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# コンピューターサイエンス# ソフトウェア工学# パフォーマンス

ウェブアプリをもっとエネルギー効率良くする方法

ウェブ開発にエネルギー節約の方法を取り入れる方法を学ぼう。

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ウェブコーディングでエネルウェブコーディングでエネルギーを最適化するパターンに注目しよう。持続可能なコーディングのためにエネルギー
目次

テクノロジーの使い方は、日常生活の大きな部分になってきたよね。友達とチャットしたり、医療記録を調べたりしてオンラインで過ごす時間が増える中、これが地球にどう影響するか考えることが大切だよ。この活動を支えるソフトウェアはエネルギーを使うから、環境に悪影響を与える可能性があるんだ。この記事では、特にモバイルアプリよりも注目されていないウェブアプリのために、ソフトウェアをもっとエネルギー効率よくする方法を見ていくよ。

テクノロジーのエネルギー使用

情報通信技術(ICT)セクターは、世界の炭素排出量の約5.5%を占めているんだ。このセクターは、全電力の約20%を消費している。ソフトウェアは、医療やコミュニケーションを含む多くの産業の中心にあるから、エネルギーをあまり使わないソフトウェアを開発することがますます重要になってきているんだ。

研究者たちは「グリーンコーディング」に注目していて、これはソフトウェアをもっとエネルギー効率よくするための実践を指しているよ。これには、ソフトウェアでエネルギー使用を抑える特定のデザインパターンを使うことが含まれる。モバイルアプリには多くの注目が集まっているけど、私たちが日常的に使っているウェブアプリには同じレベルの注目がなされていないんだ。

ウェブアプリに注目

この記事では、モバイルアプリからエネルギー節約の実践をウェブアプリにどう適用できるかに焦点を当てるよ。これらの実践がうまくいくかを見るために、いろんな会社のプロのウェブ開発者6人に話を聞いたんだ。彼らがエネルギー効率の良いコーディングの実践についてどう考えているか、実際に仕事で使っているかを知りたかったんだ。

ウェブ開発におけるエネルギーパターン

エネルギーパターンと呼ばれる様々なコーディングの実践があるよ。これらは、開発者がエネルギーをあまり使わないコードを書くのを助けるベストプラクティスなんだ。モバイルアプリには多くのパターンがあるけど、ウェブアプリ用に適用されたものは少ない。

私たちの目標は、特にウェブアプリ用のエネルギーパターンのリストを作成することだよ。まずはモバイルアプリの既存のパターンを見て、それがウェブ開発にどれだけ適用できるかを見てみる。

開発者との対話

開発者がエネルギーパターンをどう感じているかを理解するために、6人のウェブ開発者にインタビューを行ったんだ。このインタビューは、コーディングにおけるエネルギー効率についての知識や、私たちが話したエネルギー節約技術について彼らがどう考えているかを集めることを目的にしてる。

インタビュー中に、モバイルアプリから適応したエネルギーパターンを開発者に紹介したよ。これらのパターンをどれだけ理解しやすいか、ソースコードの中でどれだけ見つけやすいか、エネルギー節約技術を実装するために時間やリソースを投資したいかを知りたかったんだ。

開発者からのインサイト

ディスカッションから、多くの開発者がエネルギーパターンについて知らないことが分かったよ。数人は学校や同僚からの知識があったけど、全体的には深い理解はなかったな。私たちが適応したパターンを紹介したとき、簡単でわかりやすいと感じる開発者もいれば、苦労してさらなる説明が必要な開発者もいた。

多くの開発者は、アプリケーションの性能や機能に主に焦点を当てていて、エネルギー効率にはあまり注意を払っていないことを表明したよ。彼らは、自分のコードがユーザー体験にどう影響するかの方が気になっていて、エネルギーの影響についてはあまり考えないみたい。

コード内のエネルギーパターン

開発者に、既存のコードでこれらのエネルギーパターンを見つける方法を尋ねたところ、いくつかのガイドラインが得られたよ。彼らは、どのコード部分にこれらのパターンが適用できるか、できないかを指摘したんだ。

例えば、ある開発者はアプリにアニメーションがないと言っていたけど、他の開発者は特定の機能やモジュールがエネルギーパターンの恩恵を受ける可能性があると言っていた。数人の開発者は、エネルギーパターンがアプリケーションに大きな影響を与えないかもしれないと認めた。彼らは、性能などの他の側面を優先しているからだ。

エネルギーパターンのテスト

私たちがモバイルアプリから適応したエネルギーパターンが、ウェブアプリで適用したときに本当にエネルギー消費を減らすかを確認するために、実験を設計したよ。特に、失敗後のリトライの時間間隔を増やすパターンと、必要になるまでリソースの読み込みを遅らせるパターンの2つを選んだ。

これらのパターンをデモウェブサイトでテストして、リアルタイムの電力情報を追跡するソフトウェアツールを使ってエネルギー消費をモニタリングしたんだ。これらのパターンを実装することで計測可能なエネルギーの節約が得られるかを確認するのが目的だったんだ。

テスト結果

私たちのテストの結果、エネルギーパターンが必ずしもエネルギー消費を減らすわけではないことが分かった。場合によっては、エネルギー節約パターンが従来のアプローチよりも多くのエネルギーを使用することもあった。これは、すべてのエネルギーパターンがすべての状況で意図した通りに機能するわけではないことを示しているんだ。

例えば、あるテストでは、リソース読み込みを遅らせるパターンが従来の方法よりも多くのエネルギーを消費した。これは、リソースをいつ読み込むべきかを監視するために追加の処理能力が必要だったからかもしれない。

私たちは、異なるウェブブラウザ間でのエネルギー消費の違いも観察したよ。例えば、あるブラウザは他のブラウザよりもエネルギーの節約に関して良いパフォーマンスを示していて、ブラウザの選択がエネルギー節約技術の効果に影響を及ぼすことを示しているんだ。

開発者の適応意欲

エネルギーパターンの効果に関して指摘した課題にもかかわらず、インタビューした開発者たちはもっとエネルギー効率の良い実践を採用する意欲を示していたよ。彼らは新しいプロジェクトにエネルギーパターンを取り入れることにはオープンだけど、時間の制約や他の優先事項のために既存のコードをリファクタリングするのにはためらいがあるみたい。

多くの開発者は、アプリケーション内でのエネルギー使用を測定し、視覚化するのに役立つより良いツールを求めていることを表明したよ。これは、知識と行動とのギャップを示唆していて、開発者は変化を望んでいても、効率よく実行するためのサポートが必要だと感じているんだ。

今後の実践への提言

私たちの調査結果に基づいて、開発者と組織にいくつかの提言ができるよ。

  1. 教育にエネルギー効率を統合:エネルギー効率の良いコーディング実践をコンピュータサイエンスのカリキュラムの一部にすることで、将来の開発者をより良く準備させることができるよ。

  2. より良いツールの開発:開発者がエネルギー消費を効果的に追跡し、測定できるような、もっと高度なツールが必要なんだ。

  3. 知識共有の促進:開発者がエネルギー効率について話し合えるフォーラムやコミュニティを設立することで、認識とベストプラクティスを高めることができるよ。

  4. 企業方針とトレーニング:組織は、ソフトウェア開発プロセスにエネルギー効率を取り入れ、チームにトレーニングを提供することを検討すべきだ。

  5. ユーザー体験に焦点を当てる:開発者は、アプリケーションの性能に悪影響を及ぼさないように、エネルギー効率とユーザー体験のバランスを見つけるべきなんだ。

結論

テクノロジーが進化し続けて私たちの生活の一部になる中、開発者がコーディング実践にエネルギー効率を取り入れることが重要だよ。モバイルアプリからウェブアプリへのエネルギーパターンの適応を進めることで、より持続可能なデジタル未来に貢献できるんだ。

すべてのエネルギーパターンが大きな節約につながるわけではないけど、その適用性と限界を理解することで、開発者はもっと情報に基づいた選択ができるようになる。業界全体で協力することで、開発者はソフトウェアの環境への影響を減らしつつ、高品質なアプリケーションを提供し続けることができるんだ。

オリジナルソース

タイトル: Energy Patterns for Web: An Exploratory Study

概要: As the energy footprint generated by software is increasing at an alarming rate, understanding how to develop energy-efficient applications has become a necessity. Previous work has introduced catalogs of coding practices, also known as energy patterns. These patterns are yet limited to Mobile or third-party libraries. In this study, we focus on the Web domain--a main source of energy consumption. First, we investigated whether and how Mobile energy patterns could be ported to this domain and found that 20 patterns could be ported. Then, we interviewed six expert web developers from different companies to challenge the ported patterns. Most developers expressed concerns for antipatterns, specifically with functional antipatterns, and were able to formulate guidelines to locate these patterns in the source code. Finally, to quantify the effect of Web energy patterns on energy consumption, we set up an automated pipeline to evaluate two ported patterns: 'Dynamic Retry Delay' (DRD) and 'Open Only When Necessary' (OOWN). With this, we found no evidence that the DRD pattern consumes less energy than its antipattern, while the opposite is true for OOWN. Data and Material: https://doi.org/10.5281/zenodo.8404487

著者: Pooja Rani, Jonas Zellweger, Veronika Kousadianos, Luis Cruz, Timo Kehrer, Alberto Bacchelli

最終更新: 2024-01-12 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://arxiv.org/abs/2401.06482

ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2401.06482

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた arxiv に感謝します。

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