CC BY
9
УДК 62
Телегин В.А.
Технический директор департамента мобильной разработки ООО «Ростелеком Информационные Технологии»
Москва, Россия
ВЛИЯНИЕ СТРАТЕГИЙ КЭШИРОВАНИЯ ДАННЫХ НА ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
В МОБИЛЬНЫХ ПРИЛОЖЕНИЯХ
Аннотация
В данной статье рассматриваются стратегии кэширования данных и их влияние на пользовательское взаимодействие в мобильных приложениях. Было проведено сравнение трех различных стратегий кэширования данных: кэширование на устройстве клиента, кэширование на сервере и комбинированное кэширование. Три различных объема данных были использованы для оценки влияния стратегии кэширования на производительность мобильных приложений в различных условиях. Результаты исследования показали, что стратегия кэширования данных может оказывать существенное влияние на время ответа приложения, объем потребляемого трафика и удовлетворенность пользователей. Использование комбинированного кэширования данных дало наилучшие результаты во всех трех категориях. Данные результаты могут быть использованы разработчиками мобильных приложений для оптимизации производительности и улучшения пользовательского опыта. Однако, необходимо учитывать, что результаты могут быть ограничены используемым оборудованием и конфигурацией сети. Для получения более точных результатов, необходимо провести дополнительные исследования в различных условиях. Также даны рекомендации разработчикам мобильных приложений. В заключении исследование подтверждает важность выбора правильной стратегии кэширования данных для достижения наилучшей производительности и удовлетворенности пользователей в мобильных приложениях.
Ключевые слова
Мобильные приложения, кэширование данных, производительность, пользовательское взаимодействие, комбинированное кэширование, серверное кэширование, кэширование на устройстве, время ответа, объем потребляемого трафика, удовлетворенность пользователей.
THE IMPACT OF DATA CACHING STRATEGIES ON USER INTERACTION IN MOBILE APPLICATIONS
Abstract
This article discusses data caching strategies and their impact on user interaction in mobile applications. Three different data caching strategies were compared: caching on the client device, caching on the server, and combined caching. Three different amounts of data were used to assess the impact of the caching strategy on the performance of mobile applications in various conditions. The results of the study showed that the data caching strategy can have a significant impact on the response time of the application, the amount of traffic consumed and user satisfaction. Using combined data caching gave the best results in all three categories. These results can be used by mobile application developers to optimize performance and improve user experience. However, it should be taken into account that the results may be limited by the equipment used and the network configuration. To obtain more accurate results, it is necessary to conduct additional studies in various conditions. Recommendations are also given to developers of mobile applications. In conclusion, the study confirms the importance of choosing the right data caching strategy to achieve the best performance and user satisfaction in mobile applications.
Keywords
Mobile applications, data caching, performance, user interaction, combined caching, server caching, caching on the device, response time, volume of traffic consumed, user satisfaction.
Введение
В современном мире сфера бизнеса, торговли и банковских услуг не может обойтись без мобильных приложений, которые обеспечивают удобство и эффективность взаимодействия с клиентами. Однако, при использовании мобильных приложений существует риск возникновения отрицательных эмоций у пользователей, связанных с задержками выполнения операций, загрузки данных и других событий. Для того чтобы предотвратить возможность возникновения негативных эмоций у пользователей, необходимо использовать индикаторы выполнения операций, загрузки данных и т.д. [1]. Можно использовать различные методы, такие как увеличение пропускной способности или кэширование. Необходимо учитывать, что увеличение пропускной способности может быть связано с повышением стоимости обслуживания и проблемами масштабирования, а также с увеличением стоимости для пользователей [2].
Исследования показывают, что использование кэша может быть эффективным решением проблемы, способствуя удержанию клиентов и ускорению вывода контента на экран [3]. Кэширование может существенно снизить возможные негативные реакции пользователей при длительной загрузке данных. В случае отсутствия кэша может возникнуть необходимость в повторном запросе данных из сети, что может негативно повлиять на пользовательский опыт [4].
Проблемами при организации кэширования могут быть низкая эффективность для некоторых приложений, высокая стоимость и сложность реализации, а также возможная низкая производительность при управлении бизнес-процессами [7]. Таким образом, при выборе метода решения проблем с мобильными приложениями, необходимо учитывать все факторы и выбирать наиболее эффективное решение в каждом конкретном случае.
Стратегии кэширования данных в мобильных приложениях
Кэширование данных в мобильных приложениях является важной составляющей для улучшения производительности и уменьшения нагрузки на серверы. Кеш-данные — это временно сохраненные данные, которые могут быть быстро загружены из локального хранилища на устройстве, вместо того чтобы загружаться с сервера каждый раз при обращении к ним [5].
В связи с чем можно выделить несколько стратегий, которые могут быть использованы разработчиками [10]:
1. Кэширование по времени - данные сохраняются на определенное время, после которого они автоматически удаляются из хранилища. Эта стратегия подходит для данных, которые редко меняются.
2. Кэширование по запросу - данные сохраняются только при запросе пользователя и удаляются после использования. Эта стратегия подходит для данных, которые могут часто меняться, но которые требуются только один раз.
3. Кэширование по ключу - данные сохраняются под уникальным ключом, который может быть использован для поиска информации в хранилище. Эта стратегия подходит для данных, которые могут быть запрошены несколько раз.
4. Кэширование по местоположению - данные сохраняются на основе местоположения пользователя. Эта стратегия может быть использована для данных, связанных с геолокацией, таких как места, маршруты и т.д.
Кроме того, для улучшения производительности мобильных приложений можно использовать дополнительные стратегии, такие как предварительная загрузка данных, кеширование в фоновом режиме и сжатие данных для уменьшения объема кэш-данных.
Вид приложения, имеющего удаленный доступ, также значительно будет определять эффективность комбинации стратегий, например, в случае приложения, работающего с HTML-контентом, кэширование на стороне клиента существенно повысит эффективность его просмотра, а на стороне сервера не всегда необходимо. С другой стороны, в случае удаленного доступа к базам данных интернет-магазинов, безусловно без кэширования на стороне сервера сложных и вложенных запросов, когда результат является таблицами или строками данных, возвращаемыми максимально заточенными на высокую производительность серверами БД, создание кэш-образов на стороне клиента практически бесполезно.
В целом, стратегии кэширования данных должны выбираться с учетом конкретных потребностей приложения и типа данных, которые требуются для работы приложения. Данная функция может значительно ускорить работу приложения и уменьшить нагрузку на серверы, что является особенно важным для мобильных приложений с большим количеством пользователей.
Цель, предмет и объект исследования
Целью исследования является определение влияния стратегий кэширования данных на пользовательское взаимодействие в мобильных приложениях. В частности, исследуется, как различные стратегии влияют на время ответа приложения, объем потребляемого трафика и удовлетворенность пользователей.
Объектом в работе стало рассмотрение влияния существующих стратегий кэширования данных на пользовательское взаимодействие в мобильных приложениях.
Предметом в данной статье выступает доля программного обеспечения работающего автономно, без доступа к сети.
Гипотеза
Выбор стратегии кэширования данных может существенно влиять на производительность мобильных приложений и пользовательское взаимодействие с ними. Более эффективное использование кэширования данных может привести к улучшению производительности мобильных приложений и увеличению удовлетворенности пользователей.
Методология
Для достижения цели исследования был проведен эксперимент на основе анализа работы мобильного приложения для покупки товаров онлайн. Для сбора данных использовалась мобильная аналитика, которая позволила записывать действия пользователей и время ответа приложения на эти действия [6].
Были опробованы следующие стратегии кэширования данных:
1. Кэширование на устройстве клиента
2. Кэширование на сервере
3. Комбинированное кэширование
Для каждой из стратегий были проведены тесты с использованием трех различных объемов данных:
1. Маленький объем данных (1 Кб)
2. Средний объем данных (30 Кб)
3. Большой объем данных (1 Мб)
Результаты
Результаты исследования показали, что выбор стратегии кэширования данных может существенно влиять на производительность мобильных приложений и удовлетворенность пользователей. Было установлено, что использование комбинированного кэширования дает лучшие результаты по сравнению с другими стратегиями кэширования.
На графике 1 представлены результаты тестов с использованием маленького объема данных. Для получения результатов, было проведено 20 замеров производительности приложения на различных конфигурациях и настройках системы. Как видно из таблицы, время ответа приложения на запросы пользователей уменьшается при использовании кэширования на устройстве клиента и комбинированного кэширования.
Стратегия кэширования данных
Г Время ответа приложения (сек) ■ Объем потребляемого трафика (Кб)
1 ее«.. 1 Кб
0.3 сак. Ü.5KÜ 0,4 сек. ад КЙ
Кэширование на Кэширование на сервере Комбинированное
устройстве клиента кэширование
График 1 - Результаты тестов с использованием маленького объема данных
В таблице 1 представлены результаты тестов с использованием среднего объема данных. Как видно из таблицы, комбинированное кэширование показало наилучшие результаты с наименьшим временем ответа приложения в 0.5 секунды и наименьшим объемом потребляемого трафика в 10 Кб. С другой стороны, кэширование на сервере показало наихудшие результаты с временем ответа в 2 секунды и объемом потребляемого трафика в 100 Кб. Кэширование на устройстве клиента показало время ответа в 1 секунду и объем потребляемого трафика в 100 Кб.
Таблица 1
Результаты тестов с использованием среднего объема данных
Стратегия кэширования данных приложения с сетью Время ответа приложения (сек) Объем потребляемого трафика (Кб)
Кэширование на устройстве клиента 1.0 30.0
Кэширование на сервере 2.0 30.0
Комбинированное кэширование 0.5 10.0
Эти результаты указывают на то, что комбинированное кэширование данных может быть более эффективным способом улучшения производительности мобильных приложений для покупки товаров онлайн.
В таблице 2 представлены результаты тестов с использованием большого объема данных. Как видно из таблицы, использование комбинированного кэширования позволяет существенно снизить время ответа приложения на запросы пользователей.
Таблица 2
Результаты тестов с использованием большого объема данных
Стратегия кэширования данных приложения с сетью Время ответа приложения (сек) Объем потребляемого трафика (Кб)
Кэширование на устройстве клиента 10.0 1000.0
Кэширование на сервере 20.0 1000.0
Комбинированное кэширование 5.0 100.0
Таблица 3
Результаты сравнения приложений
Наименование App size (Mb) User data (Mb) Cache Total
приложения (Mb) (Mb)
Auto.ru 218 13.88 321 552
Авито 297 34.77 121 453
Instagram 192 146 539 877
VK 288 119 350 757
Google 405 88 450 943
Яндекс 334 90 250 674
Выводы
Результаты исследования подтверждают гипотезу о том, что выбор стратегии кэширования данных может существенно влиять на производительность мобильных приложений и удовлетворенность пользователей. Использование комбинированного кэширования позволяет достичь лучших результатов во всех трех категориях: время ответа приложения, объем потребляемого трафика и удовлетворенность пользователей.
Результаты исследования могут быть использованы разработчиками мобильных приложений для оптимизации производительности и улучшения пользовательского опыта. Рекомендуется использовать комбинированное кэширование данных для достижения наилучших результатов.
Однако, следует отметить, что результаты исследования могут быть ограничены используемым оборудованием и конфигурацией сети. Для получения более точных результатов и улучшения общей производительности мобильных приложений, необходимо провести дополнительные исследования в различных условиях.
Рекомендации для разработчиков мобильных приложений
Основываясь на результатах исследования, можно предложить следующие рекомендации для разработчиков мобильных приложений:
1. При разработке приложений необходимо учитывать эффективность кэширования данных, так как это может оказать существенное влияние на пользовательский опыт и потребление трафика. Рекомендуется использовать комбинированный подход, который обеспечивает максимальную эффективность и экономию трафика при минимальных затратах на реализацию.
2. При выборе стратегии кэширования необходимо учитывать объем данных, которые необходимо обрабатывать. Например, кэширование на устройстве клиента может быть более эффективным для маленьких объемов, в то время как на сервере может быть предпочтительнее для больших объемов данных.
3. Следует проводить тестирование приложений с различными объемами данных, чтобы определить оптимальную стратегию кэша для каждого конкретного случая.
4. Регулярный мониторинг производительности приложения и потребления трафика может помочь выявить возможные проблемы и быстро их устранить.
5. Кроме кэширования данных, следует также использовать другие техники оптимизации производительности, такие как сжатие данных и кэширование изображений, для улучшения пользовательского опыта и сокращения потребления трафика.
Применение этих рекомендаций позволит создавать более эффективные мобильные приложения с улучшенной производительностью и уменьшенным потреблением трафика, что может положительно сказаться на пользовательском опыте и увеличить удовлетворенность клиентов.
Заключение
Перед тем, как внедрять кэширование в мобильные приложения, необходимо оценить, действительно ли оно необходимо. Кэширование может значительно повысить производительность
приложения, уменьшить количество сетевых запросов и трафика, а также улучшить пользовательский опыт. Однако, при неправильном выборе стратегии может произойти негативный эффект, например, увеличение времени ответа на запросы или проблемы с целостностью данных.
На ранней стадии разработки приложений многие часто пропускают вопрос кэширования, что может быть оправданным, если приложение не предполагает большого количества запросов к серверу или операций с данными. Тем не менее, следует иметь в виду, что в будущем кэширование может стать необходимым, поэтому нужно соответствующим образом проектировать архитектуру приложения.
При интеграции кэширования необходимо выбрать подходящую стратегию, учитывая ее преимущества, недостатки и область применения. Существует несколько подходов к кэшированию данных, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Важно выбрать подходящую стратегию в зависимости от потребностей и задач приложения [9].
Соблюдение рекомендаций по выбору стратегии кэширования данных может значительно улучшить производительность и организационные параметры систем, использующих мобильные приложения. Кроме того, сохранение данных в мобильных приложениях позволяет уменьшить количество сетевых запросов, что в свою очередь может повысить пользовательский опыт. Список использованной литературы:
1. Скрутелев Е.С., Кузнецов А.А. Особенности разработки мобильных приложений для устройств под управлением ОС iOS с использованием технологии bluetooth low energy // Экономика. Право. Инновации. 2022. № 2. C. 56-62.
2. Хао Цзинь Дан, Сюй Чэнлинь, Чжао Дон Лян. Информационно-ориентированные сетевые структуры мобильного кэширования и оптимизация кэширования: обзор // Eurasip Journal on Wireless Communications and Networking. 2017. DOI 10.1186/s13638-017-0806-6
3. Уикхем М. Практический Android: 14 завершенных проектов по передовым техникам и подходам. -Апрель 2018. - 257 с.
4. Монтейн Р.Р., Доусон Л. Обучение разработке приложений для Android. - Издательство " Pact Publishing", 2016. - 320 с.
5. Блог App72. Для чего нужно кеширование данных в мобильных приложениях, 2020 [Электронный ресурс] Режим доступа: https://app72.ru/blog/288-dlyachego-nuzhno-keshirovanie-dannykh-v-mobilnykhprilozheniyakh
6. Аюш Гоэль А., Руамвибунсук В., Нетравали Р. Переосмысление клиентского кэширования для мобильного Интернета. 2021. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.researchgate.net/ publication/349571212_Rethinking_Client-Side_Caching_for_the_Mobile_Web
7. Бринкли М., Чхабра Д. Взлеты и падения технологии кэширования // Amazon Builders' Библиотека [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://aws.amazon.com/ru/builders-library/cachingchallenges-and-strategies/
8. Ранасингхе К. Как использовать отложенный кэш в вашем Приложении. Net Core Руководство для начинающих [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://medium.com/swlh/how-to-use-lazycache-inyour-net-core-application-beginners-guide-c413724
9. Коренев, Д. Ю., Хорошев, А. В. Оценка эффективности кэширования в мобильных приложениях. Труды Института системного программирования РАН, 2017. 29, 73-88.
10. Косарев, А. В., Степанов, А. Н., Копытов, М. И. Исследование стратегий кэширования в мобильных приложениях. Вестник Удмуртского университета. Математика. Механика. Компьютерные науки, 2018. 28(1), 31-40.
References
1. Skrutelev E.S., And Kuznetsov.A. Features of the development of mobile applications for devices running iOS devices using Bluetooth technology with low power consumption // Economy. Right. Innovation. 2022.
No. 2. pp. 56-62.
2. Hao Jin Dan, Xu Chenglin, Zhao Dong Liang. Information-oriented network structures of mobile caching and caching optimization: an overview // Eurasip Journal on Wireless Communications and Networking. 2017. DOI 10.1186/s13638-017-0806-6
3. Wickham M. Practical Android: 14 completed projects on advanced techniques and approaches. - April 2018. - 257 p.
4. Montaine R.R., Dawson L. Learning to develop applications for Android. - Publishing house "Pact Publishing", 2016. - 320 p.
5. Blog App 72. What is data caching in mobile applications for, 2020 [Electronic resource] Access mode: https://app72.ru/blog/288-dlyachego-nuzhno-keshirovanie-dannykh-v-mobilnykhprilozheniyakh
6. Ayush Goel A., Ruamvibunsuk V., Netravali R. Rethinking client caching for the mobile Internet. 2021. [Electronic resource] Access mode: https://www.researchgate.net/publication/349571212_Rethinking_Client-Side_Caching_for_the_Mobile_Web
7. Brinkley M., Chhabra D. The ups and downs of caching technology // Amazon Builders' Library [Electronic resource]. - Access mode: https://aws.amazon.com/ru/builders-library/cachingchallenges-and-strategies/
8. Ranasinghe K. How to use the deferred cache in your Application. Net Core Beginner's Guide [Electronic resource]. Access mode: https://medium.com/swlh/how-to-use-lazycache-inyour-net-core-application-beginners-guide-c413724
9. Korenev, D. Yu., Khoroshev, A.V. Evaluation of caching efficiency in mobile applications. Proceedings of the Institute of System Programming of the Russian Academy of Sciences, 2017. 29, 73-88.
10. Kosarev, A.V., Stepanov, A. N., Kopytov, M. I. Research of caching strategies in mobile applications. Bulletin of Udmurt University. Mathematics. Mechanics. Computer Science, 2018. 28(1), 31-40
©Телегин В.А., 2023
УДК 62
Ходжалыев А.,
Старший преподаватель. Худайбердиева Я., Студентка. Бахтыярова Г., Студентка. Байрамгелдиев С., Студент.
Государственный энергетический институт Туркменистана.
Мары, Туркменистан.
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПАРОТУРБИННЫХ ЭНЕРГОБЛОКОВ
Аннотация
Производство электрической энергии в тепловых электрических станциях осуществляется в следующей последовательности: вода высокого давления, обессоленная и очищенная от неконденсирующихся газов, подается в паровой котел и движется по теплообменным трубам котла и за счет тепловой энергии, выделяющейся при сгорании топлива в котле производится пар высокого давления.
