本文選題：軟件可追蹤性 + 代碼依賴(lài)關(guān)系　； 參考：《南京大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：軟件可追蹤性(Software Traceability)是指軟件系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)全生命周期中,能夠生成和維護(hù)各類(lèi)軟件制品(例如需求和代碼)在系統(tǒng)功能上的關(guān)聯(lián)關(guān)系(也稱(chēng)作追蹤線(xiàn)索)的一種能力。軟件可追蹤性的主要目的是當(dāng)軟件制品隨版本變化而發(fā)生變化時(shí),可以通過(guò)追蹤這些關(guān)聯(lián)關(guān)系來(lái)幫助開(kāi)發(fā)人員確定軟件制品功能變化的范圍及影響。當(dāng)前可追蹤性的工程實(shí)踐方法仍然是以人工實(shí)現(xiàn)為核心的一套圍繞需求-代碼矩陣生成、維護(hù)與驗(yàn)證的軟件質(zhì)量保障機(jī)制,從而造成了軟件可追蹤性分析耗時(shí)、費(fèi)力、易錯(cuò)。同時(shí),軟件開(kāi)發(fā)流程迭代加速、軟件開(kāi)發(fā)方法面向維護(hù)與演化、軟件系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜性增高等趨勢(shì)更加深了開(kāi)發(fā)人員對(duì)軟件可追蹤性自動(dòng)化分析的依賴(lài)。因此,研究需求到代碼的可追蹤性自動(dòng)化分析成為軟件工程學(xué)術(shù)領(lǐng)域最具代表性與挑戰(zhàn)性的工作之一。一般而言,在學(xué)術(shù)界,大多數(shù)可追蹤性關(guān)聯(lián)關(guān)系的生成與維護(hù)是通過(guò)自動(dòng)化地選擇需求和代碼中兩個(gè)主要的信息維度來(lái)分析和實(shí)現(xiàn)的,即軟件系統(tǒng)內(nèi)的文本(如需求規(guī)約和源代碼文本)與代碼元素之間的依賴(lài)關(guān)系(如函數(shù)調(diào)用和數(shù)據(jù)依賴(lài)關(guān)系)。同時(shí),可追蹤性自動(dòng)化分析方法還需要通過(guò)在可追蹤性的追蹤線(xiàn)索生成(Trace Recovery)、維護(hù)(Trace Maintenance)、驗(yàn)證(Trace Validation)三個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景下的驗(yàn)證來(lái)說(shuō)明該分析方法的實(shí)踐有效性。因此,對(duì)該領(lǐng)域研究的主要問(wèn)題可以表述為：(1)如何從需求和代碼這兩類(lèi)處于不同抽象層次、且具有不同數(shù)據(jù)格式的軟件制品中選擇相關(guān)信息,從而既精確又完整的生成和維護(hù)可追蹤性；(2)如何評(píng)估這些信息在不同的可追蹤性自動(dòng)化分析應(yīng)用場(chǎng)景中的有效性。然而,當(dāng)前主流的可追蹤性自動(dòng)化分析技術(shù)主要關(guān)注可追蹤性的生成問(wèn)題,缺乏對(duì)可追蹤性維護(hù)與驗(yàn)證的支持。且其分析手段主要側(cè)重于基于文本的詞法分析,往往忽略了代碼元素之間的依賴(lài)關(guān)系這一維度,從而導(dǎo)致當(dāng)前可追蹤性自動(dòng)化分析極度依賴(lài)于軟件制品內(nèi)嵌文本的質(zhì)量。部分綜合考慮了代碼依賴(lài)關(guān)系的可追蹤性自動(dòng)化分析技術(shù)也有著分析的代碼依賴(lài)關(guān)系類(lèi)型單一(主要是函數(shù)調(diào)用)、分析算法較為簡(jiǎn)單等不足。因此,當(dāng)前軟件可追蹤性自動(dòng)化分析存在著對(duì)可追蹤性應(yīng)用場(chǎng)景支持不足、分析方法精度較弱、用戶(hù)對(duì)工具結(jié)果缺乏信心等問(wèn)題。針對(duì)上述研究現(xiàn)狀,我們首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了以函數(shù)調(diào)用和數(shù)據(jù)依賴(lài)為代表的代碼依賴(lài)分析與可追蹤性自動(dòng)化分析之間所存在的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性。以此發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ),我們?cè)趯?shí)踐中逐步提出了以代碼依賴(lài)關(guān)系緊密度分析為代表的一系列代碼依賴(lài)關(guān)系分析方法,并與具體的可追蹤性應(yīng)用場(chǎng)景相結(jié)合,從而為可追蹤性的追蹤線(xiàn)索驗(yàn)證、生成、維護(hù)三個(gè)不同應(yīng)用場(chǎng)景分別提出了一個(gè)基于代碼依賴(lài)的自動(dòng)化分析方法。三個(gè)方法的評(píng)估實(shí)驗(yàn)表明,我們提出的代碼依賴(lài)分析有效地改進(jìn)了三個(gè)可追蹤性應(yīng)用場(chǎng)景下的自動(dòng)化分析,充分展示了代碼依賴(lài)對(duì)于軟件可追蹤性自動(dòng)化分析的重要意義。本文具體工作如下：·提出并驗(yàn)證了代碼依賴(lài)分析與可追蹤性自動(dòng)化分析之間所存在的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性。我們首先設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)動(dòng)態(tài)分析工具以捕獲高質(zhì)量的函數(shù)調(diào)用與數(shù)據(jù)依賴(lài)關(guān)系。基于捕獲的兩類(lèi)代碼依賴(lài)關(guān)系,通過(guò)衡量目標(biāo)函數(shù)的追蹤線(xiàn)索與其“鄰居”函數(shù)(通過(guò)直接的函數(shù)調(diào)用或數(shù)據(jù)依賴(lài)與目標(biāo)函數(shù)交互的函數(shù))的追蹤線(xiàn)索是否一致的方式來(lái)驗(yàn)證函數(shù)調(diào)用與數(shù)據(jù)依賴(lài)是否有助于理解軟件可追蹤性。相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,函數(shù)調(diào)用與數(shù)據(jù)依賴(lài)都有助于理解和分析軟件可追蹤性,且二者在功能上相互補(bǔ)充�！ぬ岢隽艘环N基于函數(shù)調(diào)用與數(shù)據(jù)依賴(lài)分析來(lái)驗(yàn)證一個(gè)已知軟件可追蹤性質(zhì)量的自動(dòng)化方法。在之前提出的衡量鄰居函數(shù)及其追蹤線(xiàn)索的基礎(chǔ)上,我們進(jìn)一步提出了逆向數(shù)據(jù)類(lèi)型頻率(inverse data type frequency, idtf)算法來(lái)排除通過(guò)共享公用數(shù)據(jù)類(lèi)型與被評(píng)估函數(shù)相關(guān)聯(lián)的鄰居函數(shù),以提升方法的準(zhǔn)確性。相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：(1)該方法能夠有效的指出已知可追蹤性中存在的不一致；(2)該方法對(duì)已知可追蹤性中所存在的錯(cuò)誤與缺失、已知可追蹤性的粒度等客觀(guān)因素有著較強(qiáng)的適應(yīng)能力。·提出了一種將函數(shù)調(diào)用與數(shù)據(jù)依賴(lài)分析與信息檢索技術(shù)相結(jié)合來(lái)生成軟件可追蹤性的自動(dòng)化方法。基于之前的研究,我們進(jìn)一步提出了代碼依賴(lài)關(guān)系緊密度(Closeness)這一指標(biāo)來(lái)衡量?jī)蓚�(gè)代碼元素(如類(lèi)或函數(shù))在功能上的相似性,并與當(dāng)前主流的基于信息檢索(Information Retrieval)技術(shù)分析文本信息的可追蹤性生成技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)追蹤線(xiàn)索生成的自動(dòng)化分析方法TRICE (Traceability Recovery based on Information retrieval and ClosEness analysis)。相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明TRICE能夠顯著地優(yōu)于單純基于信息檢索的可追蹤生成工具和其它混合了信息檢索和代碼依賴(lài)關(guān)系分析的追蹤線(xiàn)索生成方法。·提出了一種基于代碼變更上的緊密度分析來(lái)識(shí)別過(guò)時(shí)需求的自動(dòng)化方法。通過(guò)分析代碼變更來(lái)識(shí)別因系統(tǒng)演化而產(chǎn)生的過(guò)時(shí)需求可以被視作一類(lèi)特殊的可追蹤性維護(hù)技術(shù)。我們實(shí)現(xiàn)的分析方法SPRUCE (SuPport Requirement Update based on ClosEness analysis)能夠有效地從變更代碼元素以及與變更代碼元素緊密關(guān)聯(lián)的未變更代碼元素中抽取文本信息來(lái)描述變更代碼的功能,并通過(guò)信息檢索技術(shù)將抽取的信息與系統(tǒng)中的需求進(jìn)行匹配,從而發(fā)現(xiàn)受此次代碼變更影響而導(dǎo)致的過(guò)時(shí)需求。相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明SPRUCE能夠顯著地優(yōu)于未使用緊密度分析的基線(xiàn)方法,并更好地應(yīng)對(duì)包含多個(gè)功能變更的代碼變更。
[Abstract]:Software Traceability refers to the ability of software system to generate and maintain the relationship between software products ( such as demand and code ) on the system function . The main purpose of the software traceability is to help the developer to determine the scope and influence of software product function change .
This paper presents a series of code - dependent relationship analysis methods based on the analysis of code - dependent relationship .
( 2 ) The method has strong adaptability to the objective factors such as the error and the missing of the known traceability , and the granularity of known traceability . The results show that TRICE can be better than traceable generating tools based on information retrieval and other trace lead generation methods that mix information retrieval and code - dependent relationship analysis . A method for identifying outdated demand based on code change is proposed . The analysis method SPRUCE ( SuPport Requirement Update based on entropy Eness analysis ) can effectively extract text information from the unchanged code elements closely associated with the change code elements to describe the outdated demand caused by the change of code .
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TP311.5

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 王玉磊;鄧淼磊;楊錄山;;標(biāo)簽不可追蹤性驗(yàn)證改進(jìn)模型[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年08期

2 王振利;軟件工程中的需求可追蹤性方法研究分析[J];甘肅科技;2005年03期

3 鄧淼磊;朱昭;石金娥;周利華;;RFID標(biāo)簽的不可追蹤性[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào);2010年02期

4 楊丙賢;劉超;;基于軟件結(jié)構(gòu)的文檔與代碼間可追蹤性研究[J];計(jì)算機(jī)科學(xué)與探索;2014年06期

5 ;博士考考你[J];電子質(zhì)量;2003年08期

6 王明華;周淵;李?lèi)?ài)平;張冰;羅娜;;一種IP可追蹤性的網(wǎng)絡(luò)流量異常檢測(cè)方法[J];南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 匡宏宇;基于代碼依賴(lài)分析的軟件可追蹤技術(shù)研究[D];南京大學(xué);2017年

，

本文編號(hào)：2008505