Estimation de l'impact du changement dans les programmes à objets

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal

Études empiriques des relations entre les modèles de qualité du logiciel d' ISO 9126 en utilisant le référentiel de données d'ISBSG et la méthode Taguchi

Avec l'évolution du domaine du genie logiciel, la gestion de la qualite du logiciel a évolué : elle s'est orientee non seulement vers la production de logiciels qui s'executent, mais aussi vers la satisfaction des objectifs pour lesquels ces logiciels sont concus. Contrairement au genie industriel, la gestion de la qualite du logiciel ne porte pas sur le traitement des produits physiques (hard) mais des produits logiques (soft), incluant le developpement du produit logiciel. En genie logiciel la gestion de la qualite requiert l'elaboration d'un ensemble de criteres de qualite que le logiciel doit satisfaire et la proposition de mesures pour evaluer cette qualite, tel que presente dans ISO 9126. La serie ISO 9126 comprend une norme intemationale sur la qualite du produit logiciel et trois rapports techniques. La norme ISO 9126-1 definit deux modeles de qualite du produit logiciel. Le premier modele de « qualite inteme » et de « qualite externe » comprend un ensemble de six caracteristiques, subdivisees en un ensemble de 27 souscaracteristiques pour lesquelles des mesures sont proposees dans les rapports techniques ISO TR 9126-2 et 3. Le deuxieme modele de « qualite en utilisation » comprend un ensemble de quatre caracteristiques et des mesures sont proposees dans le rapport technique ISO TR 9126-4 pour evaluer ces caracteristiques. Cette serie ISO (9126 parties 1 a 4) propose des liens entre ces trois modeles de qualite. Cependant, ces liens, bien que definis par un consensus international d'experts ISO, n'ont pas necessairement été démontrés objectivement et empiriquement: ces liens ne devraient donc etre consideres que comme un ensemble theorique interessant, et pour lequel des experimentations rigoureuses sont requises afin d'en demontrer indubitablement la validite. L'experimentation necessite une collecte de donnees pour realiser les experiences et faire ressortir les resultats des experiences. Cependant, en absence d'opportunites d'experimentations en Industrie, il est possible d'utiliser des referentiels de donnees disponibles en genie logiciel : par exemple, le referentiel de donnees industrielles de rinternational Software Benchmarking Standards Group (ISBSG) regroupe un ensemble d'informations sur les différentes phases du cycle de vie du logiciel. L'approche choisie pour ce projet de recherche est de combiner deux disciplines (genie industriel et genie logiciel) a travers I'utilisafion de la methode Taguchi afin de mener les experimentations avec le contenu des documents ISO 9126 et en exploitant le referentiel de donnees d'ISBSG. La methode Taguchi de concepfion de plan d'experiences, developpee par le Dr. Genichi Taguchi, combine des pratiques industrielles et statistiques et offi-e un moyen d'evaluer la qualite. Le but principal de ce projet de recherche est d'explorer la pertinence des relations entre les modeles de qualite d'ISO 9126 dans la production de logiciels de qualite. Afin de demontrer la pertinence ou non des relations entre ces modeles, les objectifs spécifiques de cette recherche sont de demontrer, par des etudes empiriques, si les relations prises pour acquises par ISO 9126 sont supportees par des donnees empiriques. II s'agit des relations entre : 1. La qualite inteme et la qualite externe. 2. La qualite exteme et la qualite en utilisation. 3. La qualite inteme et la qualite en utilisation. Pour realiser ces objectifs, la methodologie suivante a ete suivie : • verifier jusqu'a quel point le questionnaire d'ISBSG tient compte des trois types de qualite definis dans la norme ISO 9126-1. Pour cela, nous avons aligne les differentes parties du questionnaire d'ISBSG par rapport a la qualite interne, la qualite exteme et la qualite en utilisation de la norme ISO 9126-1; • identifier les caracteristiques de qualite inteme, exteme et en utilisation couvertes par le questionnaire d'ISBSG a travers I'idenfificafion des donnees de qualite du questionnaire d'ISBSG et leurs mesures correspondantes dans les rapports techniques ISO TR 9126-2 a 4; • analyser le referentiel de donnees d'ISBSG afin de determiner les donnees de qualite disponibles pour evaluer les trois types de qualite du produit logiciel d'ISO 9126. Nous avons propose des mesures propres a ISBSG a base de ces donnees. Ces mesures seront utiles lors de la conception des plans d'analyses empiriques avec la methode Taguchi; • adapter la methode Taguchi dc conception de plans d'experiences, d'ordre industriel, au contexte d'analyse empirique en genie logiciel, laquelle adaptation a porte sur I'etape de parametres de design de la strategic hors production (offline) du controle de la qualite de Taguchi; • etablir et analyser les resultats des plans d'analyses empiriques permettant de verifier les liens entre les trois types de qualite d'ISO 9126-1 en utilisant la methode Taguchi et en exploitant les donnees de I'extrait du referentiel d'ISBSG mis a notre disposition pour des fins de recherche. Les resultats de ces travaux de cette recherche ont permis la verification des hypothèses des liens de la norme ISO 9126-1 entre les trois types de qualite : la qualite interne affecte la qualite exteme qui affecte, a son tour, la qualite en utilisation du produit logiciel est effectivement justifiee dans cette these. Les resultats de ces travaux de recherche pourront être utiles pour les chercheurs, praticiens et industriels dans le domaine de la qualite du logiciel. Les resultats de cette recherche pourront egalement être utiles pour l'organisation ISBSG et les experts d'ISO 9126 en particulier, et pour la discipline du genie logiciel en general

Empirical Studies on Software Product Maintainability Prediction: A Systematic Mapping and Review

Background: Software product maintainability prediction (SPMP) is an important task to control software maintenance activity, and many SPMP techniques for improving software maintainability have been proposed. In this study, we performed a systematic mapping and review on SPMP studies to analyze and summarize the empirical evidence on the prediction accuracy of SPMP techniques in current research. Objective: The objective of this study is twofold: (1) to classify SPMP studies reported in the literature using the following criteria: publication year, publication source, research type, empirical approach, software application type, datasets, independent variables used as predictors, dependent variables (e.g. how maintainability is expressed in terms of the variable to be predicted), tools used to gather the predictors, the successful predictors and SPMP techniques, (2) to analyze these studies from three perspectives: prediction accuracy, techniques reported to be superior in comparative studies and accuracy comparison of these techniques. Methodology: We performed a systematic mapping and review of the SPMP empirical studies published from 2000 up to 2018 based on an automated search of nine electronic databases. Results: We identified 82 primary studies and classified them according to the above criteria. The mapping study revealed that most studies were solution proposals using a history-based empirical evaluation approach, the datasets most used were historical using object-oriented software applications, maintainability in terms of the independent variable to be predicted was most frequently expressed in terms of the number of changes made to the source code, maintainability predictors most used were those provided by Chidamber and Kemerer (C&K), Li and Henry (L&H) and source code size measures, while the most used techniques were ML techniques, in particular artificial neural networks. Detailed analysis revealed that fuzzy & neuro fuzzy (FNF), artificial neural network (ANN) showed good prediction for the change topic, while multilayer perceptron (MLP), support vector machine (SVM), and group method of data handling (GMDH) techniques presented greater accuracy prediction in comparative studies. Based on our findings SPMP is still limited. Developing more accurate techniques may facilitate their use in industry and well-formed, generalizable results be obtained. We also provide guidelines for improving the maintainability of software