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.

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.

Analysing artefacts dependencies to evolving software systems

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. Lorsque les logiciels évoluent, leurs architectures ont tendance à se dégrader et deviennent moins adaptables aux nouvelles spécifications des utilisateurs. En effet, les architectures de ces logiciels deviennent plus complexes et plus difficiles à maintenir à cause des nombreuses dépendances entre les artefacts. Par conséquent, les développeurs doivent comprendre les dépendances entre les artefacts des logiciels pour prendre des mesures proactives qui facilitent les futurs changements et ralentissent la dégradation des architectures des logiciels. D'une part, le maintien d'un logiciel sans la compréhension des les dépendances entre ses artefacts peut conduire à l'introduction de défauts. D'autre part, lorsque les développeurs manquent de connaissances sur l'impact de leurs activités de maintenance, ils peuvent introduire des défauts de conception, qui ont un impact négatif sur l'évolution du logiciel. Ainsi, les développeurs ont besoin de mécanismes pour comprendre comment le changement d'un artefact impacte le reste du logiciel. Dans cette thèse, nous proposons trois contributions principales : La spécification de deux nouveaux patrons de changement et leurs utilisations pour fournir aux développeurs des informations utiles concernant les dépendances de co-changement. La spécification de la relation entre les patrons d'évolutions des artefacts et les fautes. La découverte de la relation entre les dépendances des anti-patrons et la prédisposition des différentes composantes d'un logiciel aux fautes.

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.

Using open source software for digital libraries A case study of CUSAT

The purpose of this paper is to describe the design and development of a digital library at Cochin University of Science and Technology (CUSAT), India, using DSpace open source software. The study covers the structure, contents and usage of CUSAT digital library. Design/methodology/approach – This paper examines the possibilities of applying open source in libraries. An evaluative approach is carried out to explore the features of the CUSAT digital library. The Google Analytics service is employed to measure the amount of use of digital library by users across the world. Findings – CUSAT has successfully applied DSpace open source software for building a digital library. The digital library has had visits from 78 countries, with the major share from India. The distribution of documents in the digital library is uneven. Past exam question papers share the major part of the collection. The number of research papers, articles and rare documents is less. Originality/value – The study is the first of its type that tries to understand digital library design and development using DSpace open source software in a university environment with a focus on the analysis of distribution of items and measuring the value by usage statistics employing the Google Analytics service. The digital library model can be useful for designing similar systems

Wiki Software Comparison (eHandbook)

Comparison of brand-leading 'Wiki' sofware packages with respect to implementation of Wiki-style electronic resource for handbooks.

Encuesta sobre evaluaci??n del profesorado : selecci??n de un plan de muestreo utilizando el software Posdem

Es necesario analizar la poblaci??n bajo el enfoque de los modelos de superpoblaci??n, esto es asigando a la poblaci??n marco un determinado grado de aleatoriedad e introduciendo el mismo en el modelo de selecci??n de m??todos. Investigadores o estudiantes, no expertos en muestreo, pueden utilizar POSDEM para evaluar los m??todos de muestreo sistem??tico o con probabilidades proporcionales al tama??o que mejor se adapten al marco de una investigaci??n determinada. Este software se puede usar en proyectos de investigaci??n, con fines educativos y en el trabajo de campo de encuestas por muestreo. Incorpora un programa de ordenador un conocimiento experto sobre una t??cnica estad??stica que en muchas ocasiones se encuentra lejos del ??rea de inter??s del investigador, pero que resulta crucial para que sus interferencias sean precisas.

Teachers as researchers and teachers as software developers: how use-case analysis helps build better educational software

A series of government initiatives has raised both the profile of ICT in the curriculum and the expectation that high quality teaching and learning resources will be accessible across electronic networks. In order for e-learning resources such as websites to have the maximum educational impact, teachers need to be involved in their design and development. Use-case analysis provides a means of defining user requirements and other constraints in such a way that software developers can produce e-learning resources which reflect teachers' professional knowledge and support their classroom practice. It has some features in common with the participatory action research used to develop other aspects of classroom practice. Two case-studies are presented: one involves the development of an on-line resource centred on transcripts of original historical documents; the other describes how 'Learning how to Learn', a major, distributed research project funded under the ESRC Teaching and Learning Research Programme is using use-case analysis to develop web resources and services.

EXPLOITING A GENERIC APPROACH TO CONSTRUCT COMPONENT-BASED SYSTEMS SOFTWARE IN LINUX ENVIRONMENTS

Component-based software engineering has recently emerged as a promising solution to the development of system-level software. Unfortunately, current approaches are limited to specific platforms and domains. This lack of generality is particularly problematic as it prevents knowledge sharing and generally drives development costs up. In the past, we have developed a generic approach to component-based software engineering for system-level software called OpenCom. In this paper, we present OpenComL an instantiation of OpenCom to Linux environments and show how it can be profiled to meet a range of system-level software in Linux environments. For this, we demonstrate its application to constructing a programmable router platform and a middleware for parallel environments.

Scheduling Grid Applications with Software Requirements

The aim of task scheduling is to minimize the makespan of applications, exploiting the best possible way to use shared resources. Applications have requirements which call for customized environments for their execution. One way to provide such environments is to use virtualization on demand. This paper presents two schedulers based on integer linear programming which schedule virtual machines (VMs) in grid resources and tasks on these VMs. The schedulers differ from previous work by the joint scheduling of tasks and VMs and by considering the impact of the available bandwidth on the quality of the schedule. Experiments show the efficacy of the schedulers in scenarios with different network configurations.

Software maintenance project delays prediction using Bayesian Networks

Managing software maintenance is rarely a precise task due to uncertainties concerned with resources and services descriptions. Even when a well-established maintenance process is followed, the risk of delaying tasks remains if the new services are not precisely described or when resources change during process execution. Also, the delay of a task at an early process stage may represent a different delay at the end of the process, depending on complexity or services reliability requirements. This paper presents a knowledge-based representation (Bayesian Networks) for maintenance project delays based on specialists experience and a corresponding tool to help in managing software maintenance projects. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Web-TRECS: teaching electronic commerce

Effective Electronic Commerce (e-Commerce) education for students in such disciplines as Management Information Systems, Accounting and Marketing is paramount. This is because organisations globally need people who are skilled in e-Commerce, from a technical and/or organisational perspective, so that the firms can take advantage of such technologies as the Web. The challenge for business and e-Commerce educators, therefore, is the development of teaching tools and environments which provide tertiary students and business people with practically-based opportunities for learning about the potential of e-Commerce. Business simulation approaches to e-Commerce education are a particularly effective way in which to provide students with these pedagogic opportunities. This paper provides an overview of a Web-based e-Commerce business simulation called Web-TRECS (Teaching Realistic Electronic Commerce Solutions). It then describes how the software components of Web-TRECS have been designed to form the e-Commerce teaching tool. The paper then discusses how Web-TRECS could be used to teach a range of e-Commerce concepts and skills, based on six years of research into the use of e-Commerce business simulations. The paper finally concludes by outlining our future research plans to extend Web-TRECS so that additional e-Commerce concepts and skills might be taught using this tool.

Some unusual applications of the `Error-bar` feature in Excel spreadsheets

This paper demonstrates how the "error-bar" feature can be used to extend the utility of "worldware" spreadsheet packages in producing high-quality graphs for university teaching and learning, and for research. To further utilize the advantages of spreadsheets in university education, this paper seeks to overcome some of the earlier reservations about the lack of scientific plotting capabilities of spreadsheet applications. Specific examples of educational material in the areas of enzyme kinetics, vibrational spectroscopy, vibronic spectroscopy, and mass spectrometry are discussed. It is argued that, where practical, university educators should use "worldware" packages to prepare teaching aids, since these would better prepare their students for future employment. The use of software features for purposes that were not envisioned by the programmers has additional educational benefits in fostering flexibility and innovation. Other graphing packages can also use the "error-bar" feature in a manner similar to that described here for Excel.

The need for best practice standards in electronic governance of patient medical records to facilitate innovation

Background : Optimising the use of electronic data offers many opportunities to health services, particularly in rural and remote areas. These include reducing the effect of distance on access to clinical information and sharing information where there are multiple service providers for a single patient. The increasing compilation of large electronic databases of patient information and the ease with which electronic information can be transferred has raised concerns about the privacy and confidentiality of such records.
Aims & rationale/Objectives : This review aims to identify legal and ethical standards for areas of electronic governance where a lack of clarity may currently impede innovation in health service delivery.
Methods : This paper describes best practices for storage and transfer of electronic patient data based on an examination of Australian legislative requirements and a review of a number of current models. This will firstly allow us to identify basic legal requirements of electronic governance as well as areas of ambiguity not fully addressed by legislation. An examination of current models will suggest recommendations for best practice in areas lacking sufficient legal guidance.
Principal findings : We have identified the following four areas of importance, and shall discuss relevant details:
1) Patients' right of ownership to electronic patient records. 2) Custodial issues with data stored in centralised health care institutions 3) IT Security, including hierarchical level access, data encryption, data transfer standards and physical security 4) Software applications usage.
Discussion : Our examination of several models of best practice for the transfer of electronic patient data, both in Australia and internationally, identifies and clarifies many unresolved issues of electronic governance. This paper will also inform future policy in this area.
Implications : Clarification will facilitate the future development of beneficial technology-based innovations by rural health services.
Presentation type : Poster