data transformation and attribute subset selection: do they help make differences in software failure prediction?

IEEE, IEEE Comp Soc, Tech Council Software Engn

a fuzzy-based method for evaluating the trustworthiness of software processes

University of Paderborn; Fraunhofer Inst. Exp. Softw. Eng. (IESE); Chinese Academy of Science (ISCAS)

A Mono- and Multi-objective Approach for Recommending Software Refactoring

Les systèmes logiciels sont devenus de plus en plus répondus et importants dans notre société. Ainsi, il y a un besoin constant de logiciels de haute qualité. Pour améliorer la qualité de logiciels, l’une des techniques les plus utilisées est le refactoring qui sert à améliorer la structure d'un programme tout en préservant son comportement externe. Le refactoring promet, s'il est appliqué convenablement, à améliorer la compréhensibilité, la maintenabilité et l'extensibilité du logiciel tout en améliorant la productivité des programmeurs. En général, le refactoring pourra s’appliquer au niveau de spécification, conception ou code. Cette thèse porte sur l'automatisation de processus de recommandation de refactoring, au niveau code, s’appliquant en deux étapes principales: 1) la détection des fragments de code qui devraient être améliorés (e.g., les défauts de conception), et 2) l'identification des solutions de refactoring à appliquer. Pour la première étape, nous traduisons des régularités qui peuvent être trouvés dans des exemples de défauts de conception. Nous utilisons un algorithme génétique pour générer automatiquement des règles de détection à partir des exemples de défauts. Pour la deuxième étape, nous introduisons une approche se basant sur une recherche heuristique. Le processus consiste à trouver la séquence optimale d'opérations de refactoring permettant d'améliorer la qualité du logiciel en minimisant le nombre de défauts tout en priorisant les instances les plus critiques. De plus, nous explorons d'autres objectifs à optimiser: le nombre de changements requis pour appliquer la solution de refactoring, la préservation de la sémantique, et la consistance avec l’historique de changements. Ainsi, réduire le nombre de changements permets de garder autant que possible avec la conception initiale. La préservation de la sémantique assure que le programme restructuré est sémantiquement cohérent. De plus, nous utilisons l'historique de changement pour suggérer de nouveaux refactorings dans des contextes similaires. En outre, nous introduisons une approche multi-objective pour améliorer les attributs de qualité du logiciel (la flexibilité, la maintenabilité, etc.), fixer les « mauvaises » pratiques de conception (défauts de conception), tout en introduisant les « bonnes » pratiques de conception (patrons de conception).

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.

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.

The Impact of Software Evolution on Code Coverage Information

Many tools and techniques for addressing software maintenance problems rely on code coverage information. Often, this coverage information is gathered for a specific version of a software system, and then used to perform analyses on subsequent versions of that system without being recalculated. As a software system evolves, however, modifications to the software alter the software’s behavior on particular inputs, and code coverage information gathered on earlier versions of a program may not accurately reflect the coverage that would be obtained on later versions. This discrepancy may affect the success of analyses dependent on code coverage information. Despite the importance of coverage information in various analyses, in our search of the literature we find no studies specifically examining the impact of software evolution on code coverage information. Therefore, we conducted empirical studies to examine this impact. The results of our studies suggest that even relatively small modifications can greatly affect code coverage information, and that the degree of impact of change on coverage may be difficult to predict.

Software Cartography: Thematic Software Visualization with Consistent Layout

Software visualizations can provide a concise overview of a complex software system. Unfortunately, as software has no physical shape, there is no `natural' mapping of software to a two-dimensional space. As a consequence most visualizations tend to use a layout in which position and distance have no meaning, and consequently layout typically diverges from one visualization to another. We propose an approach to consistent layout for software visualization, called Software Cartography, in which the position of a software artifact reflects its vocabulary, and distance corresponds to similarity of vocabulary. We use Latent Semantic Indexing (LSI) to map software artifacts to a vector space, and then use Multidimensional Scaling (MDS) to map this vector space down to two dimensions. The resulting consistent layout allows us to develop a variety of thematic software maps that express very different aspects of software while making it easy to compare them. The approach is especially suitable for comparing views of evolving software, as the vocabulary of software artifacts tends to be stable over time. We present a prototype implementation of Software Cartography, and illustrate its use with practical examples from numerous open-source case studies.

Analyzing Software Evolution through Feature Views

Features encapsulate the domain knowledge of a software system and thus are valuable sources of information for a reverse engineer. When analyzing the evolution of a system, we need to know how and which features were modified to recover both the change intention and its extent, namely which source artifacts are affected. Typically, the implementation of a feature crosscuts a number of source artifacts. To obtain a mapping between features to the source artifacts, we exercise the features and capture their execution traces. However this results in large traces that are difficult to interpret. To tackle this issue we compact the traces into simple sets of source artifacts that participate in a feature's runtime behavior. We refer to these compacted traces as feature views. Within a feature view, we partition the source artifacts into disjoint sets of characterized software entities. The characterization defines the level of participation of a source entity in the features. We then analyze the features over several versions of a system and we plot their evolution to reveal how and hich features were affected by changes in the code. We show the usefulness of our approach by applying it to a case study where we address the problem of merging parallel development tracks of the same system.