The software-cycle model for re-engineering and reuse

This paper reports on the progress of a study which will contribute to our ability to perform high-level, component-based programming by describing means to obtain useful components, methods for the configuration and integration of those components, and an underlying economic model of the costs and benefits associated with this approach to reuse. One goal of the study is to develop and demonstrate methods to recover reusable components from domain-specific software through a combination of tools, to perform the identification, extraction, and re-engineering of components, and domain experts, to direct the applications of those tools. A second goal of the study is to enable the reuse of those components by identifying techniques for configuring and recombining the re-engineered software. This component-recovery or software-cycle model addresses not only the selection and re-engineering of components, but also their recombination into new programs. Once a model of reuse activities has been developed, the quantification of the costs and benefits of various reuse options will enable the development of an adaptable economic model of reuse, which is the principal goal of the overall study. This paper reports on the conception of the software-cycle model and on several supporting techniques of software recovery, measurement, and reuse which will lead to the development of the desired economic model

Assessing architectural evolution: A case study

This is the post-print version of the Article. The official published can be accessed from the link below - Copyright @ 2011 SpringerThis paper proposes to use a historical perspective on generic laws, principles, and guidelines, like Lehman’s software evolution laws and Martin’s design principles, in order to achieve a multi-faceted process and structural assessment of a system’s architectural evolution. We present a simple structural model with associated historical metrics and visualizations that could form part of an architect’s dashboard. We perform such an assessment for the Eclipse SDK, as a case study of a large, complex, and long-lived system for which sustained effective architectural evolution is paramount. The twofold aim of checking generic principles on a well-know system is, on the one hand, to see whether there are certain lessons that could be learned for best practice of architectural evolution, and on the other hand to get more insights about the applicability of such principles. We find that while the Eclipse SDK does follow several of the laws and principles, there are some deviations, and we discuss areas of architectural improvement and limitations of the assessment approach

An Automated System for the Assessment and Ranking of Domain Ontologies

As the number of intelligent software applications and the number of semantic websites continue to expand, ontologies are needed to formalize shared terms. Often it is necessary to either find a previously used ontology for a particular purpose, or to develop a new one to meet a specific need. Because of the challenge involved in creating a new ontology from scratch, the latter option is often preferable. The ability of a user to select an appropriate, high-quality domain ontology from a set of available options would be most useful in knowledge engineering and in developing intelligent applications. Being able to assess an ontology\u27s quality and suitability is also important when an ontology is developed from the beginning. These capabilities, however, require good quality assessment mechanisms as well as automated support when there are a large number of ontologies from which to make a selection. This thesis provides an in-depth analysis of the current research in domain ontology evaluation, including the development of a taxonomy to categorize the numerous directions the research has taken. Based on the lessons learned from the literature review, an approach to the automatic assessment of domain ontologies is selected and a suite of ontology quality assessment metrics grounded in semiotic theory is presented. The metrics are implemented in a Domain Ontology Rating System (DoORS), which is made available as an open source web application. An additional framework is developed that would incorporate this rating system as part of a larger system to find ontology libraries on the web, retrieve ontologies from them, and assess them to select the best ontology for a particular task. An empirical evaluation in four phases shows the usefulness of the work, including a more stringent evaluation of the metrics that assess how well an ontology fits its domain and how well an ontology is regarded within its community of users

Package Fingerprint: a visual summary of package interfaces and relationships

International audienceContext: Object-oriented languages such as Java, Smalltalk, and C++ structure their programs using packages. Maintainers of large systems need to understand how packages relate to each other, but this task is complex because packages often have multiple clients and play different roles (class container, code ownership. . . ). Several approaches have been proposed, among which the use of cohesion and coupling metrics. Such metrics help identify candidate packages for restructuring; however, they do not help maintainers actually understand the structure and interrelation- ships between packages. Objectives: In this paper, we use pre-attentive processing as the basis for package visualization and see to what extent it could be used in package understanding. Method: We present the package fingerprint, a 2D visualization of the references made to and from a package. The proposed visualization offers a semantically rich, but compact and zoomable views centered on packages. We focus on two views (incoming and outgoing references) that help users understand how the package under analysis is used by the system and how it uses the system. Results: We applied these views on four large systems: Squeak, JBoss, Azureus, and ArgoUML. We obtained several interesting results, among which, the identification of a set of recurring visual patterns that help maintainers: (a) more easily identify the role of and the way a package is used within the system (e.g., the package under analysis provides a set of layered services), and, (b) detect either problematic situations (e.g., a single package that groups together a large number of basic services) or opportunities for better package restructuring (e.g., removing cyclic dependencies among packages). The visualization generally scaled well and the detection of different patterns was always possible. Conclusion: The proposed visualizations and patterns proved to be useful in understanding and maintaining the different systems we addressed. To generalize to other contexts and systems, a real user study is required

Ontology of core data mining entities

In this article, we present OntoDM-core, an ontology of core data mining entities. OntoDM-core defines themost essential datamining entities in a three-layered ontological structure comprising of a specification, an implementation and an application layer. It provides a representational framework for the description of mining structured data, and in addition provides taxonomies of datasets, data mining tasks, generalizations, data mining algorithms and constraints, based on the type of data. OntoDM-core is designed to support a wide range of applications/use cases, such as semantic annotation of data mining algorithms, datasets and results; annotation of QSAR studies in the context of drug discovery investigations; and disambiguation of terms in text mining. The ontology has been thoroughly assessed following the practices in ontology engineering, is fully interoperable with many domain resources and is easy to extend

Software quality attribute measurement and analysis based on class diagram metrics

Software quality measurement lies at the heart of the quality engineering process. Quality measurement for object-oriented artifacts has become the key for ensuring high quality software. Both researchers and practitioners are interested in measuring software product quality for improvement. It has recently become more important to consider the quality of products at the early phases, especially at the design level to ensure that the coding and testing would be conducted more quickly and accurately. The research work on measuring quality at the design level progressed in a number of steps. The first step was to discover the correct set of metrics to measure design elements at the design level. Chidamber and Kemerer (C&K) formulated the first suite of OO metrics. Other researchers extended on this suite and provided additional metrics. The next step was to collect these metrics by using software tools. A number of tools were developed to measure the different suites of metrics; some represent their measurements in the form of ordinary numbers, others represent them in 3D visual form. In recent years, researchers developed software quality models which went a bit further by computing quality attributes from collected design metrics. In this research we extended on the software quality modelers’ work by adding a quality attribute prioritization scheme and a design metric analysis layer. Our work is all focused on the class diagram, the most fundamental constituent in any object oriented design. Using earlier researchers’ work, we extract a class diagram’s metrics and compute its quality attributes. We then analyze the results and inform the user. We present our figures and observations in the form of an analysis report. Our target user could be a project manager or a software quality engineer or a developer who needs to improve the class diagram’s quality. We closely examine the design metrics that affect quality attributes. We pinpoint the weaknesses in the class diagram, based on these metrics, inform the user about the problems that emerged from these classes, and advice him/her as to how he/she can go about improving the overall design quality. We consider the six basic quality attributes: “Reusability”, “Functionality”, “Understandability”, “Flexibility”, “Extendibility”, and “Effectiveness” of the whole class diagram. We allow the user to set priorities on these quality attributes in a sequential manner based on his/her requirements. Using a geometric series, we calculate a weighted average value for the arranged list of quality attributes. This weighted average value indicates the overall quality of the product, the class diagram. Our experimental work gave us much insight into the meanings and dependencies between design metrics and quality attributes. This helped us refine our analysis technique and give more concrete observations to the user

Proceedings of Monterey Workshop 2001 Engineering Automation for Sofware Intensive System Integration

The 2001 Monterey Workshop on Engineering Automation for Software Intensive System Integration was sponsored by the Office of Naval Research, Air Force Office of Scientific Research, Army Research Office and the Defense Advance Research Projects Agency. It is our pleasure to thank the workshop advisory and sponsors for their vision of a principled engineering solution for software and for their many-year tireless effort in supporting a series of workshops to bring everyone together.This workshop is the 8 in a series of International workshops. The workshop was held in Monterey Beach Hotel, Monterey, California during June 18-22, 2001. The general theme of the workshop has been to present and discuss research works that aims at increasing the practical impact of formal methods for software and systems engineering. The particular focus of this workshop was "Engineering Automation for Software Intensive System Integration". Previous workshops have been focused on issues including, "Real-time & Concurrent Systems", "Software Merging and Slicing", "Software Evolution", "Software Architecture", "Requirements Targeting Software" and "Modeling Software System Structures in a fastly moving scenario".Office of Naval ResearchAir Force Office of Scientific Research Army Research OfficeDefense Advanced Research Projects AgencyApproved for public release, distribution unlimite

Capturing design process information and rationale to support knowledge-based design and analysis integration

Issued as final reportUnited States. Dept. of Commerc

A Reference Structure for Modular Model-based Analyses

Kontext: In dieser Arbeit haben wir die Evolvierbarkeit, Verständlichkeit und Wiederverwendbarkeit von modellbasierten Analysen untersucht. Darum untersuchten wir die Wechselbeziehungen zwischen Modellen und Analysen, insbesondere die Struktur und Abhängigkeiten von Artefakten und die Dekomposition und Komposition von modellbasierten Analysen. Herausforderungen: Softwareentwickler verwenden Modelle von Softwaresystemen, um die Evolvierbarkeit und Wiederverwendbarkeit eines Architekturentwurfs zu bestimmen. Diese Modelle ermöglichen die Softwarearchitektur zu analysieren, bevor die erste Zeile Code geschreiben wird. Aufgrund evolutionärer Veränderungen sind modellbasierte Analysen jedoch auch anfällig für eine Verschlechterung der Evolvierbarkeit, Verständlichkeit und Wiederverwendbarkeit. Diese Probleme lassen sich auf die Ko-Evolution von Modellierungssprache und Analyse zurückführen. Der Zweck einer Analyse ist die systematische Untersuchung bestimmter Eigenschaften eines zu untersuchenden Systems. Nehmen wir zum Beispiel an, dass Softwareentwickler neue Eigenschaften eines Softwaresystems analysieren wollen. In diesem Fall müssen sie Merkmale der Modellierungssprache und die entsprechenden modellbasierten Analysen anpassen, bevor sie neue Eigenschaften analysieren können. Merkmale in einer modellbasierten Analyse sind z.\,B. eine Analysetechnik, die eine solche Qualitätseigenschaft analysiert. Solche Änderungen führen zu einer erhöhten Komplexität der modellbasierten Analysen und damit zu schwer zu pflegenden modellbasierten Analysen. Diese steigende Komplexität verringert die Verständlichkeit der modellbasierten Analysen. Infolgedessen verlängern sich die Entwicklungszyklen, und die Softwareentwickler benötigen mehr Zeit, um das Softwaresystem an veränderte Anforderungen anzupassen. Stand der Technik: Derzeitige Ansätze ermöglichen die Kopplung von Analysen auf einem System oder über verteilte Systeme hinweg. Diese Ansätze bieten die technische Struktur für die Kopplung von Simulationen, nicht aber eine Struktur wie Komponenten (de)komponiert werden können. Eine weitere Herausforderung beim Komponieren von Analysen ist der Verhaltensaspekt, der sich darin äußert, wie sich die Analysekomponenten gegenseitig beeinflussen. Durch die Synchronisierung jeder beteiligten Simulation erhöht die Modularisierung von Simulationen den Kommunikationsbedarf. Derzeitige Ansätze erlauben es, den Kommunikationsaufwand zu reduzieren; allerdings werden bei diesen Ansätzen die Dekomposition und Komposition dem Benutzer überlassen. Beiträge: Ziel dieser Arbeit ist es, die Evolvierbarkeit, Verständlichkeit und Wiederverwendbarkeit von modellbasierten Analysen zu verbessern. Zu diesem Zweck wird die Referenzarchitektur für domänenspezifische Modellierungssprachen als Grundlage genommen und die Übertragbarkeit der Struktur der Referenzarchitektur auf modellbasierte Analysen untersucht. Die geschichtete Referenzarchitektur bildet die Abhängigkeiten der Analysefunktionen und Analysekomponenten ab, indem sie diese bestimmten Schichten zuordnet. Wir haben drei Prozesse für die Anwendung der Referenzarchitektur entwickelt: (i) Refactoring einer bestehenden modellbasierten Analyse, (ii) Entwurf einer neuen modellbasierten Analyse und (iii) Erweiterung einer bestehenden modellbasierten Analyse. Zusätzlich zur Referenzarchitektur für modellbasierte Analysen haben wir wiederkehrende Strukturen identifiziert, die zu Problemen bei der Evolvierbarkeit, Verständlichkeit und Wiederverwendbarkeit führen; in der Literatur werden diese wiederkehrenden Strukturen auch als Bad Smells bezeichnet. Wir haben etablierte modellbasierte Analysen untersucht und dreizehn Bad Smells identifiziert und spezifiziert. Neben der Spezifizierung der Bad Smells bieten wir einen Prozess zur automatischen Identifizierung dieser Bad Smells und Strategien für deren Refactoring, damit Entwickler diese Bad Smells vermeiden oder beheben können. In dieser Arbeit haben wir auch eine Modellierungssprache zur Spezifikation der Struktur und des Verhaltens von Simulationskomponenten entwickelt. Simulationen sind Analysen, um ein System zu untersuchen, wenn das Experimentieren mit dem bestehenden System zu zeitaufwändig, zu teuer, zu gefährlich oder einfach unmöglich ist, weil das System (noch) nicht existiert. Entwickler können die Spezifikation nutzen, um Simulationskomponenten zu vergleichen und so identische Komponenten zu identifizieren. Validierung: Die Referenzarchitektur für modellbasierte Analysen, haben wir evaluiert, indem wir vier modellbasierte Analysen in die Referenzarchitektur überführt haben. Wir haben eine szenariobasierte Evaluierung gewählt, die historische Änderungsszenarien aus den Repositories der modellbasierten Analysen ableitet. In der Auswertung können wir zeigen, dass sich die Evolvierbarkeit und Verständlichkeit durch die Bestimmung der Komplexität, der Kopplung und der Kohäsion verbessert. Die von uns verwendeten Metriken stammen aus der Informationstheorie, wurden aber bereits zur Bewertung der Referenzarchitektur für DSMLs verwendet. Die Bad Smells, die durch die Co-Abhängigkeit von modellbasierten Analysen und ihren entsprechenden DSMLs entstehen, haben wir evaluiert, indem wir vier modellbasierte Analysen nach dem Auftreten unserer schlechten Gerüche durchsucht und dann die gefundenen Bad Smells behoben haben. Wir haben auch eine szenariobasierte Auswertung gewählt, die historische Änderungsszenarien aus den Repositories der modellbasierten Analysen ableitet. Wir können zeigen, dass die Bad Smells die Evolvierbarkeit und Verständlichkeit negativ beeinflussen, indem wir die Komplexität, Kopplung und Kohäsion vor und nach der Refaktorisierung bestimmen. Den Ansatz zum Spezifizieren und Finden von Komponenten modellbasierter Analysen haben wir evaluiert, indem wir Komponenten von zwei modellbasierten Analysen spezifizieren und unseren Suchalgorithmus verwenden, um ähnliche Analysekomponenten zu finden. Die Ergebnisse der Evaluierung zeigen, dass wir in der Lage sind, ähnliche Analysekomponenten zu finden und dass unser Ansatz die Suche nach Analysekomponenten mit ähnlicher Struktur und ähnlichem Verhalten und damit die Wiederverwendung solcher Komponenten ermöglicht. Nutzen: Die Beiträge unserer Arbeit unterstützen Architekten und Entwickler bei ihrer täglichen Arbeit, um wartbare und wiederverwendbare modellbasierte Analysen zu entwickeln. Zu diesem Zweck stellen wir eine Referenzarchitektur bereit, die die modellbasierte Analyse und die domänenspezifische Modellierungssprache aufeinander abstimmt und so die Koevolution erleichtert. Zusätzlich zur Referenzarchitektur bieten wir auch Refaktorisierungsoperationen an, die es Architekten und Entwicklern ermöglichen, eine bestehende modellbasierte Analyse an die Referenzarchitektur anzupassen. Zusätzlich zu diesem technischen Aspekt haben wir drei Prozesse identifiziert, die es Architekten und Entwicklern ermöglichen, eine neue modellbasierte Analyse zu entwickeln, eine bestehende modellbasierte Analyse zu modularisieren und eine bestehende modellbasierte Analyse zu erweitern. Dies geschieht natürlich so, dass die Ergebnisse mit der Referenzarchitektur konform sind. Darüber hinaus ermöglicht unsere Spezifikation den Entwicklern, bestehende Simulationskomponenten zu vergleichen und sie bei Bedarf wiederzuverwenden. Dies erspart den Entwicklern die Neuimplementierung von Komponenten