Tối ưu dựa trên đánh giá và chuyển đổi trực tiếp trên mô hình
Theo phƣơng pháp này chúng ta sẽ đánh giá trực tiếp hiệu năng, bộ nhớ, năng lƣợng tiêu thụ từ mô hình, việc đánh giá này gặp rất nhiều khó khăn. Trong phƣơng pháp này thƣờng đánh giá trực tiếp và tối ƣu theo các độ đo chất lƣợng nhƣ tính đóng gói, khả năng tái sử dụng,… Một số nghiên cứu đƣa ra cách đánh giá hiệu năng dựa trên biểu đồ Class, thƣờng có hai hƣớng tiếp cận tối ƣu là tối ƣu hiệu năng dựa trên đánh giá biểu đồ Class và tối ƣu đa mục tiêu dựa trên biểu đồ lớp và nguyên lý Pareto.
Một số phƣơng pháp tối ƣu giai đoạn thiết kế theo ba hƣớng tiếp cận trên:
Tối ưu dựa trên phân chia phần cứng - phần mềm
Chúng ta sẽ phân tích và đánh giá hiệu năng, mức tiêu thụ điện năng, chi phí và giai đoạn thiết kế hệ thống nhúng theo mỗi phân hoạch. Để đánh giá hiệu
năng, chúng ta tập trung vào chi phí thời gian thực thi trong phân hoạch. Thời gian thực của phân hoạch bao gồm thời gian thực thi các tác vụ phần cứng, thời gian thực thi các tác vụ phần mềm và thời gian chuyển giữa 2 tác vụ. Thời gian thực thi càng lâu thì hiệu năng càng giảm.
L
Khi phát triển phần mềm nhúng cho các thiết bị không đồng nhất trong môi trƣờng phân tán, vấn đề tối ƣu cần phải dựa trên nhiều khía cạnh và mục tiêu tối ƣu trên mỗi loại thiết bị là khác nhau. Các khía cạnh quan trọng trong tối ƣu phần mềm nhúng đã đƣợc nghiên cứu và tiếp tục phát triển nhƣ: tối ƣu hiệu năng, cực đại thời gian sống của pin, tối ƣu quản lý bộ nhớ, tối ƣu dữ liệu, tối ƣu framework… Lựa chọn mục tiêu tối ƣu trên mỗi loại thiết bị cần xét trên sự cân bằng giữa các yếu tố vì các yếu tố này không độc lập mà luôn có sự ảnh hƣởng qua lại. Khó khăn lớn cho bài toán tối ƣu là các khía cạnh tối ƣu chỉ đƣợc kiểm chứng và hiệu chỉnh sau khi đã cài đặt, triển khai ứng dụng. Do đó khi muốn thay đổi các yếu tố nhằm cải tiến hệ thống phải thiết kế lại kiến trúc, cài đặt, triển khai và kiểm thử. Điều này làm mất nhiều thời gian và chi phí tối ƣu.
Giải pháp khắc phục vấn đề trên là tối ƣu hệ thống trong ngay giai đoạn thiết kế dựa trên kỹ nghệ phần mềm hƣớng mô hình.
: web application, web service…) T
p
. Phƣơng pháp này sẽ .
ng
. Phƣơng pháp này
sẽ c quan h
.
Tối ưu dựa trên sinh mã thay thế mô phỏng chức năng
mã thay thế mô phỏng chức năng, nhằm xây dựng phƣơng pháp tối ƣu dựa trên sinh mã mô phỏng và phát triển framework DSL, T4 hỗ trợ tối ƣu.
Xây dựng phƣơng pháp tối ƣu phần mềm nhúng dựa trên sinh mã mô phỏng: xây dựng từ điển thao tác cơ bản để ƣớc lƣợng cho mỗi tác vụ nhƣ: đọc tệp, ghi tệp, đọc ghi bộ nhớ; mỗi phần mềm nhúng đƣợc thiết kế theo các thao tác cơ bản trong từ điển; sinh mã mô phỏng các tác vụ dựa trên các thao tác cơ bản và các đoạn code mẫu ứng với các thao tác cơ bản (các đoạn code mẫu có thể thao các ngôn ngữ, môi trƣờng khác nhau để tùy biến việc sinh mã); chạy mã mô phỏng trên thiết bị thực tế, thống kê, đánh giá, lựa chọn mô hình tốt nhất.
Phát triển framework DSL và T4 hỗ trợ tối ƣu: DSL để thiết kế mô hình, T4 để sinh mã thực thi từ mô hình. Phƣơng pháp này sẽ
tối ƣu, mô hình tối ƣu.
Tối ưu dựa trên đánh giá biểu đồ lớp, DSL và T4
ƣu Pareto dựa trên DSL và T4. Tối ƣu dựa trên đánh giá trực tiếp kiến trúc tĩnh của phần mềm nhúng (biểu đồ Class). Trong các mô hình đặc tả phần mềm, mô hình class là mô hình đặc tả phần mềm hƣớng đối tƣơng quan trọng. Các độ đo dựa trên mô hình class cũng đƣợc nghiên cứu rộng rãi nhằm đánh giá các khía cạnh chất lƣợng phần mềm nhƣ độ phức tạp mô hình, khả năng bảo trì, khả năng tái sử dụng… Tuy nhiên việc
đánh giá hiệu năng, kích thƣớc trên mô hình class chƣa đƣợc nghiên cứu nhiều đặc biệt là thiết kế hƣớng đối tƣợng phần mềm nhúng. Có thể thực hiện tối ƣu đơn mục tiêu (tối ƣu hiệu năng) hay tối ƣu đa mục tiêu Pareto. Phƣơng pháp này
sẽ sẽ có hiệu năng tốt nhất.
ưu
.
Tổng kết chƣơng
Từ việc tìm hiểu và nghiên cứu về các phương pháp tối ưu phần mềm nhúng giai đoạn thiết kế trong chương này thì chúng tôi thấy phương pháp tối ưu phần mềm nhúng giai đoạn
. C
ẫ
phương pháp . Chúng tôi sẽ lựa chọn phương pháp này để nghiên cứu và triển khai tiếp ở chương sau.
3 CHƢƠNG 3
TỐI ƢU PHẦN MỀM NHÚNG TRONG GIAI ĐOẠN THIẾT KẾ DỰA TRÊN CHUYỂN ĐỔI MÔ HÌNH
3.1 Ý tƣởng và quy trình triển khai
Tối ƣu dựa trên biến đổi mô hình là một hƣớng tối ƣu theo cách tiếp cận đánh giá trực tiếp mô hình hiện đang đƣợc quan tâm nghiên cứu. Theo phƣơng pháp này, từ mô hình thiết kế ban đầu, áp dụng các phép biến đổi trên mô hình để đƣa về mô hình tối ƣu dựa trên các hàm đánh giá đã xây dựng. Tối ƣu phần mềm dựa trên biến đổi mô hình tuy đang đƣợc quan tâm, nghiên cứu nhƣng vẫn còn gặp nhiều thách thức. Thứ nhất là khó đánh giá hiệu năng, kích thƣớc bộ nhớ và điện năng tiêu thụ trong giai đoạn thiết kế. Trong giai đoạn thiết kế chỉ có các mô hình phần mềm nên việc đánh giá đƣợc thực hiện dựa trên mô phỏng và phân tích mô hình. Thứ hai là xây dựng các phép biến đổi trên mô hình và kiểm tra tính đúng đắn của các phép biến đổi. Thứ ba là khó thực hiện tự động quá trình lấy tham số từ mô hình, đánh giá và biến đổi mô hình cũng nhƣ chuyển từ các tham số đặc tả thành mô hình. Cuối cùng, vấn đề kiểm chứng kết quả tối ƣu trong giai đoạn thiết kế là cần thiết và cũng là một thách thức. Vì vậy luận văn đƣa ra cách tiếp cận mới dựa trên DSL và T4 để tối ƣu phần mềm nhúng trong giai đoạn thiết kế dựa trên biến đổi mô hình. Quy trình nghiên cứu tổng thể đƣợc biểu diễn ở hình 3-1 nhƣ sau: