基于量化方法的大型遗留系统迭代再造研究

基于量化方法的大型遗留系统迭代再造研究

论文摘要

遗留系统是指多年前开发并投入使用,但至今仍然对其用户的业务具有重要意义的系统。由于技术陈旧、系统结构混乱、文档缺失等多种原因,遗留系统的维护成本日益高涨,面对遗留系统退化带来的挑战,采用先进的软硬件平台和设计技术对遗留系统进行再造成为越来越多用户的选择。软件再造研究正是在这样的背景下发展起来,具有很高的应用价值。作为软件工程的一个重要分支,软件再造在近三十年出现了大量的研究成果,包括设计发现,业务逻辑提取,遗留系统移植,软件重构,软件重用,目标系统测试和软件再造方法论等。迭代软件再造过程因为能够有效的控制再造项目的失败风险,并使遗留系统在每一个迭代以后提供完整的业务流程服务而成为软件再造方法论的研究主流。然而软件迭代再造过程在大型复杂遗留系统中的应用还存在三个主要的问题:第一,开发资源利用率问题。传统迭代模型的遗留组件替换策略会增加维护工作量,降低开发资源的利用率。第二,过渡系统性能问题。为了实现过渡系统中各组件对新老数据的访问衔接,大量的数据转换会降低过渡系统的性能。第三,分布式环境下系统整体性能问题。SOA分布式环境下Web服务间的数据传输对目标系统的性能具有重要的影响,遗留组件在SOA迭代式集成再造过程中的不合理部署会导致再造后的目标系统整体性能下降。本文针对上述问题,开展了以下的研究:第一,提出平行迭代再造模型。模型从系统架构、流程步骤和具体技术三方面阐述了大型复杂遗留系统的再造方法,提高开发资源的利用率和过渡系统性能。模型对每个关键步骤的技术和目标进行了归纳定义,对综合运用软件再造各项研究成果和技术具有重要的指导意义。第二,针对平行迭代再造模型,提出基于概念格的迭代任务调度框架。根据过渡系统架构特点,引入访问强度作为量化分析的依据,采用概念格和“自下而上”的递归算法,合理规划迭代任务,降低了数据访问维护的复杂性,优化过渡系统的性能。第三,针对遗留系统SOA分布式集成的应用趋势,改进平行迭代再造模型,提出分布式性能部署框架。根据SOA分布式体系结构和性能问题,框架不仅从过程上解决了打捞组件在SOA环境下的部署问题,并且采用组件间连接强度CSWPF作为量化尺度提出基于爬山法思想的聚类算法,为目标系统的性能优化提供可行的量化分析方法。本文第1章绪论简要介绍研究背景和成果;第2章分类归纳了软件再造领域的各项研究成果;第3章阐述了平行迭代再造模型的基本流程和过渡系统架构;第4章阐述了平行迭代再造模型的核心部分-基于概念格的迭代任务调度框架;第5章对迭代任务调度框架的应用问题进行讨论和分析;第6章是平行迭代再造模型在SOA应用下的研究延伸,详细阐述分布式性能部署框架和聚类算法;第7章用两个大型遗留系统再造项目的成功案例说明了本文研究的实用性、通用性和有效性;最后,第8章对全文研究进行总结,并提出未来的研究方向。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题背景
  • 1.2 研究内容
  • 1.3 研究成果
  • 1.3.1 平行迭代再造模型
  • 1.3.2 平行迭代任务调度框架
  • 1.3.3 分布式性能部署框架
  • 1.4 本文安排
  • 第2章 软件再造相关工作
  • 2.1 软件再造简介
  • 2.1.1 软件再造的起因
  • 2.1.2 定义和概念
  • 2.2 再造目标
  • 2.2.1 遗留系统退化特征
  • 2.2.2 软件再造的回报
  • 2.2.3 再造项目评估
  • 2.3 马蹄铁模型
  • 2.4 研究现状
  • 2.4.1 方法论
  • 2.4.2 再造模式
  • 2.4.3 设计发现
  • 2.4.4 业务逻辑提取
  • 2.4.5 软件重用
  • 2.4.6 软件重构
  • 2.4.7 系统移植
  • 2.5 困难和挑战
  • 2.6 本章小结
  • 第3章 平行迭代再造模型
  • 3.1 研究背景
  • 3.2 数据和代码分类
  • 3.3 过渡系统架构
  • 3.4 流程概述
  • 3.5 模型定义
  • 3.5.1 形式化描述
  • 3.5.2 模型分析
  • 3.6 关键步骤
  • 3.7 本章小结
  • 第4章 基于概念格的迭代任务调度框架
  • 4.1 研究背景
  • 4.2 概念格理论
  • 4.2.1 语境和概念
  • 4.2.2 概念格
  • 4.2.3 概念格构建
  • 4.3 调度框架
  • 4.3.1 量化访问强度
  • 4.3.2 构建访问概念格
  • 4.3.3 生成迭代参考表
  • 4.3.4 制定迭代计划
  • 4.4 新组件的开发调度
  • 4.5 框架分析
  • 4.5.1 可操作性
  • 4.5.2 有效性
  • 4.5.3 框架意义
  • 4.6 本章小结
  • 第5章 迭代任务调度框架应用分析
  • 5.1 研究背景
  • 5.2 量化的对象
  • 5.3 阀值
  • 5.3.1 阀值的本质
  • 5.3.2 阀值的影响
  • 5.3.3 启发式规则
  • 5.4 调度框架嵌套法
  • 5.4.1 应用背景
  • 5.4.2 方法说明
  • 5.5 本章小结
  • 第6章 基于SOA的分布式迭代再造研究
  • 6.1 研究背景
  • 6.2 遗留系统的SOA集成
  • 6.2.1 体系结构
  • 6.2.2 难点分析
  • 6.2.3 迭代再造过程改进
  • 6.3 分布式性能部署框架
  • 6.3.1 前期准备
  • 6.3.2 基本流程
  • 6.4 基于CSWPF的聚类方法
  • 6.4.1 聚类实体
  • 6.4.2 聚类尺度
  • 6.4.3 聚类算法
  • 6.4.4 算法效率
  • 6.5 本章小结
  • 第7章 案例分析
  • 7.1 项目背景
  • 7.2 案例一,基金会计系统FE
  • 7.2.1 技术架构
  • 7.2.2 项目目标
  • 7.2.3 研究应用
  • 7.2.4 结果分析
  • 7.3 案例二,资产信息管理平台PM
  • 7.3.1 技术架构
  • 7.3.2 项目目标
  • 7.3.3 研究应用
  • 7.3.4 结果分析
  • 7.4 本章小结
  • 第8章 结束语
  • 参考文献
  • 攻读博士学位期间主要的研究成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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