Bir serhad beyi

Taha Toros Arşivi, Dosya No: 505-Ekrem Hakkı-Semiha-Aligül Ayverdi. Not: Ekrem Hakkı Ayverdi özel sayısıdır.Unutma İstanbul projesi İstanbul Kalkınma Ajansı'nın 2016 yılı "Yenilikçi ve Yaratıcı İstanbul Mali Destek Programı" kapsamında desteklenmiştir. Proje No: TR10/16/YNY/010

Performance evaluation of a middleware framework for CPS/IoT ecosystem

Zusammenfassung in deutscher SpracheThe Internet of Things (IoT) is becoming a reality, as the number of devices connected to the Internet increases rapidly. These devices need to communicate with each other without human interaction. Interoperability, availability, reliability, mobility, performance, management, scalability, and security are the main challenges in an IoT ecosystem. As a middleware for Cyber-Physical Spaces/Internet of Things, the Arrowhead Framework has been developed to tackle these challenges. As the number of devices connected through the framework grows higher, the framework may experience performance problems, such as errors and/or crashes. To evaluate the reliability, availability, performance, and scalability of the Arrowhead Framework, we have conducted load and stress tests on the framework to explore the limits of different components. Since the Internet of Things will cover various hardware, we have repeated our tests on two different hardware configurations. Our goal is to detect potential bottlenecks, errors, and optimal configurations in different use cases. The Arrowhead Framework is developed in Java programming language and runs on the Java Virtual Machine (JVM). There are multiple JVMs available on the market that promise less resource consumption and better startup times. Ahead-of-Time (AOT) compilation is also increasingly being used along with Just-in-Time (JIT) compilation methods for the JVMs. OpenJ9 has integrated the AOT compilation with the JIT compilation and shared classes cache to improve the startup times and reduce resource consumption. After executing our tests on the HotSpot JVM, we repeated our performance tests on OpenJ9 with the default configuration, as well as on OpenJ9 with shared classes cache. We have found that the limits for simultaneous requests on a component may be as low as ten requests per second. However, this number is highly dependent on the hardware configuration. For use cases where high traffic is expected, an enhanced hardware configuration is recommended. We have also discovered that even though OpenJ9 with shared classes cache reduced the memory consumption and startup times, it led to higher response times than the HotSpot JVM. Nevertheless, it can be an interesting option for devices with limited resources and low traffic. Our tests help developers and users of the Arrowhead Framework with deciding on the correct hardware and software solution when using the framework.Mit der zunehmenden Anzahl von Geräten, die über das Internet verbunden sind, wird das Internet der Dinge (IoT) Realität. Diese Geräte müssen miteinander ohne menschliche Interaktion kommunizieren können. Interoperabilität, Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit, Mobilität, Leistung, Management, Skalierbarkeit und Sicherheit sind die Hauptherausforderungen in einem IoT-Ökosystem. Als Middleware für Cyber-Physical Spaces / Internet der Dinge wurde das Arrowhead Framework entwickelt, um diese Herausforderungen zu bewältigen. Wenn die Anzahl der über das Framework verbundenen Geräte zunimmt, können Leistungsprobleme wie Fehler und / oder Abstürze auftreten. Um die Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Leistung und Skalierbarkeit des Arrowhead Frameworks zu bewerten, haben wir Last- und Stresstests am Framework durchgeführt, um die Grenzen verschiedener Komponenten zu untersuchen. Da das Internet der Dinge verschiedene Hardwarekomponenten abdecken wird, haben wir unsere Tests an zwei verschiedenen Hardwarekonfigurationen wiederholt. Unser Ziel ist es, potenzielle Engpässe, Fehler und optimale Konfigurationen in verschiedenen Anwendungsfällen zu erkennen. Das Arrowhead Framework wurde in der Programmiersprache Java entwickelt und läuft auf der Java Virtual Machine (JVM). Es gibt mehrere JVMs auf dem Markt, die weniger Ressourcenverbrauch und bessere Startzeiten versprechen. Die AOT-Kompilierung (Ahead-of-Time) wird zunehmend zusammen mit den JIT-Kompilierungsmethoden (Just-in-Time) für die JVMs verwendet. OpenJ9 hat die AOT-Kompilierung in die JIT-Kompilierung und den Cache für gemeinsam genutzte Klassen integriert, um die Startzeiten zu verbessern und den Ressourcenverbrauch zu senken. Nachdem wir unsere Tests auf der HotSpot JVM ausgeführt hatten, wiederholten wir unsere Leistungstests auf OpenJ9 mit der Standardkonfiguration sowie auf OpenJ9 mit dem Cache für gemeinsam genutzte Klassen. Wir haben festgestellt, dass die Grenzwerte für gleichzeitige Requests an eine Komponente nur zehn Requests pro Sekunde betragen können. Diese Anzahl hängt jedoch stark von der Hardwarekonfiguration ab. Für Anwendungsfälle, in denen hoher Datenverkehr erwartet wird, wird eine erweiterte Hardwarekonfiguration empfohlen. Wir haben auch festgestellt, dass OpenJ9 mit Cache für gemeinsam genutzte Klassen zwar den Speicherverbrauch und die Startzeiten reduzierte, jedoch zu höheren Antwortzeiten führte als die HotSpot JVM. Dennoch kann es eine interessante Option für Geräte mit begrenzten Ressourcen und geringem Datenverkehr sein. Unsere Tests helfen Entwicklern und Benutzern des Arrowhead Framework bei der Entscheidung für die richtige Hardware- und Softwarelösung bei der Verwendung des Frameworks.6

Test yöntemleri ile yazılımın kalitesinin belirlenmesi ve iyileştirilmesi

Her geçen gün artarak artan yazılım geliştirme ihtiyacı tüm sektörlerde olmazsa olmaz gereksinimler arasında yerini almıştır. Bu ihtiyaçlara cevap verebilmek için çeşitli yazılım geliştirme yaşam döngüsü modelleri uygulanmakta ve gereksinimlere uygun model seçilerek geliştirim amacı ile projelere başlanmaktadır. Zaman kısıtı, maliyet kısıtı gibi çeşitli etkenlerden dolayı proje adımları içerisinde test adımına gereken önem verilememektedir. Bu durum kalite yoksunu yazılımların gerçek ortamda kullanılmasına ve hataların kullanıcı deneyimleri ile tespit edilmesine neden olmaktadır. Kullanıcı deneyimleri ile tespit edilen hatalar, önemli ölçüde para kaybına neden olabildiği gibi; projenin üretildiği sektöre bağlı olarak can kaybına dahi neden olabilmektedir. Bu tez projesinde, test sürecinin yazılım geliştirme modelleri içerisindeki yeri ve uygulanmaya başlanması ile yazılımlardaki kalite artışının gözlemlenmesinin sağlanmasıdır ve test yöntemleri ile yazılımın kalitesinin belirlenmesi ve iyileştirilmesi amacıyla gerçekleştirilmiştir. Tez projesi için sağlık sektöründen bir uygulama seçilmiş, proje geliştirme yaşam döngüsünün baştan sonra test bakış açısı ile irdelenebilmesi için yazılım baştan geliştirilmiştir. Tez projesi içinde, karaciğer nakli ve sonrasındaki büyümenin tespiti için hacim ölçümü yapan bir uygulama geliştirilmiştir. Testler için var olan bir yazılım kullanılmamış olup, tez projesi aynı zamanda sektörel bir ihtiyaca cevap veren kaliteli bir yazılım niteliğindedir. Tez projesinde sağlık sektöründeki geliştirilen yazılım özelinde bazı tespitlerde bulunulmuş olsa da, tüm sektörlere ait yazılımların, kaliteli geliştirilmediği takdirde bazı risklere açık bulunduğu açıktır ve tez projesi kapsamında bu durumun test yöntemleri ile iyileştirilerek riskler en aza indirilebileceği anlatılmıştır