程序理解中信息存储与检索技术的研究与实现

论文摘要

随着软件工程领域的发展,软件维护问题已成为当前软件产业面临的重要课题。在软件维护过程中,程序理解是一项枯燥、费时且困难的任务,必须借助程序理解辅助系统进行辅助分析。而信息的存储与检索效率是影响程序理解辅助系统效率,乃至程序理解效率的关键因素之一。目前,绝大多数程序理解辅助系统采用专业的数据库管理系统作为信息存储与检索的后台支撑。由于专业数据库管理系统在其他方面考虑的因素较多,相应地降低了存储与检索的效率。另外,专业数据库管理系统要求使用特定的检索语言,这也增加了检索操作的处理时间和程序理解的难度。针对上述问题,本文的主要工作是研究和实现了一个具有较高存储与检索效率、支持大型程序和增量式更新的程序信息库。首先,根据程序设计语言的符号类型,提出信息分类存储的思想。按照类型的不同,将软件源程序信息存储在不同的信息库文件中,由各个库文件共同组成一个统一的程序信息库;接着在借鉴专业数据库存储与检索机制的基础上,分析研究了B+树的性能和索引机制,提出利用B+树结构设计程序信息库的存储与检索模型。从“自底向上批量插入关键字”、“对关键字进行压缩存储”和“选定合适的阶数m值”三个方面出发对B+树的存储结构进行优化设计,并设计B+树结点间与结点内双层索引;然后根据程序理解的需要设计了四种不同的检索方式,分别支持程序理解辅助系统四个窗口中的信息显示要求;最后对一系列由不同数量的信息记录组成的文件进行实验,在信息的存储空间与检索时间上测试信息库的存储与检索效率。实验结果表明,信息库在牺牲部分存储空间的基础上较好地实现了信息的快速存储与检索。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 程序理解
• 1.1.1 程序理解的定义
• 1.1.2 程序理解技术的演化
• 1.1.3 程序理解的必要性
• 1.2 程序理解辅助系统概述
• 1.3 程序信息库
• 1.4 研究现状
• 1.4.1 国外研究现状
• 1.4.2 国内研究现状
• 1.5 研究内容和目标
• 1.6 论文的组织结构
• 1.7 小结
• 第二章 存储与检索技术研究
• 2.1 数据系统的发展
• 2.2 数据的存储结构
• 2.3 数据的存取方式
• 2.4 数据库管理系统中的存储与检索技术
• 2.4.1 数据存储与访问
• 2.4.2 索引技术
• 2.5 小结
• 第三章 基于 B+树的存储与检索机制研究
• 3.1 B+树的定义
• 3.1.1 m叉搜索树
• 3.1.2 B树
• 3.1.3 B+树
• 3.2 B+树的基本操作
• 3.2.1 B+树的插入
• 3.2.2 B+树的删除
• 3.2.3 B+树的检索
• 3.3 B+树的性能分析
• 3.3.1 基本算法分析
• 3.3.2 B+树的效率
• 3.4 改进的B+树构建方法
• 3.4.1 自底向上构建B+树
• 3.4.2 关键字批量插入
• 3.4.3 效率分析
• 3.5 B+树结构优化设计
• 3.5.1 关键字压缩存储
• 3.5.2 B+树阶数m的设定
• 3.6 B+树检索策略优化设计
• 3.7 小结
• 第四章 程序信息库的研究与设计
• 4.1 存储与检索方式的选择
• 4.2 设计思想
• 4.2.1 信息分类存储
• 4.2.2 信息快速检索
• 4.3 存储与检索模型设计
• 4.3.1 概念设计
• 4.3.2 逻辑设计
• 4.3.3 物理设计
• 4.4 信息库总体结构
• 4.5 信息存储子系统
• 4.5.1 存储引擎
• 4.5.2 模式管理器
• 4.5.3 存储处理器
• 4.6 信息检索子系统
• 4.6.1 查询请求分析器
• 4.6.2 查询处理器
• 4.6.3 格式转换器
• 4.7 更新请求处理器
• 4.8 缓冲区管理器
• 4.9 小结
• 第五章 程序信息库的实现
• 5.1 系统概述
• 5.2 系统组成
• 5.3 系统测试
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 展望未来
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录