面向对象程序变更影响分析模型的研究与设计

论文摘要

面向对象技术以其在处理客观世界复杂事务、提高软件可重用性及增强软件应对变更能力等方面的优秀表现,已经成为软件行业事实上的标准。同时,面向对象技术引入的封装、继承以及动态绑定等特性,又使得软件系统中各个模块之间的关系更加复杂和多样化,由变更所造成的影响更加难以确定。如何准确地确定变更影响的范围和程度,有效地管理和控制变更,对提高软件开发效率和软件质量的有着重要的意义。本文采用静动态分析相结合方法,提取目标系统中各粒度层次模块之间的依赖关系,利用该依赖关系构造类-函数层次关系图,通过分析变更的影响在类-函数层次关系图中的传播,确定该变更对目标系统的影响范围。同时,设计了六种变更影响程度度量方法,对影响程度进行量化,为软件开发人员管理和控制变更提供决策支持。本文的主要研究内容如下:1.变更的形式化描述。详细分析了面向对象软件系统中的变更发生的原因及其性质,从变更的行为、软件开发的生命周期以及逻辑语义三个方面,对变更进行了分类。采用正交分解方法将变更转换为三个维度的独立的元变更,并给出了元变更的形式化描述方法。2.软件系统变更的提取。本文将目标系统的UML类图模型转换为等价的XML模型,通过比对变更前后XML模型的差异,提取出发生变更的实体及变更类型,然后分析这些变更对系统产生的直接或间接的影响。3.基于类-函数层次关系图的变更影响分析模型。通过对系统模块之间变更影响传播的依赖关系的分析,结合现有的变更影响分析模型,提出了基于类-函数层次关系图的变更影响分析模型。该模型从类和函数的粒度分别提取目标系统中各个模块之间的关系,构建反映目标系统中各个类之间及函数之间依赖关系的层次关系图。4.变更影响分析规则及度量方法。通过对实际开发项目的分析,给出了变更影响分析规则及变更影响分析算法。同时,为定量分析变更影响的程度,提出了一套变更影响程度度量方法。5.原型系统设计与实现。设计并实现了使用本文提出的变更影响分析模型的原型系统,通过对某图形处理软件的变更测试,验证了变更影响分析模型的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.4 组织结构
• 第二章 相关知识背景
• 2.1 面向对象技术
• 2.1.1 封装性
• 2.1.2 继承性
• 2.1.3 多态性
• 2.2 程序依赖
• 2.2.1 程序依赖基本概念
• 2.2.2 依赖关系分析
• 2.3 元模型及其转换
• 2.3.1 CWM
• 2.3.2 XMI
• 2.3.3 UML
• 2.3.4 XML
• 2.4 本章小结
• 第三章 对变更的分析与建模
• 3.1 软件项目中的变更
• 3.2 变更的分类
• 3.2.1 按照变更的行为划分
• 3.2.2 按照软件生命周期划分
• 3.2.3 按照逻辑语义进行划分
• 3.3 变更的正交分解
• 3.4 源变更的提取
• 3.4.1 UML转换成XML文件
• 3.4.2 提取源变更
• 3.5 本章小结
• 第四章 变更影响分析与建模
• 4.1 变更对软件项目的影响
• 4.2 变更影响的传播
• 4.2.1 软件系统中的依赖关系
• 4.2.2 依赖关系的提取
• 4.2.3 依赖关系的性质
• 4.2.4 变更的影响在模块之间的传播
• 4.3 变更影响分析法分类
• 4.3.1 基于代码的影响分析方法
• 4.3.2 基于模型的影响分析方法
• 4.4 基于类-函数层次关系图的变更影响分析模型
• 4.4.1 类-函数层次关系图
• 4.4.2 变更影响判定规则
• 4.4.3 变更影响分析算法
• 4.5 变更影响程度的度量
• 4.6 本章小结
• 第五章 原型系统设计与实现
• 5.1 需求分析
• 5.2 系统架构与实现
• 5.2.1 类-函数层次关系图构建模块
• 5.2.2 变更提取模块
• 5.2.3 变更影响分析模块
• 5.2.4 结果展现模块
• 5.3 应用实例
• 5.3.1 类-函数层次关系图
• 5.3.2 变更影响分析
• 5.3.3 结果准确性分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 研究成果
• 6.2 下一步工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 发表论文