[논문 리뷰] A Novel Re-Targetable Application Development Platform for Healthcare Mobile Applications

Chae Ho Cho, Fatemehsadat Tabei외 3명|arXiv (Cornell University)|2019. 03. 13.

IoT and Edge/Fog Computing인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 다수의 운영 체제로의 이식이 필요한 의료 모바일 애플리케이션을 위한 새로운 이식 가능한 애플리케이션 개발 플랫폼을 제안한다. 이 플랫폼은 플랫폼별로 구분된 코드를 모듈식 추상화 레이어를 통해 분리함으로써, 알고리즘 성능을 유지하면서도 목표 운영 체제의 수에 관계없이 코드 변환 작업의 양을 일정하게 유지함으로써 개발 시간을 크게 단축시킨다. 실험 결과를 통해 기존의 접근 방식에 비해 개발 시간이 감소함을 입증하였다.

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.

연구 동기 및 목표

• 계산이 복잡한 의료 모바일 애플리케이션을 여러 운영 체제로 이식할 때 발생하는 긴 개발 시간 문제를 해결하기 위해.
• 다양한 대상 기기와 운영 체제 간의 애플리케이션 이식 과정에서 코드 변환에 소요되는 시간과 노력을 줄이기 위해.
• 새로운 플랫폼으로의 원활한 이식을 가능하게 하면서도 높은 알고리즘 성능을 유지하기 위해.
• 효율적인 다중 플랫폼 배포를 위해 플랫폼별 세부 정보를 추상화한 모듈식이고 확장 가능한 소프트웨어 아키텍처를 설계하기 위해.

제안 방법

• 플랫폼에 종속되지 않는 코어를 갖춘 계층적 소프트웨어 아키텍처를 사용하여 비즈니스 로직을 운영 체제별로 구현된 코드에서 분리한다.
• 기기 및 운영 체제별로 특화된 기능을 캡슐화하는 코드 추상화 레이어를 도입하여 다양한 플랫폼 간에 재사용 가능성을 확보한다.
• 기존의 핵심 응용 프로그램 로직을 다시 작성하지 않고도 새로운 목표 운영 체제에 동적으로 적응할 수 있도록 구성 기반 접근 방식을 사용한다.
• 표준화된 인터페이스 정의를 바탕으로 OS별 워핑 코드를 자동 생성하는 코드 생성 모듈을 활용한다.
• 기존 코드에 대한 변경을 최소화하면서도 새로운 운영 체제를 추가할 수 있도록 점진적 이식을 지원하는 아키텍처를 구현한다.
• 모든 목표 플랫폼에서 최적화된 저수준 구현과 효율적인 메모리 관리를 통해 성능을 유지한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 의료 모바일 애플리케이션을 여러 운영 체제로 이식할 때 개발 시간을 어떻게 최소화할 수 있는가?
• RQ2 단일 코드베이스가 다양한 모바일 플랫폼 간에 높은 알고리즘 성능을 유지할 수 있는 정도는 어느 정도인가?
• RQ3 목표 운영 체제의 수가 증가함에 따라 코드 변환 작업의 양이 일정하게 유지될 수 있는가?
• RQ4 어떤 아키텍처 패턴이 모바일 애플리케이션의 효율적이고 확장 가능한 이식을 가능하게 하는가?

주요 결과

• 제안된 플랫폼은 특히 목표 운영 체제의 수가 증가할수록 기존 플랫폼 대비 애플리케이션 개발 시간을 크게 단축시킨다.
• 목표 운영 체제의 수에 관계없이 코드 변환 단계에 소요되는 시간이 일정하게 유지되며, 선형 확장성을 입증한다.
• 모든 목표 플랫폼에서 원래의 알고리즘 성능을 유지하여 응용 프로그램의 반응성이나 정확도에 하락이 없음을 확인한다.
• 실험 결과는 플랫폼이 새로운 기기에서 의료 응용 프로그램을 계산 효율성에 손상 없이 더 빠르게 배포할 수 있음을 확인한다.
• 모듈식 아키텍처는 효율적인 유지보수와 확장성을 가능하게 하며, 향후 운영 체제 추가에 최소한의 엔지니어링 오버헤드로 대응할 수 있다.
• 플랫폼의 설계는 비즈니스 로직을 플랫폼별 코드에서 효과적으로 분리하여 빠르게 변화하는 모바일 하드웨어 및 소프트웨어 생태계에 적응할 수 있도록 한다.