[論文レビュー] A Novel Re-Targetable Application Development Platform for Healthcare Mobile Applications

Chae Ho Cho, Fatemehsadat Tabei+3 more|arXiv (Cornell University)|Mar 13, 2019

IoT and Edge/Fog Computing被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、複数のオペレーティングシステムへの移植に際して開発時間を顕著に短縮する、ヘルスケアモバイルアプリケーション向けの新規リターゲティング可能なアプリケーション開発プラットフォームを提案する。プラットフォーム固有のコードをモジュラー抽象化レイヤーで分離することで、アルゴリズム的パフォーマンスを維持しつつ、対象OSの数に関わらずコード変換作業の負荷が一定となる。実験的結果により、従来手法に比べ開発時間が短縮されていることが裏付けられている。

ABSTRACT

The rapid enhancement of central power unit CPU performance enables the development of computationally-intensive healthcare mobile applications for smartphones and wearable devices. However, computationally intensive mobile applications require significant application development time during the application porting procedure when the number of considering target devices operating systems OSs is large. In this paper, we propose a novel retargetable application development platform for healthcare mobile applications, which reduces application development time with maintaining the performance of the algorithm. Although the number of applications target OSs increases, the amount of time required for the code conversion step in the application porting procedure remains constant in the proposed retargetable platform. Experimental results show that our proposed retargetable platform gives reduced application development time compared to the conventional platform with maintaining the performance of the mobile application.

研究の動機と目的

• 計算的に集中的なヘルスケアモバイルアプリケーションを複数のオペレーティングシステムに移植する際の、著しい開発時間の増加という課題に対処すること。
• 多様なターゲットデバイスおよびOS間でのアプリケーション移植に伴うコード変換作業の時間と手間を低減すること。
• 新しいプラットフォームへのシームレスなリターゲティングを可能にしつつ、高いアルゴリズム的パフォーマンスを維持すること。
• 効率的なクロスプラットフォーム配信を可能にする、モジュラーかつ拡張可能なソフトウェアアーキテクチャを設計すること。

提案手法

• プラットフォームに依存しないコアを備えたレイヤードソフトウェアアーキテクチャを採用し、ビジネスロジックとOS固有の実装を分離する。
• デバイスおよびOS固有の機能をカプセル化するコード抽象化レイヤーを導入し、複数のプラットフォーム間で再利用可能にする。
• 新しいターゲットOSへの動的適応を可能にする、設定駆動型のアプローチを採用し、コアアプリケーションロジックの再書き直しを回避する。
• 標準化されたインターフェース定義に基づいて、OS固有のラッパーを自動生成するコード生成モジュールを活用する。
• 新しいOSを追加する際、既存コードへの変更を最小限に抑えることで、段階的移植を可能にする。
• 最適化された低レベル実装および各ターゲットプラットフォームにおける効率的なメモリ管理により、パフォーマンスを維持する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 複数のオペレーティングシステムにヘルスケアモバイルアプリケーションを移植する際、どのようにして開発時間を最小限にできるか？
• RQ2 単一のコードベースが、多様なモバイルプラットフォーム間で高いアルゴリズム的パフォーマンスを維持できる範囲はどの程度か？
• RQ3 対象OSの数が増加しても、コード変換作業の負荷が一定に保たれるか？
• RQ4 どのようなアーキテクチャパターンが、モバイルアプリケーションの効率的かつスケーラブルなリターゲティングを可能にするか？

主な発見

• 提案されたプラットフォームは、特に対象OSの数が増加するにつれて、従来のプラットフォームに比べてアプリケーション開発時間を顕著に短縮する。
• コード変換ステップに要する時間は、対象OSの数に関係なく一定のままであることが確認され、線形スケーラビリティが裏付けられた。
• すべてのターゲットプラットフォームで元のアルゴリズム的パフォーマンスが維持されており、アプリケーションの応答性や正確性の低下がないことが確認された。
• 実験的結果により、計算効率に compromise を加えずに、新規デバイスへのヘルスケアアプリケーションの迅速なデプロイが可能であることが確認された。
• モジュラーなアーキテクチャにより、効率的な保守と拡張が可能であり、将来的なOS追加に対しても最小限の工数で対応できる。
• プラットフォームの設計により、ビジネスロジックとプラットフォーム固有のコードが効果的に分離されており、進化するモバイルハードウェアおよびソフトウェアエコシステムへの迅速な適応が可能となった。