嵌入式电子海图系统软件重构方法研究

论文摘要

在软件的开发和维护中，随着需求、环境等因素的变化，软件的功能不断的修改、增强，很容易就偏离了原来的设计，代码变得越来越复杂、难以理解和维护。已经研制的嵌入式电子海图系统也面临着同样的问题。而软件重构技术是解决此类问题的一种新兴技术。本文将软件重构技术应用于电子海图系统，以达到提高该系统的可理解性和可维护性的目的。论文的主要工作有：详细分析了电子海图系统特点及其对软件重构过程的影响，制定了电子海图系统软件重构总体方案，并按照软件重构的过程，具体制定了程序“坏味道”检测方案和重构方法实施方案。定义了电子海图系统软件重构中程序“坏味道”的具体含义；除采用人工检测方法对电子海图系统源程序进行“坏味道”检测外，使用测试工具Logiscope的RuleChecker功能和Audit功能协助检测；对检测到的“坏味道”进行了分类。对于电子海图系统中存在的“坏味道”给出了对应的重构方法。提出了简单重构和复杂重构的概念，并按重构对象的不同进行了详细的分类。使用半形式化证明的方法保证简单重构方法中的行为保持。在复杂重构方法的行为保持证明中引入了测试技术，并提出了一种针对GUI软件功能测试的测试用例生成技术。重构结果表明本文提出的嵌入式电子海图系统软件重构方案可以提高该系统的可理解性和可维护性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 软件重构国内外研究现状
• 1.2.1 软件重构概念
• 1.2.2 软件重构主要研究内容
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 电子海图系统软件重构方案
• 2.1 电子海图系统特点
• 2.2 电子海图系统特点对重构的影响
• 2.3 电子海图系统软件重构方案设计
• 2.3.1 总体方案设计
• 2.3.2 程序“坏味道”检测方案设计
• 2.3.3 重构方法实施方案设计
• 2.4 本章小结
• 第3章 电子海图系统软件重构理论基础
• 3.1 程序“坏味道”检测
• 3.1.1 程序“坏味道”检测依据
• 3.1.2 程序“坏味道”检测辅助工具
• 3.2 简单重构和复杂重构的提出
• 3.3 一阶谓词演算及其在简单重构方法中的应用
• 3.3.1 带等词的一阶谓词演算系统（FCE）
• 3.3.2 FCE在简单重构方法中的应用
• 3.4 测试技术及其在复杂重构方法中的应用
• 3.4.1 常用功能测试测试用例生成方法
• 3.4.2 GUI软件功能测试测试用例生成技术
• 3.4.3 测试工具
• 3.4.4 测试技术在复杂重构中的应用
• 3.5 本章小结
• 第4章 电子海图系统程序“坏味道”检测
• 4.1 程序“坏味道”具体含义
• 4.2 电子海图系统程序“坏味道”检测
• 4.2.1 工具检测
• 4.2.2 人工检测
• 4.3 程序“坏味道”分类
• 4.4 本章小结
• 第5章 电子海图系统重构方法
• 5.1 电子海图系统简单重构方法
• 5.1.1 简单重构方法中的语言特性和行为保持
• 5.1.2 简单重构方法的实现
• 5.1.3 简单重构方法应用实例
• 5.2 电子海图系统复杂重构方法
• 5.2.1 复杂重构方法的实现
• 5.2.2 复杂重构方法应用实例
• 5.3 本章小结
• 第6章 电子海图系统重构结果及分析
• 6.1 程序“坏味道”检测结果分析
• 6.2 简单重构结果分析
• 6.2.1 变量级简单重构结果分析
• 6.2.2 语句级简单重构结果分析
• 6.2.3 函数级简单重构结果分析
• 6.2.4 类级简单重构结果分析
• 6.2.5 版式级简单重构结果分析
• 6.3 复杂重构结果分析
• 6.3.1 语句级复杂重构结果分析
• 6.3.2 函数级复杂重构结果分析
• 6.3.3 类级复杂重构结果分析
• 6.3.4 文件级复杂重构结果分析
• 6.4 功能模块重构结果与分析
• 6.4.1 功能模块介绍
• 6.4.2 重构前程序“坏味道”检测结果
• 6.4.3 重构后程序“坏味道”检测结果与分析
• 6.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 附录A 软件质量评估模型
• 附录B RuleChecker规则描述