25 oktober 2016 -
Meer en meer zijn we in ons dagelijkse leven afhankelijk van software en van moderne apparaten die software bevatten. Daarom is het belangrijk om te weten of de betreffende software duurzaam is, of deze correct functioneert, met een relatief laag energieverbruik.
Maar met welke methoden kunnen we het verbruik van software analyseren? Dat is de kern van het proefschrift 'Assessing sustainability of software; analysing, correctness, memory and energy consumption', dat Bernard van Gastel op 28 oktober 2016 verdedigt bij de faculteit Management, Science & Technology van de Open Universiteit in Heerlen.
Blinde vlek
Van oudsher wordt energie bespaard binnen de hardware zijde van een computer, waardoor energieverbruik lange tijd een blinde vlek is geweest bij het ontwikkelen van software. Daar komt nu langzaamaan verandering in. Aan de ene kant gaan de ontwikkelingen van energiebesparing bij hardware langzamer en zien we tegelijk dat het besef groeit dat software een grote rol speelt bij het gedrag en de eigenschappen van de apparaten waarop de software draait. Kortom: software is de baas over de apparaten en heeft daarmee ook grote invloed op het energieverbruik ervan.
Kleine effecten kunnen grote gevolgen hebben. Zo kan een optelsom van vele afzonderlijke effecten op grote schaal gevolgen hebben, zelfs voor de samenleving als geheel. Als veel gebruikte apparaten alle hetzelfde negatieve gedrag vertonen, kan dat leiden tot schade aan onze publieke voorzieningen en vervolgens onze economie. Het is dan ook geen overbodige luxe als we methoden weten te ontwikkelen waarmee we het energieverbruik van software kunnen analyseren en voorspellen.
Analyse
In zijn proefschrift legt Van Gastel de nadruk op de ontwikkeling van deze methoden om energieverbruik te analyseren. Ook verdiept hij zich in correctheid en geheugengebruik, omdat dit belangrijke voorwaarden zijn voor een laag energieverbruik. Zo kan foutieve software bijvoorbeeld veel energie verbruiken, zonder nuttige resultaten op te leveren. Met de gebruikte analysemethoden kan een programmeur software ontwikkelen die een stuk duurzamer is.
Meer bewust
Wat mondiaal energieverbruik betreft zijn de voorspellingen niet echt rooskleurig te noemen: het verbruik zal de komende jaren alleen nog maar toenemen. Het is daarom noodzakelijk dat ook de software-industrie duurzamer gaat worden. De mogelijkheid om programma's te analyseren is een eerste belangrijke stap om dat te realiseren en de analysemethoden zoals Van Gastel die voorstelt in zijn proefschrift kunnen daarbij als eyeopener fungeren. Zodat de industrie zich bewust wordt van de invloed die zij heeft op de samenleving en het milieu.
Voetafdruk
De ontwikkelde methoden laten zien dat het in de praktijk mogelijk is snel software te analyseren op verschillende aspecten als energieverbruik en geheugengebruik. Dit maakt het ook mogelijk om vergelijkingen te maken tussen de verschillende manieren waarop software is opgebouwd. Afhankelijk van het verwachte gebruik van de software kunnen we kiezen voor de meest duurzame opbouwmanier en zo voorkomen dat software wordt ontwikkeld die de samenleving negatief beïnvloedt. Zelfs als het apparaat waarop de software wordt gedraaid in groten getale aanwezig is. De voorgestelde methoden stellen programmeurs in staat om de voetafdruk van hun software vast te stellen in termen van geheugengebruik en energieverbruik.
Abstractie
Binnen de informatica is veelvuldig sprake van abstractie. Deze abstractielagen kunnen het inzicht van de programmeur in het gedrag van software in flinke mate hinderen. De door Van Gastel voorgestelde analysemethoden en bijbehorende praktijkstudies laten zien dat juist de door abstractie verborgen gelegen opbouwdetails grote invloed kunnen hebben op het verbruik van software. Hoe meer abstractielagen, hoe minder controle en mogelijk hoger verbruik.
