Using model based analysis to improve software energy efficiency

Recently, energy consumption has become a concern in the software development scenario. This is mainly due to the current different types of platforms where software runs. Studies show that users tend to reject mobile applications that quickly drain battery energy, indicating energy consumption as a relevant aspect. Despite this emerging interest in the software energy consumption metric, developers still lack solid knowledge about how to design, construct and evolve software considering energy efficiency. With the goal of providing some of this necessary support, this work proposes high—level property definitions for the analysis of software energy consumption during all phases of software development. These properties and their analyses rely on a model based approach, which uses Labelled Transition Systems (LTS) augmented with energy costs and probabilistic information to describe software behaviour. Results of analysing the proposed properties on an LTS model provide useful energy related information, such as the average energy cost of the system and the probability of occurrence of the most costly execution. We demonstrate how to implement, use and interpret the results of analyses of these properties to create, evaluate and/or evolve software considering energy efficiency. To describe where our work can be applied, we discuss experiments involving the analysis of the proposed properties in different scenarios. Some experiments were performed, involving an analysis of an existent software with a single component, a software evolution and a software with composition of components, and energy efficiency was analysed in all cases. Recommendation of possible actions to adjust energy consumption considering results of property analysis are proposed in a quick guide format, combining energy costs and probabilistic behaviour. This support of property analysis and recommendations constitutes an important step towards helping developers create energy efficient software.Recentemente, o consumo de energia tornou-se uma preocupação no cenário de desenvolvimento de software. Isso se deve principalmente aos diferentes tipos de plataformas atuais em que o software é executado. Estudos mostram que os usuarios tendem a rejeitar aplicativos móveis que esgotam rapidamente a energia da bateria, apontando o consumo de energia como um aspecto relevante. Apesar desse interesse emergente na métrica de consumo de energia de software, os desenvolvedores ainda carecem de conhecimentos sólidos sobre como projetar, construir e evoluir software considerando a eiieiêneia energética. Com o objetivo de fornecer algum suporte necessário, este trabalho apresenta definições em alto nível de propriedades para a analise do consumo de energia de software durante todas as fases de desenvolvimento de software. Essas propriedades e suas análises dependem de uma abordagem baseada em modelos, que usa Labelled Transition Systems (LTS) com o acréscimo de custos de energia e informações probabilístieas para descrever o comportamento do software. Os resultados da análise das propriedades propostas em um modelo LTS fornecem informações úteis relacionadas à energia, como o custo médio de energia do sistema e a probabilidade de ocorrência da execução mais cara. Demonstramos como implementar, usar e interpretar os resultados das análises dessas propriedades para criar, avaliar e/ou evoluir softwares considerando eficiência energética. Para descrever onde nosso trabalho pode ser aplicado, discutimos experimentos envolvendo a análise das propriedades propostas em diferentes cenários. Alguns experimentos são realizados envolvendo uma análise de um software existente de um único componente, uma evolução de software e um software com composição de componentes, e a eficiência energética é analisada em todos os casos. Considerando os resultados analises das propriedades definidas, são propostas recomendações de possíveis ações para ajustar o consumo de energia em um formato de guia rapido, combinando custos de energia e comportamento probabilístico. Esse suporte de análise de propriedades e recomendações constitui um passo importante para ajudar os desenvolvedores a criarem software com eficiência energética

Time-dependent Robin boundary conditions in the dynamical Casimir effect

Motivated by experiments in which moving boundaries are simulated by time-dependent properties of static systems, we discuss the model of a massless scalar field submitted to a time-dependent Robin boundary condition (BC) at a static mirror in 1+1 dimensions. Using a perturbative approach, we compute the spectral distribution of the created particles and the total particle creation rate, considering a thermal state as the initial field state.Comment: 10 pages, 3 figures. To appear in proceedings of Conference on Quantum Field Theory under the Influence of External Condition

Gestão de projetos de software

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de ProduçãoO desenvolvimento de software tem sido considerado uma atividade problemática, devido a dificuldade encontrada por empresas e áreas de informática em cumprir prazos, custos, performance e qualidade. Para encontrar uma solução para os problemas apresentados, estudou-se quais são as técnicas usadas pelas empresas modernas na gestão de seus projetos genéricos, bem como a importância da gestão do conhecimento e da motivação e liderança. Realizou-se, então, um estudo de caso da área de tecnologia da informação da Companhia de Saneamento do Paraná, onde analisou-se como acontece o desenvolvimento de software, e quais as dificuldades encontradas. Como solução, foi proposto um modelo de gestão de projetos de desenvolvimento de software, composto de uma seqüência de etapas a serem seguidas por empresas e áreas de informática. O modelo proposto não tem o objetivo de ser uma regra, mas sim, serve como diretriz para as organizações que desejam conduzir seus projetos de desenvolvimento de software, com uma preocupação nos custos, prazos, performance e qualidade, refletidas no atendimento das expectativas e necessidades dos clientes

Cavity effects on the Fermi velocity renormalization in a graphene sheet

Recently, in the literature, it was shown that the logarithmic renormalization of the Fermi velocity in a plane graphene sheet (which, in turn, is related to the Coulombian static potential associated to electrons in the sheet) is inhibited by the presence of a single parallel conducting plate. In the present paper, we investigate the situation of a suspended graphene sheet in a cavity formed by two conducting plates parallel to the sheet. The effect of a cavity on the interaction between electrons in the graphene is not merely the addition of the effects of each plate individually. From this, one can expect that the inhibition of the renormalization of the Fermi velocity generated by a cavity is not a mere addition of the inhibition induced by each single plate. In other words, the simple addition of the result for the inhibition of the renormalization of the Fermi velocity found in the literature for a single plate could not be used to predict the exact behavior of the inhibition for the graphene between two plates. Here, we show that, in fact, this is what happens and calculate how the presence of a cavity formed by two conducting plates parallel to the suspended graphene sheet amplifies, in a non-additive manner, the inhibition of the logarithmic renormalization of the Fermi velocity. In the limits of a single plate and no plates, our formulas recover those found in the literature.This work was partially supported by the following Brazilian Agencies: Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior (CAPES), Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq), and Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ). E. C. Marino was partially supported by CNPq and FAPERJ. D. T. Alves was partially supported by CAPES via Programa Estagio Senior no Exterior - Processo 88881.119705/2016-01, by CNPq via Processos 461826/2014-3 (Edital Universal) and 311920/2014-4 (Bolsa de Produtividade em Pesquisa), and also thanks Jaime Santos, Mikhail I. Vasilevskiy, Nuno M. R. Peres and Yuliy Bludov for useful discussions, as well as the hospitality of the Centro de Fisica, Universidade do Minho, Braga - Portugal. V. S. Alves acknowledges CNPq for support through Bolsa de Produtividade em Pesquisa n. 312654/2017-0. The authors also thank Ygor P. Silva for useful comments