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近些年来,功能丰富的智能移动终端越来越普及,它的功能越来越多,功耗越来越大,续航时间越来越短。即使是千毫安时的锂离子电池也很难在用户连续正常使用情况下维持12小时。既然电池容量受到物理、化学技术的限制增长缓慢,那么就需要借助更加“经济”的功耗使用策略来使智能移动设备的续航时间更长。 尽管用户体验是评价系统好坏的最主要标准,但是针对计算系统的功耗优化方法却较少有直接面向用户体验的。我们认为,对于移动设备的功耗优化应该直接考虑到用户体验,而不是传统认为的峰值性能或者吞吐量。也就是说,理想的功耗管理应该考虑到用户体验,并且对于用户活动应该是自适应的,不应打断用户的使用或者显式的要求用户进行系统配置操作。通过对20个用户和27个应用的深入调研,我们发现: 1.尽管大体上,用户体验的水平与处理器频率成正比,但是当处理器超过一定频率时,用户体验将保持平稳而不再升高。我们把这个现象称作“饱和频率”。而且还发现,对于不同的应用饱和频率也是不同的。 2.资源需求、用户体验水平和系统活动(比如处理器频率)是有紧密联系的,这样我们就有可能开发一种利用运行时系统信息来指导智能功耗管理的机制。 基于以上启示,本文的工作有以下贡献: 1.本文量化地研究了系统运行时活动、用户体验以及系统性能/功耗状态的关系,并从中发现、挖掘了对智能手机节能优化的可能性。我们建立了一个预测模型,该模型使用三层人工神经网络结构,以系统运行时的系统信息为输入,输出系统最适合的性能/功耗状态。 2.使用这个模型,我们提出了SmartCap策略,一个专门针对智能移动设备的自适应功耗管理策略。SmartCap策略不需要与用户进行显式的交互,所有的输入均取自智能移动设备自带的传感器信息以及系统信息。在使用真机进行的实验中,对于不同的应用,SmartCap可以节能11%-84%。