从面向对象的遗留系统到面向服务架构的迁移方法

Migrating legacy system with web service is an effective and economic way of reusing legacy software in a SOA environment.In this paper,we present an approach for migrating a three-tie object-oriented legacy system to SOA environment.The key issue of the approach is about services identification from large numbers of classes.And we propose a bottom-up method to model the system with UML and identify services from UML then.This approach can be a reference to an auto-migrating process.

海底金属矿床充水条件及矿坑突水的断层效应研究

The Xinli mine area of Sanshandao mine is adjacent to the Bohai Sea and its main exploitable ore deposit occurs in the undersea rock mass. The mine is the biggest undersea gold mine of China after production. The mine area faces a latent danger of water bursting, even sudden seawater inrush. There is no mature experience in undersea mining in China so far. The vein ore deposit is located in the lower wall of a fault; its possible groundwater sources mainly include bittern, Quaternary pore water and modern seawater. To ensure the safety of undersea mining, to survey the flooding conditions of the ore deposit using proper measures and study the potential seawater inrush pattern are the key technical problems. With the Xinli mine area as a case study, the engineering geological conditions of the Xinli mine area are surveyed in situ, the regional structural pattern and rock mass framework characteristics are found out, the distribution of the structural planes are modeled by a Monte Carlo method and the connectivity coefficients of rock mass structural planes are calculated. The regional hydro-geological conditions are analyzed and the in-situ hydro-geological investigation and sampling are performed in detail, the hydrochemistry and isotopes testing and groundwater dynamic monitoring are conducted, the recharge, runoff, discharge conditions are specified and the sources of flooding are distinguished. Some indices are selected from the testing results to calculate the proportion of each source in some water discharge points and in the whole water discharge of the Xinli mine area. The temporal and spatial variations of each water source of the whole ore deposit flooding are analyzed. According to the special project conditions in the Xinli mine area, the permeability coefficient tensors of the rock mass in Xinli mine area are calculated based on a fracture geometry measurement method, in terms of the connectivity and a few hydraulic testing results, a modified synthetic permeability coefficient are calculated. The hydro-geological conceptual and mathematical model are established，the water yield of mine is predicted using Visual Modflow code. The spreading law of surrounding rock mass deformation and secondary stress are studied by numerical analysis; the intrinsic mechanism of the faults slip caused by the excavation of ore deposit is analyzed. The results show that the development of surrounding rock mass deformation and secondary stress of vein ore deposit in the lower wall of a fault, is different from that in a thick-big ore deposit. The secondary stress caused by the excavation of vein ore deposit in the lower wall of a fault, is mainly distributed in the upper wall of the fault, one surface subsidence center will occur. The influences of fault on the rock mass movement, secondary stress and hydro-geological structures are analyzed; the secondary stress is blocked by the fault and the tensile stress concentration occurs in the rock mass near the fault, the original water blocking structure is destructed and the permeable structure is reconstructed, the primary structural planes begin to expand and newborn fissures occur, so the permeability of the original permeable structure is greatly enhanced, so the water bursting will probably occur. Based on this knowledge, the possible water inrush pattern and position of the Xinli mine area are predicted. Some computer programs are developed using object-oriented design method under the development platform Visual Studio.Net. These programs include a Monte Carlo simulation procedure, a joint diagrammatizing procedure, a structural planes connectivity coefficient calculating procedure, a permeability tensor calculating procedure, a water chemical formula edit and water source fixture conditions calculating procedure. A new computer mapping algorithm of joint iso-density diagram is raised. Based on the powerful spatial data management and icon functions of Geographic Information System, the pit water discharge dynamic monitoring data management information systems are established with ArcView.

Advanced Programming Language Features for Executable Design Patterns "Better Patterns Through Reflection

The Design Patterns book [GOF95] presents 24 time-tested patterns that consistently appear in well-designed software systems. Each pattern is presented with a description of the design problem the pattern addresses, as well as sample implementation code and design considerations. This paper explores how the patterns from the "Gang of Four'', or "GOF'' book, as it is often called, appear when similar problems are addressed using a dynamic, higher-order, object-oriented programming language. Some of the patterns disappear -- that is, they are supported directly by language features, some patterns are simpler or have a different focus, and some are essentially unchanged.

Identifying Novice Difficulties in Object Orientated Design

Thomasson, B. Ratcliffe, M. Thomas, L. Identifying Novice Difficulties in Object Orientated Design. ACM SIGCSE Bulletin Volume 38 , Issue 3 (September 2006)

Can Object (Instance) Diagrams Help First Year Students Understand Program Behaviour?

Thomas, L.A., Ratcliffe, M.B. and Thomasson, B. J., Can Object (Instance) Diagrams Help First Year Students Understand Program Behaviour? in Diagrammatic Representation and Inference, Diagrams 2004, editors A. Blackwell, K. Marriot and Atushi Shimojima, Springer Lecture Notes on Artificial Intelligence, 2980.

Hidden Type Variables and Conditional Extension for More Expressive Generic Programs

Generic object-oriented programming languages combine parametric polymorphism and nominal subtype polymorphism, thereby providing better data abstraction, greater code reuse, and fewer run-time errors. However, most generic object-oriented languages provide a straightforward combination of the two kinds of polymorphism, which prevents the expression of advanced type relationships. Furthermore, most generic object-oriented languages have a type-erasure semantics: instantiations of type parameters are not available at run time, and thus may not be used by type-dependent operations. This dissertation shows that two features, which allow the expression of many advanced type relationships, can be added to a generic object-oriented programming language without type erasure: 1. type variables that are not parameters of the class that declares them, and 2. extension that is dependent on the satisfiability of one or more constraints. We refer to the first feature as hidden type variables and the second feature as conditional extension. Hidden type variables allow: covariance and contravariance without variance annotations or special type arguments such as wildcards; a single type to extend, and inherit methods from, infinitely many instantiations of another type; a limited capacity to augment the set of superclasses after that class is defined; and the omission of redundant type arguments. Conditional extension allows the properties of a collection type to be dependent on the properties of its element type. This dissertation describes the semantics and implementation of hidden type variables and conditional extension. A sound type system is presented. In addition, a sound and terminating type checking algorithm is presented. Although designed for the Fortress programming language, hidden type variables and conditional extension can be incorporated into other generic object-oriented languages. Many of the same problems would arise, and solutions analogous to those we present would apply.

The Multiscale Systems Immunology project: software for cell-based immunological simulation.

BACKGROUND: Computer simulations are of increasing importance in modeling biological phenomena. Their purpose is to predict behavior and guide future experiments. The aim of this project is to model the early immune response to vaccination by an agent based immune response simulation that incorporates realistic biophysics and intracellular dynamics, and which is sufficiently flexible to accurately model the multi-scale nature and complexity of the immune system, while maintaining the high performance critical to scientific computing. RESULTS: The Multiscale Systems Immunology (MSI) simulation framework is an object-oriented, modular simulation framework written in C++ and Python. The software implements a modular design that allows for flexible configuration of components and initialization of parameters, thus allowing simulations to be run that model processes occurring over different temporal and spatial scales. CONCLUSION: MSI addresses the need for a flexible and high-performing agent based model of the immune system.

Numerical simulation of the charge balance in an EBIT

The electron beam ions traps (EBITs) are widely used to study highly charged ions (HCIs). In an EBIT, a high energy electron beam collides with atoms and ions to generate HCIs in the trap region. It is important to study the physics in the trap. The atomic processes, such as electron impact ionisation (EI), radiative recombination (RR), dielectronic recombination (DR) and charge exchange (CX), occur in the trap and numerical simulation can give some parameters for design, predict the composition and describe charge state evolution in an EBIT [Phys. Rev. A 43 (199 1) 4861]. We are presently developing a new code, which additionally includes a description of the overlaps between the ion clouds of the various charge-states. It has been written so that it can simulate experiments where various machine parameters (e.g. beam energy and current) can vary throughout the simulation and will be able to use cross- sections either based on scaling laws or derived from atomic structure calculations. An object-oriented method is used in developing the new software, which is an efficient way to organize and write code. (C) 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Numerical simulation of the charge balance and temperature evolution in an electron beam ion trap

A computer code has been developed to simulate and study the evolution of ion charge states inside the trap region of an electron beam ion trap. In addition to atomic physics phenomena previously included in similar codes such as electron impact ionization, radiative recombination, and charge exchange, several aspects of the relevant physics such as dielectronic recombination, ionization heating, and ion cloud expansion have been included for the first time in the model. The code was developed using object oriented concepts with database support, making it readable, accurate, and well organized. The simulation results show a good agreement with various experiments, and give useful information for selection of operating conditions and experiment design.

MALTS: A Tool to Simulate Lorentz Transmission Electron Microscopy From Micromagnetic Simulations

Here we describe the development of the MALTS software which is a generalized tool that simulates Lorentz Transmission Electron Microscopy (LTEM) contrast of magnetic nanostructures. Complex magnetic nanostructures typically have multiple stable domain structures. MALTS works in conjunction with the open access micromagnetic software Object Oriented Micromagnetic Framework or MuMax. Magnetically stable trial magnetization states of the object of interest are input into MALTS and simulated LTEM images are output. MALTS computes the magnetic and electric phases accrued by the transmitted electrons via the Aharonov-Bohm expressions. Transfer and envelope functions are used to simulate the progression of the electron wave through the microscope lenses. The final contrast image due to these effects is determined by Fourier Optics. Similar approaches have been used previously for simulations of specific cases of LTEM contrast. The novelty here is the integration with micromagnetic codes via a simple user interface enabling the computation of the contrast from any structure. The output from MALTS is in good agreement with both experimental data and published LTEM simulations. A widely-available generalized code for the analysis of Lorentz contrast is a much needed step towards the use of LTEM as a standardized laboratory technique.

PLUMED 2: New feathers for an old bird

Enhancing sampling and analyzing simulations are central issues in molecular simulation. Recently, we introduced PLUMED, an open-source plug-in that provides some of the most popular molecular dynamics (MD) codes with implementations of a variety of different enhanced sampling algorithms and collective variables (CVs). The rapid changes in this field, in particular new directions in enhanced sampling and dimensionality reduction together with new hardware, require a code that is more flexible and more efficient. We therefore present PLUMED 2 here a,complete rewrite of the code in an object-oriented programming language (C++). This new version introduces greater flexibility and greater modularity, which both extends its core capabilities and makes it far easier to add new methods and CVs. It also has a simpler interface with the MD engines and provides a single software library containing both tools and core facilities. Ultimately, the new code better serves the ever-growing community of users and contributors in coping with the new challenges arising in the field.

Program summary

Program title: PLUMED 2

Catalogue identifier: AEEE_v2_0

Program summary URL: http://cpc.cs.qub.ac.uk/summaries/AEEE_v2_0.html

Program obtainable from: CPC Program Library, Queen's University, Belfast, N. Ireland

Licensing provisions: Yes

No. of lines in distributed program, including test data, etc.: 700646

No. of bytes in distributed program, including test data, etc.: 6618136

Distribution format: tar.gz

Programming language: ANSI-C++.

Computer: Any computer capable of running an executable produced by a C++ compiler.

Operating system: Linux operating system, Unix OSs.

Has the code been vectorized or parallelized?: Yes, parallelized using MPI.

RAM: Depends on the number of atoms, the method chosen and the collective variables used.

Classification: 3, 7.7, 23. Catalogue identifier of previous version: AEEE_v1_0.

Journal reference of previous version: Comput. Phys. Comm. 180 (2009) 1961.

External routines: GNU libmatheval, Lapack, Bias, MPI. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

An empirical study of the impact of two antipatterns on program comprehension

Les antipatrons sont de “mauvaises” solutions à des problèmes récurrents de conception logicielle. Leur apparition est soit due à de mauvais choix lors de la phase de conception soit à des altérations et des changements continus durant l’implantation des programmes. Dans la littérature, il est généralement admis que les antipatrons rendent la compréhension des programmes plus difficile. Cependant, peu d’études empiriques ont été menées pour vérifier l’impact des antipatrons sur la compréhension. Dans le cadre de ce travail de maîtrise, nous avons conçu et mené trois expériences, avec 24 sujets chacune, dans le but de recueillir des données sur la performance des sujets lors de tâches de compréhension et d’évaluer l’impact de l’existence de deux antipatrons, Blob et Spaghetti Code, et de leurs combinaisons sur la compréhension des programmes. Nous avons mesuré les performances des sujets en terme : (1) du TLX (NASA task load index) pour l’éffort ; (2) du temps consacré à l’exécution des tâches ; et, (3) de leurs pourcentages de réponses correctes. Les données recueillies montrent que la présence d’un antipatron ne diminue pas sensiblement la performance des sujets alors que la combinaison de deux antipatrons les entrave de façon significative. Nous concluons que les développeurs peuvent faire face à un seul antipatron, alors que la combinaison de plusieurs antipatrons devrait être évitée, éventuellement par le biais de détection et de réusinage.

Evaluating Design Decay during Software Evolution

Les logiciels sont en constante évolution, nécessitant une maintenance et un développement continus. Ils subissent des changements tout au long de leur vie, que ce soit pendant l'ajout de nouvelles fonctionnalités ou la correction de bogues dans le code. Lorsque ces logiciels évoluent, leurs architectures ont tendance à se dégrader avec le temps et deviennent moins adaptables aux nouvelles spécifications des utilisateurs. Elles deviennent plus complexes et plus difficiles à maintenir. Dans certains cas, les développeurs préfèrent refaire la conception de ces architectures à partir du zéro plutôt que de prolonger la durée de leurs vies, ce qui engendre une augmentation importante des coûts de développement et de maintenance. Par conséquent, les développeurs doivent comprendre les facteurs qui conduisent à la dégradation des architectures, pour prendre des mesures proactives qui facilitent les futurs changements et ralentissent leur dégradation. La dégradation des architectures se produit lorsque des développeurs qui ne comprennent pas la conception originale du logiciel apportent des changements au logiciel. D'une part, faire des changements sans comprendre leurs impacts peut conduire à l'introduction de bogues et à la retraite prématurée du logiciel. D'autre part, les développeurs qui manquent de connaissances et–ou d'expérience dans la résolution d'un problème de conception peuvent introduire des défauts de conception. Ces défauts ont pour conséquence de rendre les logiciels plus difficiles à maintenir et évoluer. Par conséquent, les développeurs ont besoin de mécanismes pour comprendre l'impact d'un changement sur le reste du logiciel et d'outils pour détecter les défauts de conception afin de les corriger. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons trois principales contributions. La première contribution concerne l'évaluation de la dégradation des architectures logicielles. Cette évaluation consiste à utiliser une technique d’appariement de diagrammes, tels que les diagrammes de classes, pour identifier les changements structurels entre plusieurs versions d'une architecture logicielle. Cette étape nécessite l'identification des renommages de classes. Par conséquent, la première étape de notre approche consiste à identifier les renommages de classes durant l'évolution de l'architecture logicielle. Ensuite, la deuxième étape consiste à faire l'appariement de plusieurs versions d'une architecture pour identifier ses parties stables et celles qui sont en dégradation. Nous proposons des algorithmes de bit-vecteur et de clustering pour analyser la correspondance entre plusieurs versions d'une architecture. La troisième étape consiste à mesurer la dégradation de l'architecture durant l'évolution du logiciel. Nous proposons un ensemble de m´etriques sur les parties stables du logiciel, pour évaluer cette dégradation. La deuxième contribution est liée à l'analyse de l'impact des changements dans un logiciel. Dans ce contexte, nous présentons une nouvelle métaphore inspirée de la séismologie pour identifier l'impact des changements. Notre approche considère un changement à une classe comme un tremblement de terre qui se propage dans le logiciel à travers une longue chaîne de classes intermédiaires. Notre approche combine l'analyse de dépendances structurelles des classes et l'analyse de leur historique (les relations de co-changement) afin de mesurer l'ampleur de la propagation du changement dans le logiciel, i.e., comment un changement se propage à partir de la classe modifiée è d'autres classes du logiciel. La troisième contribution concerne la détection des défauts de conception. Nous proposons une métaphore inspirée du système immunitaire naturel. Comme toute créature vivante, la conception de systèmes est exposée aux maladies, qui sont des défauts de conception. Les approches de détection sont des mécanismes de défense pour les conception des systèmes. Un système immunitaire naturel peut détecter des pathogènes similaires avec une bonne précision. Cette bonne précision a inspiré une famille d'algorithmes de classification, appelés systèmes immunitaires artificiels (AIS), que nous utilisions pour détecter les défauts de conception. Les différentes contributions ont été évaluées sur des logiciels libres orientés objets et les résultats obtenus nous permettent de formuler les conclusions suivantes: • Les métriques Tunnel Triplets Metric (TTM) et Common Triplets Metric (CTM), fournissent aux développeurs de bons indices sur la dégradation de l'architecture. La d´ecroissance de TTM indique que la conception originale de l'architecture s’est dégradée. La stabilité de TTM indique la stabilité de la conception originale, ce qui signifie que le système est adapté aux nouvelles spécifications des utilisateurs. • La séismologie est une métaphore intéressante pour l'analyse de l'impact des changements. En effet, les changements se propagent dans les systèmes comme les tremblements de terre. L'impact d'un changement est plus important autour de la classe qui change et diminue progressivement avec la distance à cette classe. Notre approche aide les développeurs à identifier l'impact d'un changement. • Le système immunitaire est une métaphore intéressante pour la détection des défauts de conception. Les résultats des expériences ont montré que la précision et le rappel de notre approche sont comparables ou supérieurs à ceux des approches existantes.

Impacts and Detection of Design Smells

Les changements sont faits de façon continue dans le code source des logiciels pour prendre en compte les besoins des clients et corriger les fautes. Les changements continus peuvent conduire aux défauts de code et de conception. Les défauts de conception sont des mauvaises solutions à des problèmes récurrents de conception ou d’implémentation, généralement dans le développement orienté objet. Au cours des activités de compréhension et de changement et en raison du temps d’accès au marché, du manque de compréhension, et de leur expérience, les développeurs ne peuvent pas toujours suivre les normes de conception et les techniques de codage comme les patrons de conception. Par conséquent, ils introduisent des défauts de conception dans leurs systèmes. Dans la littérature, plusieurs auteurs ont fait valoir que les défauts de conception rendent les systèmes orientés objet plus difficile à comprendre, plus sujets aux fautes, et plus difficiles à changer que les systèmes sans les défauts de conception. Pourtant, seulement quelques-uns de ces auteurs ont fait une étude empirique sur l’impact des défauts de conception sur la compréhension et aucun d’entre eux n’a étudié l’impact des défauts de conception sur l’effort des développeurs pour corriger les fautes. Dans cette thèse, nous proposons trois principales contributions. La première contribution est une étude empirique pour apporter des preuves de l’impact des défauts de conception sur la compréhension et le changement. Nous concevons et effectuons deux expériences avec 59 sujets, afin d’évaluer l’impact de la composition de deux occurrences de Blob ou deux occurrences de spaghetti code sur la performance des développeurs effectuant des tâches de compréhension et de changement. Nous mesurons la performance des développeurs en utilisant: (1) l’indice de charge de travail de la NASA pour leurs efforts, (2) le temps qu’ils ont passé dans l’accomplissement de leurs tâches, et (3) les pourcentages de bonnes réponses. Les résultats des deux expériences ont montré que deux occurrences de Blob ou de spaghetti code sont un obstacle significatif pour la performance des développeurs lors de tâches de compréhension et de changement. Les résultats obtenus justifient les recherches antérieures sur la spécification et la détection des défauts de conception. Les équipes de développement de logiciels doivent mettre en garde les développeurs contre le nombre élevé d’occurrences de défauts de conception et recommander des refactorisations à chaque étape du processus de développement pour supprimer ces défauts de conception quand c’est possible. Dans la deuxième contribution, nous étudions la relation entre les défauts de conception et les fautes. Nous étudions l’impact de la présence des défauts de conception sur l’effort nécessaire pour corriger les fautes. Nous mesurons l’effort pour corriger les fautes à l’aide de trois indicateurs: (1) la durée de la période de correction, (2) le nombre de champs et méthodes touchés par la correction des fautes et (3) l’entropie des corrections de fautes dans le code-source. Nous menons une étude empirique avec 12 défauts de conception détectés dans 54 versions de quatre systèmes: ArgoUML, Eclipse, Mylyn, et Rhino. Nos résultats ont montré que la durée de la période de correction est plus longue pour les fautes impliquant des classes avec des défauts de conception. En outre, la correction des fautes dans les classes avec des défauts de conception fait changer plus de fichiers, plus les champs et des méthodes. Nous avons également observé que, après la correction d’une faute, le nombre d’occurrences de défauts de conception dans les classes impliquées dans la correction de la faute diminue. Comprendre l’impact des défauts de conception sur l’effort des développeurs pour corriger les fautes est important afin d’aider les équipes de développement pour mieux évaluer et prévoir l’impact de leurs décisions de conception et donc canaliser leurs efforts pour améliorer la qualité de leurs systèmes. Les équipes de développement doivent contrôler et supprimer les défauts de conception de leurs systèmes car ils sont susceptibles d’augmenter les efforts de changement. La troisième contribution concerne la détection des défauts de conception. Pendant les activités de maintenance, il est important de disposer d’un outil capable de détecter les défauts de conception de façon incrémentale et itérative. Ce processus de détection incrémentale et itérative pourrait réduire les coûts, les efforts et les ressources en permettant aux praticiens d’identifier et de prendre en compte les occurrences de défauts de conception comme ils les trouvent lors de la compréhension et des changements. Les chercheurs ont proposé des approches pour détecter les occurrences de défauts de conception, mais ces approches ont actuellement quatre limites: (1) elles nécessitent une connaissance approfondie des défauts de conception, (2) elles ont une précision et un rappel limités, (3) elles ne sont pas itératives et incrémentales et (4) elles ne peuvent pas être appliquées sur des sous-ensembles de systèmes. Pour surmonter ces limitations, nous introduisons SMURF, une nouvelle approche pour détecter les défauts de conception, basé sur une technique d’apprentissage automatique — machines à vecteur de support — et prenant en compte les retours des praticiens. Grâce à une étude empirique portant sur trois systèmes et quatre défauts de conception, nous avons montré que la précision et le rappel de SMURF sont supérieurs à ceux de DETEX et BDTEX lors de la détection des occurrences de défauts de conception. Nous avons également montré que SMURF peut être appliqué à la fois dans les configurations intra-système et inter-système. Enfin, nous avons montré que la précision et le rappel de SMURF sont améliorés quand on prend en compte les retours des praticiens.