XÂY DỰNG HỆ THỐNG BẢO TRÌ PHẦN MỀM TÍCH HỢP VỚI ECLIPSE SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ WEB NGỮ NGHĨA

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BẢO TRÌ PHẦN MỀM TÍCH HỢP VỚI ECLIPSE SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ WEB NGỮ NGHĨA Giáo viên hướng dẫn : TS... Khái niệm BTPM Bảo trì là công việc tu sửa, thay đổi phần mềm đã được

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BẢO TRÌ

PHẦN MỀM TÍCH HỢP VỚI ECLIPSE SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ

WEB NGỮ NGHĨA

Giáo viên hướng dẫn : TS Cao Tuấn Dũng

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Đức Đạt

Lớp : CNTT – KSTN - K49

Nội dung

1 Bài toán bảo trì phần mềm

2 Tiếp cận web ngữ nghĩa cho bài toán BTPM

3 Xây dựng công cụ hỗ trợ BTPM

4 Kết luận và hướng phát triển

Khái niệm BTPM

 Bảo trì là công việc tu sửa, thay đổi phần mềm đã được phát triển (chương trình, dữ liệu, các loại tài liệu đặc

tả, …) theo những lý do nào đó

 Chi phí cho việc bảo trì [6]

 50% thời gian bảo trì là đọc hiểu hệ thống cũ

67%

15%

3%

3% 5% 7%

Một số tồn tại với cách bảo trì hiện thời

 Các hệ thống quản lý artifact (source code, tài liệu…) độc lập với nhau

 Chưa quan tâm nhiều đến sự liên kết giữa các thành phần phần mềm

Ngữ cảnh và mục tiêu của đề tài

 Nằm trong đề tài nghiên cứu Mitani2009

Nội dung

1 Bài toán bảo trì phần mềm

2 Tiếp cận web ngữ nghĩa cho bài toán BTPM

3 Xây dựng công cụ hỗ trợ BTPM

4 Kết luận và hướng phát triển

Web ngữ nghĩa?

 Là sự mở rộng của web hiện tại

 Các thông tin được gắn thêm ngữ nghĩa cho phép máy tính có thể hiểu được

Ý tưởng ứng dụng web ngữ nghĩa trong BTPM

 Sử dụng ontology để xây dựng các annotation mô tả

source code, tài liệu và các mối quan hệ giữa chúng

 Truy vấn ngữ nghĩa dữ liệu

 Sử dụng luật suy diễn

 Chia sẻ thông tin

Nội dung

1 Bài toán bảo trì phần mềm

2 Tiếp cận web ngữ nghĩa cho bài toán BTPM

3 Xây dựng công cụ hỗ trợ BTPM

4 Kết luận và hướng phát triển

Công cụ hỗ trợ BTPM

 Mục đích:

 Các công việc chính

 Sự phụ thuộc giữa các thành phần code

 Mối liên kết ngữ nghĩa giữa mã nguồn và tài liệu

Tạo ontology source code

Ontology Source Code

Ngôn ngữ: OWL DL Bao gồm:

BNF (Backus–Naur Form)

Concepts và cây phân cấp

Kế thừa có chọn lọc

Thuộc tính

Tạo ontology document

Ontology Document

Ngôn ngữ: OWL DL Bao gồm:

…

Tài liệu hệ thống

Concepts và cây phân cấp

Thuộc tính

Sinh tự động annotation về sự phụ thuộc các thành phần source code

Project & các file nguồn

Bộ Phân Tích (Parser)

Cây cú pháp trừu tượng

Đối sánh

Ontology

Chú thích ngữ nghĩa

Tạo annotation từ code (tiếp)

Class

Method Lời định nghĩa hàm

Lời định nghĩa lớp

Ánh xạ

<sec0.2:Method

rdf:id="#org.jgraph.example.IconExample/createCellAttributes(java.awt.geom.Point2D)“> <sec0.2:hasSource rdf:resource=“#/Graph/src/org/jgraph/example/IconExample.java"/> <rdfs:label xml:lang="en">createCellAttributes</rdfs:label>

Kết quả

Sinh tự động annotation về mối liên kết giữa mã nguồn và tài liệu

 Section (3.2.2 The EDGE AND…)

 hasParagraph – Paragraph (The Edge interface…)

Chức năng tạo chú thích ngữ nghĩa thủ công

 Những thông tin không thể thực hiện được tự động

 Class – encodesRequirement – Requirement

 Method – entryPointFor – Requiremnt

 SoftwareComponent – hasTest – Test

 SoftwareComponent – hasDescriptionIn - DocumentElement

 Tạo Test

…

Giao diện đồ họa, thao tác

thuận tiện và tối ưu

Áp dụng matching code-tài liệu trong chức năng cảnh báo thay đổi

testedAt 6/6/2009

testedAt

Chức năng tìm kiếm Test

Ví dụ 1:

#scanTree() usesMethod #scanTree()

scanTree là một hàm đệ quy

SELECT ?layer1 ?layer2 (count(*) AS ?numberCalls)

WHERE

{

?layer1 sec:containsMethod ?method1

?layer2 sec:containsMethod ?method2

?method1 sec:usesMethod ?method2

?layer1 sec:hasDirectType ‘Layer’

?layer2 sec:hasDirectType ‘Layer’

}

GROUP BY ?layer1 ?layer2

Chức năng xem quan hệ giữa các layer (dùng rule)

Layer : một tầng trong kiến trúc phân tầng của một phần

mềm

Layer - containsMethod - method

Tạo luật

Sử dụng luật (SWRL) để tạo ra quan hệ

layer – containsMethod – method

Giao diện quan hệ các layer

Số lần gọi giữa các layer với nhau

Class được sử dụng

bởi class Jgraph

trong modelLayer

Một số chức năng khác

MetricChartView Hiển thị biểu đồ các độ đo của package, class

RequirementView

Hiển thị thông tin về các Requirement, cho phép nhảy tới các class cài đặt requirement này, hay method mà người dùng nên đọc để hiểu về requirement đó.

MethodCall Quan hệ gọi lẫn nhau giữa các method

CodeDependence Xem sự phụ thuộc lẫn nhau giữa các class

CreateTest Tạo Test và các thông tin ngữ nghĩa liên quan tới Test

CreateManualAnn

otation

Tạo thủ công các chú thích ngữ nghĩa

Class – encodesRequirement – Requirement Method – entryPointFor – Requirement SoftwareComponent – hasTest – Test SoftwareComponent – hasDescriptionIn – DocumentElement ….

AnnotationManag

er Quản lý chú thích ngữ nghĩa, duyệt các khái niệm, quan hệ trong ontology

Nội dung

1 Bài toán bảo trì phần mềm

2 Tiếp cận web ngữ nghĩa cho bài toán BTPM

3 Xây dựng công cụ hỗ trợ BTPM

4 Kết luận và hướng phát triển

Kết luận

 Chương trình

 Cài đặt plugin với 98 class, 14434 dòng code

 Tự động hóa một phần trong quá trình tạo annotation

 Cung cấp khá nhiều chức năng

 Dễ sử dụng lại khi hỗ trợ các ngôn ngữ khác trên Eclipse

 Hạn chế

 Tài liệu ở định dạng pdf

 Mới chỉ áp dụng cho ngôn ngữ lập trình JAVA

 Mới quản lý thay đổi theo chiều code  document

So sánh với các hệ thống khác

 Hệ thống không dựa trên web ngữ nghĩa

mới

 Hệ thống dựa trên web ngữ nghĩa

 Tạo annotation từ code và tài liệu được thực hiện bằng tay

 Sử dụng ngôn ngữ KANDOR để mô tả tri thức

Hướng phát triển

 Quản lý thay đổi theo chiều document – code

 Phát triển tiếp các thuật toán sinh tự động

 Thông kê các thay đổi, ý nghĩa thay đổi

 Làm việc với server

Tài liệu tham khảo

[1] René Witte , Yonggang Zhang , Juergen Rilling, Empowering Software Maintainers

with Semantic Web Technologies

[2] David Hyland-Wood, David Carrington, Simon Kaplan, Enhancing Software

Maintenance by using Semantic Web Techniques

[3] Yonggang Zhang, René Witte, Juergen Rilling, Volker Haarslev, An Ontological

Approach for the Semantic Recovery of Traceability Links between Software Artifacts,

IET Software journal

[4] Hans-Jörg Happel, Stefan Seedorf, Applications of Ontologies in Software Engineering [5] Suzanne Kabel, Bob Wielinga, Integrating Manuals and Training – First didactic

ontology

[6] Trung Hung Vo, Software Maintenance

[6] Natalya F Noy and Deborah L McGuinness, A Guide to Creating Your First Ontology

Em xin chân thành cảm ơn !

Khái niệm Semantic Web (Gruber)

commonly accepted understanding

conceptual model

of a domain (ontological theory)

unambiguous terminology definitions

machine-readability with computational semantics formal, explicit specification of a shared conzeptualization

Khái niệm Semantic Web

Nhận được sự thống nhất về cách hiểu trong một cộng đồng

Mô hình khái niệm

về một miền ứng dụng cụ thể

Loại bỏ sự nhập nhằng

về thuật ngữ

Mang ngữ nghĩa mà máy tính có thể hiểu

Đặc tả hình thức, tường minh về một quá trình khái

niệm hóa được chia sẻ

Thị phần IDE Java – Thống kê do QA Systems

thực hiện

Các search engine

Tạo tự động annotation từ code

Khái niệm artifact

 Một artifact là một sản phẩm phụ hữu hình được sinh

ra trong quá trình phát triển phần mềm

 “An artifact is one of many kinds of tangible byproduct

produced during the development of software”

 Ví dụ: biểu đồ use cases, class digrams, mô hình UML, tài liệu yêu cầu, tài liệu thiết kế

Metric view