побудови математичних моделей на основі ланцюгів Маркова чи обчислення часу до відмови через старіння за допомогою регресійних методів. Виявлено необхідність додаткового вивчення залежностей між метриками тривалості відображення кадрів, кількості “зіпсованих” кадрів та використання пам’яті різними процесами системи. Отже, обґрунтовано доцільність використання запропонованих метрик у майбутніх дослідженнях явища старіння користувацьких додатків у операційній системі Android.
dc.description.abstractMobile systems and devices including Android are vulnerable to the effects of software aging which are manifested in performance degradation during long run-time. It is important to identify efficient system and user interface metrics for detecting and counteracting the software aging effects. The aging metrics used in researches of the Android operating system do not take into account the aging processes in user applications. Therefore, this paper discusses two new graphical user interface metrics that allow to track performance degradation and user applications response time: Frame Draw Time and Janky Frames (dropped or delayed frames). Test framework was implemented to perform stress testing of mobile applications in the Android operating system, to collect system state data during stress test performing and to map obtained raw data into time series. Calculated time series are used for further analysis and study of system and graphical user interface metrics. The considered metrics have been compared to the previously used Android Activity Launch Time metric and RAM usage metrics. Practical results have shown that Frame Draw Time and Janks Frames metrics provide data, which can be useful in most scenarios of mobile application using. Therefore, it is proposed to use the two new metrics in combination with other previously used metrics to detect aging trends in the system state and to study the phenomenon of software aging in general. It is noted that the Frame Draw Time metric value can be mapped to states with determined thresholds for transition between these states. These states and thresholds provide the possibility of developing mathematical models based on Markov chains or forecasting the time to aging-failure using regression methods. The need of further study of the correlations between Frame Draw Time metric, Janky Frames metric and metrics of memory usage by different system processes has been identified. Thus, the expediency of using the proposed metrics in future studies of the aging phenomenon in the Android operating system is substantiated, in particular, the effectiveness of the proposed metrics could be checked for different mobile use cases and for different types of mobile applications.
dc.format.extent32-43
dc.format.pages12
dc.identifier.citationЯковина В. Метрики інтерфейсу користувача для виявлення явища старіння програмного забезпечення в мобільній системі Android / Віталій Яковина, Богдан Угриновський // Вісник Національного університету "Львівська політехніка". Інформаційні системи та мережі. — Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2021. — № 9. — С. 32–43.
dc.identifier.citationenYakovyna V. User-perceived response metrics in Android OS for software aging detection / Vitaliy Yakovyna, Bohdan Uhrynovskyi // Visnyk Natsionalnoho universytetu "Lvivska politekhnika". Informatsiini systemy ta merezhi. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2021. — No 9. — P. 32–43.
dc.identifier.doidoi.org/10.23939/sisn2021.09.032
dc.identifier.urihttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/59152
dc.language.isouk
dc.publisherВидавництво Львівської політехніки
dc.publisherLviv Politechnic Publishing House
dc.relation.ispartofВісник Національного університету "Львівська політехніка". Інформаційні системи та мережі, 9, 2021
dc.relation.references1. Dohi, T., & Trivedi, K., & Avritzer, A. (2020). Handbook of software aging and rejuvenation. World Scientific Publishing Co Pte Ltd, 424. Retrieved from https://doi.org/10.1142/11673
dc.relation.references2. Grottke, M., & Jr, R. M., & Trivedi, K. S. (2008). The fundamentals of software aging. IEEE International Conference on Software Reliability Engineering Workshops, 1–6. Retrieved from https://doi.org/10.1109/ISSREW.2008.5355512
dc.relation.references3. Abdullah, Z. H., & Yahaya, J. H., & Mansor, Z., & Deraman, A. (2017). Software Ageing Prevention from Software Maintenance Perspective – A Review. Journal of Telecommunication, Electronic and Computer Engineering, 9 (3–4), 93–96.
dc.relation.references4. Polovko, A. M., & Gurov, S. V. (2008). Fundamentals of Reliability Theory. St. Petersburg: BHVPetersburg, 704.
dc.relation.references5. Bao, Y., & Sun, X., & Trivedi, K. S. (2005). A workload-based analysis of software aging and rejuvenation. IEEE Transactions on Reliability, 54 (3), 541–548. Retrieved from https://doi.org/10.1109/TR.2005.853442
dc.relation.references6. Cotroneo, D., & Simone, L. D., & Natella, R., & Pietrantuono, R., & Russo, S. (2019). A Configurable Software Aging Detection and Rejuvenation Agent for Android. 11th Intl Workshop on Software Aging and Rejuvenation (WoSAR). Retrieved from https://doi.org/10.1109/ISSREW.2019.00078
dc.relation.references7. Яковина, В. С., & Угриновський, Б. В. (2019). Старіння програмного забезпечення в контексті його надійності: огляд проблематики. Науковий вісник НЛТУ України, 29(5), 123–128. Retrieved from https://doi.org/10.15421/40290525
dc.relation.references8. Яковина, В. С., & Угриновський, Б. В. (2020). Старіння програмного забезпечення мобільних додатків: аналіз проблематики. Науковий вісник НЛТУ України, 30(2), 107–112. Retrieved from https://doi.org/10.36930/40300219
dc.relation.references9. International Data Corporation. (n. d.). Smartphone OS market share. Retrieved from http://www.idc.com/promo/smartphone-market-share/os
dc.relation.references10. Araujo, J., & Alves, V., & Oliveira, D., & Dias, P., & Silva, B., Maciel, P., (2013). An Investigative Approach to Software Aging in Android Applications. IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics. Retrieved from https://doi.org/10.1109/SMC.2013.213
dc.relation.references11. Cotroneo, D., & Fucci, F., & Iannillo, A. K., & Natella, R., & Pietrantuono, R., (2016). Software aging analysis of the android mobile os. IEEE 27th International Symposium on Software Reliability Engineering, 478–489. Retrieved from https://doi.org/10.1109/ISSRE.2016.25
dc.relation.references12. Xianga, J., & Wenga, C., & Zhaoa, D., & Tiana, J., & Xionga, S., & Lia, L., & Andrzejak, A., (2019). A New Software Rejuvenation Model for Android. IEEE International Symposium on Software Reliability Engineering Workshops (ISSREW). Retrieved from https://doi.org/10.1109/ISSREW.2018.00021
dc.relation.references13. Wu, H., & Wolter, K. (2015). Software aging in mobile devices: Partial computation offloading as a solution. IEEE International Symposium on Software Reliability Engineering Workshops (ISSREW), 125–131. Retrieved from https://doi.org/10.1109/ISSREW.2015.7392057
dc.relation.references14. Android Developers. (n. d.). Logcat command-line tool. Retrieved from https://developer.android.com/studio/command-line/logcat.
dc.relation.references15. Android Developers. (n. d.). Android Debug Bridge. Retrieved from https://developer.android.com/studio/command-line/adb
dc.relation.references16. Android Developers. (n. d.). Dumpsys – Android Developers. Retrieved from https://developer.android.com/studio/command-line/dumpsys
dc.relation.references17. Android Developers. (n. d.). UI/Application Exerciser Monkey. Retrieved from https://developer.android.com/studio/test/monkey
dc.relation.referencesen1. Dohi, T., & Trivedi, K., & Avritzer, A. (2020). Handbook of software aging and rejuvenation. World Scientific Publishing Co Pte Ltd, 424. https://doi.org/10.1142/11673
dc.relation.referencesen2. Grottke, M., & Jr, R. M., & Trivedi, K. S. (2008). The fundamentals of software aging. IEEE International Conference on Software Reliability Engineering Workshops, 1-6. https://doi.org/10.1109/ISSREW.2008.5355512
dc.relation.referencesen3. Abdullah, Z. H., & Yahaya, J. H., & Mansor, Z., & Deraman, A. (2017). Software Ageing Prevention from Software Maintenance Perspective – A Review. Journal of Telecommunication, Electronic and Computer Engineering. 9 (3-4), 93-96.
dc.relation.referencesen4. Polovko, A.M., & Gurov, S.V. (2008). Fundamentals of Reliability Theory. St.Petersburg: BHV-Petersburg, 704.
dc.relation.referencesen5. Bao, Y., & Sun, X., & Trivedi, K. S. (2005). A workload-based analysis of software aging and rejuvenation. IEEE Transactions on Reliability. 54 (3), 541–548. https://doi.org/10.1109/TR.2005.853442
dc.relation.referencesen6. Cotroneo, D., & Simone, L. D., & Natella, R., & Pietrantuono, R., & Russo, S. (2019). A Configurable Software Aging Detection and Rejuvenation Agent for Android. 11th Intl Workshop on Software Aging and Rejuvenation (WoSAR). https://doi.org/10.1109/ISSREW.2019.00078
dc.relation.referencesen7. Yakovyna, V. S., & Uhrynovskyi, B. V. (2019). Software aging in the context of its reliability: a systematic review. Scientific Bulletin of UNFU, 29(5), 123-128. https://doi.org/10.15421/40290525
dc.relation.referencesen8. Yakovyna, V. S., & Uhrynovskyi, B. V. (2020). Software aging in the context of reliability: a review of the issue. Scientific Bulletin of UNFU, 30(2), 107-112. https://doi.org/10.36930/40300219
dc.relation.referencesen9. International Data Corporation. (n. d.). Smartphone OS market share. http://www.idc.com/promo/smartphone-market-share/os
dc.relation.referencesen10. Araujo, J., & Alves, V., & Oliveira, D., & Dias, P., & Silva, B., Maciel, P., (2013). An Investigative Approach to Software Aging in Android Applications. IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics. https://doi.org/10.1109/SMC.2013.213
dc.relation.referencesen11. Cotroneo, D., & Fucci, F., & Iannillo, A. K., & Natella, R., & Pietrantuono, R., (2016). Software aging analysis of the android mobile os. IEEE 27th International Symposium on Software Reliability Engineering, 478-489. https://doi.org/10.1109/ISSRE.2016.25
dc.relation.referencesen12. Xianga, J., & Wenga, C., & Zhaoa, D., & Tiana, J., & Xionga, S., & Lia, L., & Andrzejak, A., (2019). A New Software Rejuvenation Model for Android. IEEE International Symposium on Software Reliability Engineering Workshops (ISSREW). https://doi.org/10.1109/ISSREW.2018.00021
dc.relation.referencesen13. Wu, H., & Wolter, K. (2015). Software aging in mobile devices: Partial computation offloading as a solution. IEEE International Symposium on Software Reliability Engineering Workshops (ISSREW), 125–131. https://doi.org/10.1109/ISSREW.2015.7392057
dc.relation.referencesen14. Android Developers. (n. d.). Logcat command-line tool. https://developer.android.com/studio/commandline/logcat.
dc.relation.referencesen15. Android Developers. (n. d.). Android Debug Bridge. https://developer.android.com/studio/commandline/adb
dc.relation.referencesen16. Android Developers. (n. d.). Dumpsys - Android Developers. https://developer.android.com/studio/commandline/dumpsys
dc.relation.referencesen17. Android Developers. (n. d.). UI/Application Exerciser Monkey. https://developer.android.com/studio/test/monkey
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1142/11673
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1109/ISSREW.2008.5355512
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1109/TR.2005.853442
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1109/ISSREW.2019.00078
dc.relation.urihttps://doi.org/10.15421/40290525
dc.relation.urihttps://doi.org/10.36930/40300219
dc.relation.urihttp://www.idc.com/promo/smartphone-market-share/os
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1109/SMC.2013.213
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1109/ISSRE.2016.25
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1109/ISSREW.2018.00021
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1109/ISSREW.2015.7392057
dc.relation.urihttps://developer.android.com/studio/command-line/logcat
dc.relation.urihttps://developer.android.com/studio/command-line/adb
dc.relation.urihttps://developer.android.com/studio/command-line/dumpsys
dc.relation.urihttps://developer.android.com/studio/test/monkey
dc.relation.urihttps://developer.android.com/studio/commandline/logcat
dc.relation.urihttps://developer.android.com/studio/commandline/adb
dc.relation.urihttps://developer.android.com/studio/commandline/dumpsys
dc.rights.holder© Національний університет “Львівська політехніка”, 2021
dc.rights.holder© Яковина В., Угриновський Б., 2021
dc.subjectстаріння програмного забезпечення
dc.subjectнадійність програмного забезпечення
dc.subjectметрики старіння
dc.subjectмобільна система
dc.subjectопераційна система Android
dc.subjectsoftware aging
dc.subjectsoftware reliability
dc.subjectaging metrics
dc.subjectmobile system
dc.subjectAndroid OS
dc.subject.udc004.052
dc.subject.udc004.416.2
dc.titleМетрики інтерфейсу користувача для виявлення явища старіння програмного забезпечення в мобільній системі Android
dc.title.alternativeUser-perceived response metrics in Android OS for software aging detection
dc.typeArticle

Files

Original bundle
Now showing 1 - 2 of 2
No Thumbnail Available
Name:
2021n9_Yakovyna_V-User_perceived_response_32-43.pdf
Size:
1.96 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
No Thumbnail Available
Name:
2021n9_Yakovyna_V-User_perceived_response_32-43__COVER.png
Size:
363.54 KB
Format:
Portable Network Graphics
Download
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
1.83 KB
Format:
Plain Text
Description:
Download

Collections

Вісник Національного університету "Львівська політехніка". Інформаційні системи та мережі. – 2021. – Випуск 9