基于概念格的軟件修改分析研究.pdf

1、軟件維護(hù)是推動軟件演化的重要活動，而軟件修改是軟件維護(hù)的基本元素。軟件修改活動可能是為了滿足用戶提出新的需求而引起的，也可能是為了糾正軟件使用過程中發(fā)現(xiàn)的錯誤而引起的，還可能是為了適應(yīng)軟件所使用的環(huán)境發(fā)生變化而引起的。當(dāng)對軟件進(jìn)行修改時，很可能會對軟件的其他部分造成一些潛在的負(fù)面影響，從而帶來軟件的不一致。如果利用某個修改方案實施修改所需的成本比較高(或者影響范圍比較廣泛)，甚至超過重新開發(fā)該軟件所需的成本(即幾乎影響整個系統(tǒng))，那么就

2、需要考慮選擇其他替代的修改方案或者重新開發(fā)軟件；而一旦接受了某個修改，我們需要準(zhǔn)確地預(yù)測該修改帶來的波動效應(yīng)，因為對波動效應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測既可以提高維護(hù)人員實施修改的信心，又可以幫助維護(hù)人員準(zhǔn)確地找到需要進(jìn)行二次修改的程序代碼，從而節(jié)省了維護(hù)時間；另外，我們還需要對修改及其影響進(jìn)行回歸測試以保證軟件修改不會引入新的錯誤。
　　在某個修改方案提出之前，我們需要針對該修改方案進(jìn)行修改分析。修改分析是軟件演化質(zhì)量保證的重要手段，它包括了

3、與修改相關(guān)的一系列重要活動：程序理解、修改影響分析、修改評估、回歸測試等。本文針對面向?qū)ο蟪绦蛟谛薷姆治鲞@個上下文中對上述修改分析活動進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，以修改影響分析為核心，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行修改評估和回歸測試。本文提出的方法對修改帶來的波動效應(yīng)、修改決策可以作出更加準(zhǔn)確的預(yù)測和判斷、提高了軟件維護(hù)人員對修改的信心、有效地減少軟件修改成本、保證軟件按照預(yù)期的方式進(jìn)行演化。本文主要貢獻(xiàn)如下：
　　(1)針對修改相關(guān)的活動，提出了一

4、個基于概念格的修改分析上下文，它以修改影響分析為核心，然后將程序理解、修改評估、以及回歸測試這些活動有效地組織在一起，這些活動是以概念格為技術(shù)支撐，構(gòu)成一個循序漸進(jìn)的過程。
　　(2)為了理解當(dāng)前系統(tǒng)，提出了兩種中間表示。一種是粗粒度層次的類與方法概念格，該中間表示的規(guī)模相比傳統(tǒng)的依賴圖更小，并且能夠有效地覆蓋類與方法之間的依賴關(guān)系；另一種是細(xì)粒度層次的面向?qū)ο箢惻c成員依賴圖，該中間表示可以用于理解不同元素之間不同類型的依賴關(guān)系。

5、這兩種中間表示是修改分析驅(qū)動的，主要目的是能夠方便地應(yīng)用在修改分析上下文中。
　　(3)為了準(zhǔn)確地預(yù)測修改帶來的波動效應(yīng)，提出了兩種修改影響分析技術(shù)。一種是基于類與方法依賴格的修改影響分析技術(shù)。該技術(shù)是跨層次的修改影響分析技術(shù)，適合于處理多修改的情況，它考慮了修改集中修改元素之間的關(guān)系，可以計算從類層次的修改集到方法層次的影響集。影響集中的方法都是由影響因子度量來標(biāo)記，影響因子用于表示影響集元素受影響的程度，因而更加方便其應(yīng)用；另

6、一種技術(shù)是基于修改類型傳播機(jī)制的修改影響分析技術(shù)，它適合處理單修改的情況。它通過分析不同的修改類型在面向?qū)ο箢惻c成員依賴圖上的修改傳播機(jī)制進(jìn)行影響集的計算。該技術(shù)相對于傳統(tǒng)的基于依賴圖的技術(shù)來說，其精確性有明顯改進(jìn)。
　　(4)為了準(zhǔn)確評估某個修改方案的可修改性，提出一種修改方案驅(qū)動的可修改性評估方法。該方法基于修改影響分析技術(shù)產(chǎn)生的影響集提出了一種新的可修改性評估度量模型(影響度)來評估某個修改方案對系統(tǒng)的影響程度。該影響度相比

7、于傳統(tǒng)的依賴于修改影響分析技術(shù)進(jìn)行修改評估來講，更能準(zhǔn)確地反映出修改方案對系統(tǒng)的影響程度，從而指導(dǎo)管理人員對修改方案做出更加準(zhǔn)確的決策。
　　(5)為了檢查這些修改是否給修改后的系統(tǒng)帶來新的錯誤，提出了一種將回歸測試用例選擇與排序結(jié)合起來的回歸測試技術(shù)。該技術(shù)通過基于類與方法依賴格的修改影響分析的結(jié)果對測試用例進(jìn)行選擇和排序，整個過程只需一次遍歷就可以計算得到排序好的新的測試用例集。
　　(6)為了對這些技術(shù)進(jìn)行實驗驗證以及