Component Architecture for Context-Aware Applications

Abstract

Mobiililaitteisiin tehdyt sovellukset ovat nykyään laajassa käytössä. Mobiilisovellukset tarjoavat käyttäjälleen usein tietyn ennalta määritellyn toiminnallisuuden eivätkä ne pysty mukautumaan vaihtelevaan käyttöympäristöönsä. Jos sovellus olisi tietoinen käyttöympäristöstään ja sen muutoksista, se voisi tarjota käyttäjälleen tilanteeseen sopivia ominaisuuksia. Käyttöympäristöstään tietoiset hajautetut sovellukset tarvitsevat kuitenkin huomattavasti perinteisiä sovelluksia monimutkaisemman arkkitehtuurin toimiakseen. Tässä työssä esitellään hajautetuille ja kontekstitietoisille sovelluksille tarkoitettu ohjelmistoarkkitehtuuri. Työ perustuu Oulun yliopiston CAPNET-tutkimusprojektissa kehitettyyn, mobiilisovelluksille tarkoitettuun arkkitehtuuriin. Tämän työn tarkoituksena on tarjota ratkaisuja niihin puutteisiin, jotka tulivat esille CAPNET-arkkitehtuurin kehitys- ja testausvaiheessa. Esimerkiksi arkkitehtuurin komponenttien määrittelyä tulisi tarkentaa ja ne tulisi jakaa horisontaalisiin kerroksiin niiden ominaisuuksien ja alustariippuvuuden mukaisesti. Työssä luodaan katsaus olemassa oleviin teknologioihin jotka tukevat hajautettujen ja kontekstitietoisten järjestelmien kehittämistä. Myös niiden soveltumista CAPNET-arkkitehtuuriin analysoidaan. Työssä esitellään CAPNET-arkkitehtuuri ja ehdotetaan uutta arkkitehtuuria ja komponenttien kerrosjaottelua. Ehdotuksessa arkkitehtuurin komponentit ja järjestelmän rakenne määritellään ja mallinnetaan UML-menetelmällä. Työn tuloksena on arkkitehtuurimäärittely, joka jakaa nykyisen arkkitehtuurin komponentit kerroksiin. Komponenttien rajapinnat on määritelty selkeästi ja tarkasti. Työ tarjoaa myös projektiryhmälle hyvän lähtökohdan uuden arkkitehtuurin suunnittelulle ja toteuttamiselle.

The applications in mobile area are widespread nowadays. These applications use mostly a predefined set of services and they cannot adapt themselves to a dynamically changing environment. But if an application becomes context-aware and can monitor changes of the environment, it can offer new and convenient facilities for the user. Such distributed and context-aware applications have architecture, which is different and more complex than common software. In this work, a software architecture is suggested for distributed and context-aware applications. The work is based on the CAPNET architecture that was developed in a research project at the University of Oulu. The CAPNET architecture is targeted to build applications for mobile users. The main motivations for this work were the needs that arose during the development and testing of the CAPNET architecture. For example, the components of the architecture should be specified in more detailed level and they should be decomposed into horizontal layers accordingly to their platform dependency and other characteristics. This work starts by presenting existing technology for distributed and context-aware systems. The possibilities to use this technology in the CAPNET system are analysed as well. The CAPNET framework is presented and a new architecture is suggested. Rules for decomposing the components into layers are suggested. The components of the architecture are modelled by interface and component specifications. Further, component interface models and system structure models are presented. All these specifications use UML. A more verified and readable architecture specification is obtained as a result. It decomposes the architecture into layers with clearly specified interfaces and hence serves as a good basis for the project group to proceed with design and implementation.