交互式特征定位過程及支持技術(shù)研究.pdf

1、軟件系統(tǒng)初次開發(fā)完成后就會進(jìn)入長期的軟件維護(hù)和演化階段。此外，越來越多的軟件項(xiàng)目都采用了增量和迭代式的軟件開發(fā)方法，使得軟件維護(hù)進(jìn)一步成為一種伴隨開發(fā)活動的持續(xù)性過程。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明某些軟件項(xiàng)目的維護(hù)成本可占到整個軟件生存周期成本的70％以上。
　　為了完成各種軟件維護(hù)任務(wù)，例如糾正需求實(shí)現(xiàn)中的錯誤、改進(jìn)已有的功能實(shí)現(xiàn)方式、或擴(kuò)展新的功能特性，開發(fā)人員經(jīng)常需要先確定用戶可見的需求特征與代碼的對應(yīng)關(guān)系。這種確定源代碼中與給定需求特征相

2、關(guān)的程序元素的過程稱為特征定位。
　　近些年來，軟件工程領(lǐng)域有很多針對特征定位的研究工作，形成了一系列基于信息檢索、靜態(tài)分析和動態(tài)分析的自動化方法和工具。然而，這些研究工作缺少對于開發(fā)人員在特征定位過程中的信息探索和認(rèn)知過程的理解，所提出的方法大多將特征定位過程看作“特征查詢-＞結(jié)果列表”的一次性過程。我們的經(jīng)驗(yàn)研究表明，特征定位是一種以人為中心、知識密集型的信息探索過程。在此過程中，開發(fā)人員通過一種迭代化的方式不斷獲得信息反饋，

3、加深對于問題的認(rèn)識的同時也不斷調(diào)整自身的技術(shù)策略。為此，本文通過針對軟件開發(fā)人員特征定位行為的經(jīng)驗(yàn)研究，深入認(rèn)識開發(fā)人員特征定位過程中的主要階段、策略選擇和基本動作，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)新的交互式特征定位技術(shù)，從而更好地支持開發(fā)人員的特征定位過程。
　　本文首先提出了一個包括階段、模式和動作三個層次的特征定位過程概念框架，并以此為基礎(chǔ)開展了一個面向軟件開發(fā)人員特征定位過程的經(jīng)驗(yàn)研究。該研究首先選擇了一組經(jīng)驗(yàn)豐富的開發(fā)人員，布置給他們一

4、系列特征定位任務(wù)并記錄了他們完成任務(wù)的整個過程。通過屏幕錄像分析、調(diào)研和訪談等手段，我們識別出了基本的特征定位過程階段、發(fā)現(xiàn)了一系列基本的特征定位動作，并針對查找入口點(diǎn)和擴(kuò)展這兩個主要階段總結(jié)出了一系列體現(xiàn)不同特征定位策略的過程模式。針對該過程模型的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)表明，包含過程階段、模式和動作三個層次的特征定位過程模型及相關(guān)知識可以有效地幫助開發(fā)人員提高特征定位任務(wù)的效率和質(zhì)量。除此之外，我們還對影響開發(fā)人員特征定位策略選擇的外部因素進(jìn)行了

5、研究。
　　針對開發(fā)人員執(zhí)行特征定位任務(wù)時難于構(gòu)造準(zhǔn)確的特征查詢并確定候選結(jié)果與特征之間相關(guān)性的問題，本文提出了一種多刻面、交互式的特征定位方法。該方法通過一種迭代和交互式的方式支持開發(fā)人員的特征定位過程。該方法在開發(fā)人員給定的初始查詢（如一組關(guān)鍵字）基礎(chǔ)上，自動地從候選程序元素中抽取和挖掘多組刻面分類信息，并對候選結(jié)果進(jìn)行分組、排序和過濾。在此基礎(chǔ)上，開發(fā)人員可以通過一種交互、迭代的方式不斷精化和調(diào)整原有的查詢方案，從而得到滿意

6、的結(jié)果。基于該方法，我們實(shí)現(xiàn)了一個基于Web的特征定位工具M(jìn)FIE。實(shí)驗(yàn)研究表明，與使用Eclipse開發(fā)環(huán)境的開發(fā)人員相比，使用MFIE的開發(fā)人員的特征定位效率和質(zhì)量都有了顯著提高。
　　針對開發(fā)人員在獲取初始的特征定位結(jié)果后擴(kuò)展相關(guān)的程序元素的需要，本文進(jìn)一步提出了一種增量和交互式的擴(kuò)展推薦方法。該方法能夠根據(jù)相關(guān)程序元素集合的變化動態(tài)推薦可能相關(guān)的擴(kuò)展程序元素列表?；谠摲椒ǎ覀儗?shí)現(xiàn)了一個Eclipse插件工具RecFL，