Studying the laws of software evolution in a long-lived FLOSS project

ome free, open-source software projects have been around for quite a long time, the longest living ones dating from the early 1980s. For some of them, detailed information about their evolution is available in source code management systems tracking all their code changes for periods of more than 15 years. This paper examines in detail the evolution of one of such projects, glibc, with the main aim of understanding how it evolved and how it matched Lehman's laws of software evolution. As a result, we have developed a methodology for studying the evolution of such long-lived projects based on the information in their source code management repository, described in detail several aspects of the history of glibc, including some activity and size metrics, and found how some of the laws of software evolution may not hold in this case

Evolution in software systems: foundations of the SPE classification scheme

The SPE taxonomy of evolving software systems, first proposed by Lehman in 1980, is re-examined in this work. The primary concepts of software evolution are related to generic theories of evolution, particularly Dawkins' concept of a replicator, to the hermeneutic tradition in philosophy and to Kuhn's concept of paradigm. These concepts provide the foundations that are needed for understanding the phenomenon of software evolution and for refining the definitions of the SPE categories. In particular, this work argues that a software system should be defined as of type P if its controlling stakeholders have made a strategic decision that the system must comply with a single paradigm in its representation of domain knowledge. The proposed refinement of SPE is expected to provide a more productive basis for developing testable hypotheses and models about possible differences in the evolution of E- and P-type systems than is provided by the original scheme. Copyright (C) 2005 John Wiley & Sons, Ltd.

Modification and Developer Metrics at the Function Level: Metrics for the Study of the Evolution of a Software Project

Software evolution, and particularly its growth, has been mainly studied at the file (also sometimes referred as module) level. In this paper we propose to move from the physical towards a level that includes semantic information by using functions or methods for measuring the evolution of a software system. We point out that use of functions-based metrics has many advantages over the use of files or lines of code. We demonstrate our approach with an empirical study of two Free/Open Source projects: a community-driven project, Apache, and a company-led project, Novell Evolution. We discovered that most functions never change; when they do their number of modifications is correlated with their size, and that very few authors who modify each; finally we show that the departure of a developer from a software project slows the evolution of the functions that she authored.

Improving globally distributed software development and support processes - A workflow view

We propose a new approach and related indicators for globally distributed software support and development based on a 3-year process improvement project in a globally distributed engineering company. The company develops, delivers and supports a complex software system with tailored hardware components and unique end-customer installations. By applying the domain knowledge from operations management on lead time reduction and its multiple benefits to process performance, the workflows of globally distributed software development and multitier support processes were measured and monitored throughout the company. The results show that the global end-to-end process visibility and centrally managed reporting at all levels of the organization catalyzed a change process toward significantly better performance. Due to the new performance indicators based on lead times and their variation with fixed control procedures, the case company was able to report faster bug-fixing cycle times, improved response times and generally better customer satisfaction in its global operations. In all, lead times to implement new features and to respond to customer issues and requests were reduced by 50%.

AURA : a hybrid approach to identify framework evolution

Les cadriciels et les bibliothèques sont indispensables aux systèmes logiciels d'aujourd'hui. Quand ils évoluent, il est souvent fastidieux et coûteux pour les développeurs de faire la mise à jour de leur code. Par conséquent, des approches ont été proposées pour aider les développeurs à migrer leur code. Généralement, ces approches ne peuvent identifier automatiquement les règles de modification une-remplacée-par-plusieurs méthodes et plusieurs-remplacées-par-une méthode. De plus, elles font souvent un compromis entre rappel et précision dans leur résultats en utilisant un ou plusieurs seuils expérimentaux. Nous présentons AURA (AUtomatic change Rule Assistant), une nouvelle approche hybride qui combine call dependency analysis et text similarity analysis pour surmonter ces limitations. Nous avons implanté AURA en Java et comparé ses résultats sur cinq cadriciels avec trois approches précédentes par Dagenais et Robillard, M. Kim et al., et Schäfer et al. Les résultats de cette comparaison montrent que, en moyenne, le rappel de AURA est 53,07% plus que celui des autre approches avec une précision similaire (0,10% en moins).

Modelling software quality : a multidimensional approach

Les sociétés modernes dépendent de plus en plus sur les systèmes informatiques et ainsi, il y a de plus en plus de pression sur les équipes de développement pour produire des logiciels de bonne qualité. Plusieurs compagnies utilisent des modèles de qualité, des suites de programmes qui analysent et évaluent la qualité d'autres programmes, mais la construction de modèles de qualité est difficile parce qu'il existe plusieurs questions qui n'ont pas été répondues dans la littérature. Nous avons étudié les pratiques de modélisation de la qualité auprès d'une grande entreprise et avons identifié les trois dimensions où une recherche additionnelle est désirable : Le support de la subjectivité de la qualité, les techniques pour faire le suivi de la qualité lors de l'évolution des logiciels, et la composition de la qualité entre différents niveaux d'abstraction. Concernant la subjectivité, nous avons proposé l'utilisation de modèles bayésiens parce qu'ils sont capables de traiter des données ambiguës. Nous avons appliqué nos modèles au problème de la détection des défauts de conception. Dans une étude de deux logiciels libres, nous avons trouvé que notre approche est supérieure aux techniques décrites dans l'état de l'art, qui sont basées sur des règles. Pour supporter l'évolution des logiciels, nous avons considéré que les scores produits par un modèle de qualité sont des signaux qui peuvent être analysés en utilisant des techniques d'exploration de données pour identifier des patrons d'évolution de la qualité. Nous avons étudié comment les défauts de conception apparaissent et disparaissent des logiciels. Un logiciel est typiquement conçu comme une hiérarchie de composants, mais les modèles de qualité ne tiennent pas compte de cette organisation. Dans la dernière partie de la dissertation, nous présentons un modèle de qualité à deux niveaux. Ces modèles ont trois parties: un modèle au niveau du composant, un modèle qui évalue l'importance de chacun des composants, et un autre qui évalue la qualité d'un composé en combinant la qualité de ses composants. L'approche a été testée sur la prédiction de classes à fort changement à partir de la qualité des méthodes. Nous avons trouvé que nos modèles à deux niveaux permettent une meilleure identification des classes à fort changement. Pour terminer, nous avons appliqué nos modèles à deux niveaux pour l'évaluation de la navigabilité des sites web à partir de la qualité des pages. Nos modèles étaient capables de distinguer entre des sites de très bonne qualité et des sites choisis aléatoirement. Au cours de la dissertation, nous présentons non seulement des problèmes théoriques et leurs solutions, mais nous avons également mené des expériences pour démontrer les avantages et les limitations de nos solutions. Nos résultats indiquent qu'on peut espérer améliorer l'état de l'art dans les trois dimensions présentées. En particulier, notre travail sur la composition de la qualité et la modélisation de l'importance est le premier à cibler ce problème. Nous croyons que nos modèles à deux niveaux sont un point de départ intéressant pour des travaux de recherche plus approfondis.

A unified framework for the comprehension of software's time dimension

Les logiciels sont de plus en plus complexes et leur développement est souvent fait par des équipes dispersées et changeantes. Par ailleurs, de nos jours, la majorité des logiciels sont recyclés au lieu d’être développés à partir de zéro. La tâche de compréhension, inhérente aux tâches de maintenance, consiste à analyser plusieurs dimensions du logiciel en parallèle. La dimension temps intervient à deux niveaux dans le logiciel : il change durant son évolution et durant son exécution. Ces changements prennent un sens particulier quand ils sont analysés avec d’autres dimensions du logiciel. L’analyse de données multidimensionnelles est un problème difficile à résoudre. Cependant, certaines méthodes permettent de contourner cette difficulté. Ainsi, les approches semi-automatiques, comme la visualisation du logiciel, permettent à l’usager d’intervenir durant l’analyse pour explorer et guider la recherche d’informations. Dans une première étape de la thèse, nous appliquons des techniques de visualisation pour mieux comprendre la dynamique des logiciels pendant l’évolution et l’exécution. Les changements dans le temps sont représentés par des heat maps. Ainsi, nous utilisons la même représentation graphique pour visualiser les changements pendant l’évolution et ceux pendant l’exécution. Une autre catégorie d’approches, qui permettent de comprendre certains aspects dynamiques du logiciel, concerne l’utilisation d’heuristiques. Dans une seconde étape de la thèse, nous nous intéressons à l’identification des phases pendant l’évolution ou pendant l’exécution en utilisant la même approche. Dans ce contexte, la prémisse est qu’il existe une cohérence inhérente dans les évènements, qui permet d’isoler des sous-ensembles comme des phases. Cette hypothèse de cohérence est ensuite définie spécifiquement pour les évènements de changements de code (évolution) ou de changements d’état (exécution). L’objectif de la thèse est d’étudier l’unification de ces deux dimensions du temps que sont l’évolution et l’exécution. Ceci s’inscrit dans notre volonté de rapprocher les deux domaines de recherche qui s’intéressent à une même catégorie de problèmes, mais selon deux perspectives différentes.

A simulation model of self-organising evolvability in software systems

The evolvability of a software artifact is its capacity for producing heritable or reusable variants; the inverse quality is the artifact's inertia or resistance to evolutionary change. Evolvability in software systems may arise from engineering and/or self-organising processes. We describe our 'Conditional Growth' simulation model of software evolution and show how, it can be used to investigate evolvability from a self-organisation perspective. The model is derived from the Bak-Sneppen family of 'self-organised criticality' simulations. It shows good qualitative agreement with Lehman's 'laws of software evolution' and reproduces phenomena that have been observed empirically. The model suggests interesting predictions about the dynamics of evolvability and implies that much of the observed variability in software evolution can be accounted for by comparatively simple self-organising processes.

Squid impact analyser: uma ferramenta para análise de impacto de mudança em linhas de produto de software

Software Products Lines (SPL) is a software engineering approach to developing software system families that share common features and differ in other features according to the requested software systems. The adoption of the SPL approach can promote several benefits such as cost reduction, product quality, productivity, and time to market. On the other hand, the SPL approach brings new challenges to the software evolution that must be considered. Recent research work has explored and proposed automated approaches based on code analysis and traceability techniques for change impact analysis in the context of SPL development. There are existing limitations concerning these approaches such as the customization of the analysis functionalities to address different strategies for change impact analysis, and the change impact analysis of fine-grained variability. This dissertation proposes a change impact analysis tool for SPL development, called Squid Impact Analyzer. The tool allows the implementation of change impact analysis based on information from variability modeling, mapping of variability to code assets, and existing dependency relationships between code assets. An assessment of the tool is conducted through an experiment that compare the change impact analysis results provided by the tool with real changes applied to several evolution releases from a SPL for media management in mobile devices

The Small Project Observatory: Visualizing Software Ecosystems

Software evolution research has focused mostly on analyzing the evolution of single software systems. However, it is rarely the case that a project exists as standalone, independent of others. Rather, projects exist in parallel within larger contexts in companies, research groups or even the open-source communities. We call these contexts software ecosystems, and on this paper we present The Small Project Observatory, a prototype tool which aims to support the analysis of project ecosystems through interactive visualization and exploration. We present a case-study of exploring an ecosystem using our tool, we describe about the architecture of the tool, and we distill the lessons learned during the tool-building experience.

Some framework ideas for software engineering education

This paper presents various ideas aimed at improving the conceptual framework for Software Engineering Education. They are centered on gradually seeing Software Engineering through a 3-p (problem-process-product), a 4-p (people (producars)-problem,process,product) and a 5-p (people (producers)-"problem, process, product, people (users)diagram. These diagrams include concepts such as the rate of change of a problem, the relational complexity of a problem, triphase processes with dominant phases, degrees of software evolution,levels of complexity (with the recognition of disorganized complexity), among others.

Explora: Infrastructure for Scaling Up Software Visualisation to Corpora

Visualisation provides good support for software analysis. It copes with the intangible nature of software by providing concrete representations of it. By reducing the complexity of software, visualisations are especially useful when dealing with large amounts of code. One domain that usually deals with large amounts of source code data is empirical analysis. Although there are many tools for analysis and visualisation, they do not cope well software corpora. In this paper we present Explora, an infrastructure that is specifically targeted at visualising corpora. We report on early results when conducting a sample analysis on Smalltalk and Java corpora.