Universiẗat, Diss., 2003--Hohenheim.

Thesis (M.Sc.)--Victoria University of Wellington, 2009. / Includes bibliographical references.

Thesis (doctoral) - Techn. Univ., München, 2004. / Includes bibliographical references.

Thesis (MSc)--University of Stellenbosch, 2005. / Bibliography. Also available via the Internet.

Thesis (M. Sc.)--University of Canterbury, 2006. / Typescript (photocopy). Includes bibliographical references (leaves 83-89). Also available via the World Wide Web.

With the development of modern smartphones, mobile devices have become ubiquitous in our daily lives. With high processing capabilities and a vast number of applications, users now need them for both business and personal tasks. Unfortunately, battery technology did not scale with the same speed as computational power. Hence, modern smartphone batteries often last for less than a day before they need to be recharged. One of the most power hungry components is the central processing unit (CPU). Multiple techniques are applied to reduce CPU energy consumption. Among them is dynamic voltage and frequency scaling (DVFS). This technique reduces energy consumption by dynamically changing CPU supply voltage depending on the currently running workload. Reducing voltage, however, also makes it necessary to reduce the clock frequency, which can have a significant impact on task performance. Current DVFS algorithms deliver a good user experience, however, as experiments conducted later in this thesis will show, they do not deliver an optimal energy efficiency for an interactive mobile workload. This thesis presents methods and tools to determine where energy can be saved during mobile workload execution when using DVFS. Furthermore, an improved DVFS technique is developed that achieves a higher energy efficiency than the current standard. One important question when developing a DVFS technique is: How much can you slow down a task to save energy before the negative effect on performance becomes intolerable? The ultimate goal when optimising a mobile system is to provide a high quality of experience (QOE) to the end user. In that context, task slowdowns become intolerable when they have a perceptible effect on QOE. Experiments conducted in this thesis answer this question by identifying workload periods in which performance changes are directly perceptible by the end user and periods where they are imperceptible, namely interaction lags and interaction idle periods. Interaction lags are the time it takes the system to process a user interaction and display a corresponding response. Idle periods are the periods between interactions where the user perceives the system as idle and ready for the next input. By knowing where those periods are and how they are affected by frequency changes, a more energy efficient DVFS governor can be developed. This thesis begins by introducing a methodology that measures the duration of interaction lags as perceived by the user. It uses them as an indicator to benchmark the quality of experience for a workload execution. A representative benchmark workload is generated comprising 190 minutes of interactions collected from real users. In conjunction with this QOE benchmark, a DVFS Oracle study is conducted. It is able to find a frequency profile for an interactive mobile workload which has the maximum energy savings achievable without a perceptible performance impact on the user. The developed Oracle performance profile achieves a QOE which is indistinguishable from always running on the fastest frequency while needing 45% less energy. Furthermore, this Oracle is used as a baseline to evaluate how well current mobile frequency governors are performing. It shows that none of these governors perform particularly well and up to 32% energy savings are possible. Equipped with a benchmark and an optimisation baseline, a user perception aware DVFS technique is developed in the second part of this thesis. Initially, a runtime heuristic is introduced which is able to detect interaction lags as the user would perceive them. Using this heuristic, a reinforcement learning driven governor is developed which is able to learn good frequency settings for interaction lag and idle periods based on sample observations. It consumes up to 22% less energy than current standard governors on mobile devices, and maintains a low impact on QOE.

BARROS FILHO, Edgar Marçal de. VirTraM: Um framework para o desenvolvimento de treinamentos utilizando realidade virtual em dispositivos móveis. 2005. 128 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Departamento de Computação, Fortaleza-CE, 2005. / Submitted by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-21T18:39:17Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_embarrosfilho.pdf: 3276002 bytes, checksum: 2b2dbb6a90a6ac8caa9e68bbf12dcbc7 (MD5) / Approved for entry into archive by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-21T18:40:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_embarrosfilho.pdf: 3276002 bytes, checksum: 2b2dbb6a90a6ac8caa9e68bbf12dcbc7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-21T18:40:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_embarrosfilho.pdf: 3276002 bytes, checksum: 2b2dbb6a90a6ac8caa9e68bbf12dcbc7 (MD5) Previous issue date: 2005 / Mobile computing has emerged as an innovative technology for education. For example, a new terminology, called Mobile Learning or m-Learning, has been introduced to designate the use, in a transparent way and with a high mobility degree, of devices with wireless communication, as part of a model of integrated learning, On the other hand, education can be also seen as a process of exploration, discovery and construction of knowledge, using three-dimensional environments. However, different challenges are faced when designing educational applications for mobile devices with three-dimensional resources, such as: How to produce a 3D scenario together with images and information in the reduced screens of cellular phones? How to make possible efficient ways of interaction? How to overcome the limitation of memory and processing of the mobile devices? In this master's thesis, a framework for the development of educational applications with virtual reality resources in mobile devices is introduced, called VirTraM. This framework facilitates the development of such applications, allowing a programmer to work with little elements, abstracting the implementation details and emphasing the aspects concerning the training. For the validation of VirTraM, two case studies have been developed. These case studies demonstrate such characteristics as interaction, usability and portability, besides making possible the integration of mobile computing and virtual reality technologies. An application, constructed from VirTraM, offers to the user an innovative and interactive tool to help with complementary information at the moment and place where his necessary. Amongst the benefits of the applications based on VirTraM, the following are distinguished: to support and to motivate the learning; to improve the understanding on definitive objects; to allow the simulation and analysis of experiences in the field; to make possible the demonstration of the equipment execution; and to provide ways for the development of innovative methods of education and training. / A computação móvel tem se destacado na área educacional como uma tecnologia inovadora. O termo Mobile Learning ou m-Learning tem sido empregado para tratar da utilização de dispositivos de comunicação sem fio, de forma transparente e com alto grau de mobilidade, como parte de um modelo de aprendizado integrado. Educação pode ser vista como um processo de exploração, descoberta e construção de conhecimento, através de ambientes tridimensionais. Quando são projetadas aplicações educacionais para dispositivos móveis com recursos tridimensionais, uma série de questões desafiadoras emergem: Como produzir um cenário 3D motivador, juntamente com imagens e informações nas reduzidas telas dos telefones celulares? Como possibilitar formas de interação eficientes? Como contornar a limitação de memória e processamento dos dispositivos móveis? Nesta dissertação, é apresentado um framework para construção de aplicações educacionais em dispositivos móveis com recursos de realidade virtual: o VirTraM. Este framework facilita o desenvolvimento de aplicações, ao permitir que o programador trabalhe com menos elementos e abstraia-se dos detalhes de implementação para concentrar-se nos aspectos relacionados ao treinamento. Para a validação do VirTraM, foram desenvolvidos dois estudos de caso que demonstram características como interatividade, usabilidade e portabilidade, além de possibilitar uma experimentação da integração das tecnologias de computação móvel e realidade virtual. Uma aplicação, construída a partir do VirTraM, fornece ao usuário uma ferramenta inovadora e interativa para auxiliá-lo com informações complementares no momento e no local em que ele precisar. Dentre os benefícios das aplicações baseadas no VirTraM destacam-se: apoiar e motivar o aprendizado; melhorar a compreensão sobre determinados objetos; permitir a simulação e a análise de experiências em campo; possibilitar a demonstração do funcionamento de equipamentos; e fornecer meios para o desenvolvimento de métodos inovadores de ensino e de treinamento.

BARROS FILHO, Edgar Marçal de. VirTraM: Um framework para o desenvolvimento de treinamentos utilizando realidade virtual em dispositivos móveis. 2005. 127 f. Dissertação (Mestrado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2005. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-11T13:28:57Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_embarrosfilho.pdf: 3276002 bytes, checksum: 2b2dbb6a90a6ac8caa9e68bbf12dcbc7 (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2016-07-15T13:26:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_embarrosfilho.pdf: 3276002 bytes, checksum: 2b2dbb6a90a6ac8caa9e68bbf12dcbc7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-15T13:26:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_embarrosfilho.pdf: 3276002 bytes, checksum: 2b2dbb6a90a6ac8caa9e68bbf12dcbc7 (MD5) Previous issue date: 2005 / Mobile computing has emerged as an innovative technology for education. For example, a new terminology, called Mobile Learning or m-Learning, has been introduced to designate the use, in a transparent way and with a high mobility degree, of devices with wireless communication, as part of a model of integrated learning, On the other hand, education can be also seen as a process of exploration, discovery and construction of knowledge, using three-dimensional environments. However, different challenges are faced when designing educational applications for mobile devices with three-dimensional resources, such as: How to produce a 3D scenario together with images and information in the reduced screens of cellular phones? How to make possible efficient ways of interaction? How to overcome the limitation of memory and processing of the mobile devices? In this master's thesis, a framework for the development of educational applications with virtual reality resources in mobile devices is introduced, called VirTraM. This framework facilitates the development of such applications, allowing a programmer to work with little elements, abstracting the implementation details and emphasing the aspects concerning the training. For the validation of VirTraM, two case studies have been developed. These case studies demonstrate such characteristics as interaction, usability and portability, besides making possible the integration of mobile computing and virtual reality technologies. An application, constructed from VirTraM, offers to the user an innovative and interactive tool to help with complementary information at the moment and place where his necessary. Amongst the benefits of the applications based on VirTraM, the following are distinguished: to support and to motivate the learning; to improve the understanding on definitive objects; to allow the simulation and analysis of experiences in the field; to make possible the demonstration of the equipment execution; and to provide ways for the development of innovative methods of education and training. / A computação móvel tem se destacado na área educacional como uma tecnologia inovadora. O termo Mobile Learning ou m-Learning tem sido empregado para tratar da utilização de dispositivos de comunicação sem fio, de forma transparente e com alto grau de mobilidade, como parte de um modelo de aprendizado integrado. Educação pode ser vista como um processo de exploração, descoberta e construção de conhecimento, através de ambientes tridimensionais. Quando são projetadas aplicações educacionais para dispositivos móveis com recursos tridimensionais, uma série de questões desafiadoras emergem: Como produzir um cenário 3D motivador, juntamente com imagens e informações nas reduzidas telas dos telefones celulares? Como possibilitar formas de interação eficientes? Como contornar a limitação de memória e processamento dos dispositivos móveis? Nesta dissertação, é apresentado um framework para construção de aplicações educacionais em dispositivos móveis com recursos de realidade virtual: o VirTraM. Este framework facilita o desenvolvimento de aplicações, ao permitir que o programador trabalhe com menos elementos e abstraia-se dos detalhes de implementação para concentrar-se nos aspectos relacionados ao treinamento. Para a validação do VirTraM, foram desenvolvidos dois estudos de caso que demonstram características como interatividade, usabilidade e portabilidade, além de possibilitar uma experimentação da integração das tecnologias de computação móvel e realidade virtual. Uma aplicação, construída a partir do VirTraM, fornece ao usuário uma ferramenta inovadora e interativa para auxiliá-lo com informações complementares no momento e no local em que ele precisar. Dentre os benefícios das aplicações baseadas no VirTraM destacam-se: apoiar e motivar o aprendizado; melhorar a compreensão sobre determinados objetos; permitir a simulação e a análise de experiências em campo; possibilitar a demonstração do funcionamento de equipamentos; e fornecer meios para o desenvolvimento de métodos inovadores de ensino e de treinamento.

Esta dissertação apresenta o framework DynamicML para o desenvolvimento de aplicações (sistemas supervisórios) dinâmicas para telefones celulares. A proposta é que o aplicativo seja criado usando a linguagem DynamicML; assim, através deste arquivo, que é enviado ao dispositivo móvel (com o framework previamente instalado), este é então interpretado e, finalmente, a aplicação gerada. Além disso, a qualquer momento o arquivo de configuração pode ser alterado e isso se refletirá imediatamente na aplicação. Assim, torna-se possível a adaptação/evolução de aplicações na plataforma Java ME em tempo de execução, além de proporcionar uma maneira de desenvolver aplicações de forma rápida, e com qualidade; abstraindo do desenvolvedor a maior parte da complexidade de programação. A fim de permitir maior portabilidade nos celulares atuais, a proposta é implementada usando Java ME (Java Micro Edition) tendo como principal alvo a configuração CLDC (a mais difundida nos aparelhos atuais), mas que também é suportada na configuração CDC. Existem vários esforços para permitir o carregamento de componentes em tempo de execução na plataforma Java ME: alguns têm como alvo a configuração CDC, e consequentemente exigem hardware avançado e/ou específico; outros têm propostas que exigem um enorme esforço de desenvolvimento, exigindo uma implementação para cada plataforma alvo. A principal vantagem deste trabalho está no uso da DynamicML como uma metalinguagem para a descrição de aplicações, o que torna possível gerar a aplicação dinamicamente. Dessa forma, não é necessária nenhuma biblioteca extra (indisponível na maioria dos aparelhos) e nem o desenvolvimento de uma solução para cada plataforma alvo. A validação da proposta foi realizada através do desenvolvimento de um protótipo aplicado a três casos de uso nas áreas de automação residencial e supervisão industrial. O protótipo consiste num sistema para celulares usando o framework, e uma arquitetura web para interagir com os sistemas supervisionados e simular o funcionamento do conjunto para demonstração. / This dissertation presents the DynamicML, a framework for developing dynamic applications (supervisory systems) for mobile phones. The proposal is that the application is created using the DynamicML language, so through this file, which is sent to the mobile device (pre-installed with the framework), is then interpreted and, finally, the application is generated. Also, the configuration file may be changed at any time and this will immediately reflect on the application. Thus, it becomes possible adaptation/evolution of applications at runtime on the Java ME platform, while providing a way to quickly develop applications, with quality; and abstracting most of the complexity of programming from the developer. In order to allow greater portability in the today cell phones, the proposal is implemented using the Java ME (Java Micro Edition) having as the primary target the CLDC configuration (the most widespread in the current devices), but that is also supported in the CDC configuration. There are several efforts to allow the loading of components at runtime in Java ME platform: some are targeted to the CDC configuration, and consequently require advanced and/or specific hardware, others have proposals requiring a huge development effort, requiring one implementation for each target platform. The main advantage of this research is the use of DynamicML as a metalanguage for describing applications, which makes it possible to dynamically build the application. Thus, there is no need for extra library (not available on most devices) and even the development of a solution for each target platform. The validation of the proposal was done by developing a prototype applied to three use cases in the fields of residential automation and industrial supervision. The prototype consists of a system for mobile phones using the framework, and a web architecture to interact with the supervised systems and simulate the operation of the set for demonstration.

[pt] Aplicações móveis devem possuir a capacidade de adaptar seu funcionamento a mudanças no contexto computacional do dispositivo e do usuário. Demandas específicas e espontâneas do usuário, a disponibilidade e a variabilidade de recursos como energia ou conectividade sem fio, assim como mudanças na localização do usuário são possíveis motivos para tais adaptações, que geralmente visam a adequar seu funcionamento ao novo contexto, otimizar o seu desempenho ou personalizar a interface com o usuário. Com o objetivo de oferecer ao desenvolvedor de aplicações móveis maior facilidade na implementação de aplicações dinamicamente adaptáveis, o middleware Kaluana define um modelo de componentes orientado a serviços. Este modelo permite a composição, reconfiguração e implantação de componentes. Aplicações implementadas sobre o middleware podem realizar composições entre componentes em tempo de execução. Logo, essas aplicações são dinamicamente adaptáveis, aproveitando-se das características do modelo. O desenvolvimento de componentes é agilizado por meio do uso de ferramentas de reflexão computacional e orientação a serviços para prover abstrações adequadas ao desenvolvedor. A implementação de aplicações adaptáveis consiste na utilização destes componentes de software. Kaluana foi implementado sobre a plataforma móvel Android e foi testado para aplicações móveis sensíveis a localização e baseadas em mapas. / [en] Mobile applications should have the ability to adapt their behaviour according to changes in their context. Specific or spontaneous user requests, variations in the availability of system resources, like energy or wireless connectivity, or changes of the user’s location are possible reasons for such adaptations, that usually aim to adjust the application’s operation to the new context, optimize its performance or personalize its user interface. Aiming to offer greater facility for implementing dynamically adaptive mobile applications, the Kaluana middleware defines a service-oriented component based model. This model supports dynamic component composition, reconfiguration and deployment. Applications executed on the middleware can compose Kaluana components at execution time. Therefore, these applications are dynamically adaptive, taking advantage of the model features. The components development is faster due to usage of computational reflection tools and service orientation concepts that provide adequate abstractions to the developer. This way, dynamic adaptable applications built upon Kaluana consist on compositions of these software components. Kaluana was implemented on the top of Android platform and was tested for the development of map based location-aware mobile applications.