基于Fork/Join框架的等值面快速生成并行算法

针对传统串行等值面提取算法在处理离散点数量多、网格点密度大的数据时生成效率差的问题,提出一种新的基于Fork/Join框架下的等值面快速生成并行算法。通过对传统串行算法中的关键步骤进行并行计算可行性分析,提出可以实施并行计算的四个单独步骤:离散点数据网格化处理、等值点计算、等值线追踪与光滑、等值面标记识别。通过将并行计算作用于等值面生成的这四个步骤中,减少了等值面计算的执行时间,加快了等值面的生成速度。实验结果表明,在数据计算量较大时,与传统串行算法相比,并行算法能在2秒内快速生成等值面,最大加速比高于5.0,提高了等值面的生成效率并取得了良好的绘制效果,满足了高实时性的业务需求。     

基于Fork/Join的事务日志伴随模式挖掘方法

信息系统产生的大量事务日志数据蕴含着潜在的伴随模式,伴随模式是指在时空上频繁共现的一组对象.由于传统的滑动窗口算法和FP-Growth算法只能调用单一线程进行计算,随着数据规模的扩张,会导致挖掘伴随模式的时间急剧增加.为此本文提出了一种基于Fork/Join并行技术的伴随模式挖掘框架,其能够实现从单线程到多线程的迁移,充分利用多核配置的加速性能.该框架由划定伴随数据集、频繁项集挖掘和关联规则挖掘三部分组成.首先,提出了基于Fork/Join的多核并行滑动窗口算法,以缩短从事务日志中划定伴随数据集的时间;然后,提出基于Fork/Join的多核并行FP-Growth算法,以并行地挖掘伴随数据集中的频繁项集;最后,引入支持度、置信度和提升度3个参数,对伴随模式中各对象间的关联规则进行挖掘.基于门禁刷卡数据的实验结果表明,相比传统算法,本文所提出的框架能够挖掘出更多的伴随模式,同时挖掘效率较高.     

基于上下文定界的Fork/Join并行性的并发程序可达性分析

随着多核技术日益发展,并发程序通过引入Fork/Join并行性,将任务分解为更细粒度的子任务并行执行,从而充分利用多核处理器提供的计算性能。并发执行线程之间的交错可能产生隐匿的程序设计错误,因此有必要对此类并发程序的正确性进行分析。上下文定界分析方法是一种检测并发程序中隐匿错误的高效方法,计算线程有限次上下文切换内的可达状态,确定错误状态是否可达。针对Fork/Join并行性的并发程序的可达性分析思想如下:首先,动态并发程序被建模为可模拟线程Fork/Join操作的动态并发下推系统P;然后从P中提取模拟其k-定界执行的并发下推系统Pk。现有的上下文定界可达算法可解决提取后的并发下推系统的k-定界可达性问题。     

一类Fork－Join排队系统的分析

本文研究了一类具有有限排队空间且其到达率和服务率均依赖于状态的Ｆｏｒｋ－Ｊｏｉｎ排队系统，给出了稳态概率和任务等待时间各阶矩的计算方法，并用仿真检验算法的正确性．     

Fork—Join排队网络的建模与稳定性

本文利用极大代数方法，建立了一类Ｆｏｒｋ—Ｊｏｉｎ排队网络的线性状态方程，分析了系统的稳定性。     

W4H:一个面向软件部署的技术分析框架

部署是软件生命周期中的一个重要环节,是软件生产的后期活动,通过配置、安装和激活等活动来保障软件制品的后续运行.为了系统地了解软件部署的现状和最新进展,建立了一个多侧面、细粒度的分析框架——W4H,以对该领域的主要研究工作和系统工具进行概括分析.该框架从软件部署的概念和面对的问题空间出发,由5个侧面、12个维度构成,覆盖了软件部署方法中主体、客体、适用范围、方式策略和过程支持能力等多个方面.基于W4H分析框架,对当前具有代表性的软件部署方法与技术进行分析和总结.案例研究结果表明,该分析框架能够对软件部署方法与技术进行较为全面的分析,对软件系统部署方法和技术的选择及开发具有重要的指导意义.     

一种基于VxWorks的可重构软件框架设计

介绍了一种基于VxWorks嵌入式操作系统的软件框架设计和实现。该软件框架是一种运行于操作系统和应用组件之间的中间件。它具有系统资源的管理及应用组件加卸载的能力。通过该框架实现了嵌入式软件可重构。     

面向网络处理器的软件组件框架研究

网络处理器通常由多个异构的处理和内存单元通过片上网络连接构成,其目标应用需要在Gbit/s到几十Gbit/s的网络环境中以线速处理数据包。基于网络处理器的应用有实时、资源受限和异构的特点。组件技术对于复杂的嵌入式系统是一种十分有前途的方法。本文以一种典型的网络处理器为例,说明了在基于网络处理器的系统中应用组件技术时,对组件框架的要求,讨论了组件组合框架和运行时框架,并定义了组件框架服务。利用提出的组件框架,可以实现软件性能工程。     

面向Java锁机制的字节码自动重构框架

Java语言提供了同步锁、可重入锁和读写锁等几种锁机制,在并行程序设计中不同的数据结构使用这几种锁机制时获得的性能通常是不同的。为了在不同的锁机制之间进行自动转换,进而帮助程序员了解程序的性能,提出了一种面向Java锁机制的字节码自动重构框架,并基于该框架实现了字节码重构工具Lock2Lock。Lock2Lock在Quad中间表示的基础上对字节码进行静态分析,并对分析的结果进行一致性验证,通过Javassist完成字节码的重构。使用红黑树、消费者生产者程序以及SPECjbb2005 3个测试程序对Lock2Lock重构工具进行了测试,结果表明,Lock2Lock可以成功地实现从同步锁到可重入锁或读写锁的重构。     

一种基于模板的面向方面重构框架的研究

面向方面编程是一种新的编程范型,而面向方面重构则是当前面向方面软件开发中的一个研究热点。首先对面向方面重构进行了分类研究,然后引入基于角色的横切关注点重构方法,最后在此基础上提出一种基于模版的面向方面重构框架。     

演化信息驱动的软件体系结构重构技术研究

通过在软件体系结构层次实施软件重构,能够改善软件的质量、提高软件的易演化性。提出了基于演化信息实施软件体系结构重构的策略,通过分析体系结构的演化历史,采用概念格的方法分析其中构件间的演化依赖关系,从而达到改善体系结构质量的目的。     

基于扩展的构件依赖关系图聚类的体系结构重构策略研究*

通过在软件体系结构层次实施软件重构,能够改善软件的质量、提高软件的易演化性。提出了扩展的构件依赖关系图的概念,将软件体系结构的逻辑依赖关系以及演化历史中蕴涵的演化依赖关系纳入到统一的表示中。进一步提出了基于扩展的构件依赖关系图聚类的体系结构重构策略,从而达到改善体系结构质量的目的。     

软件重构中Visitor*设计模式和应用

对当前软件重构领域中的研究作了概括性介绍。对作为重构的主导思想和系统体系结构的总体转换方向的设计模式进行介绍,针对原有的Visitor设计模式在运行中操作调用频繁时资源消耗过大和运行效率降低的不足,在原模式基础上进行改良和优化,生成一种新的设计模式Visitor＊,并对其具体分析,通过操作函数的上移和accept方法的重定义,实现了操作定义由Element层到Visitor层的等价转化,大大节省资源和提高运行效率。最后运用Visitor^＊实现了一个面向对象设计过程中的重构,并结合一些重要概念对其进行具体分析。     

一种改进的基于层次聚类的软件重构技术研究

为了改善Java源程序的质量,使之尽可能地符合“高内聚、低耦合”的设计要求,提出了扩展的Jaccard系数,并将其作为实体间相似性的度量公式,采用层次聚类算法将Java类图划分为若干个候选包。在基于交互及度量重构策略的引导下,对Java程序结构进行调整。通过实验表明,经过调整以后的Java源程序,在结构上更符合“高内聚、低耦合”的特征。     

基于集对分析的软件重构方案优选模型

集对分析具有概念明确、计算简便和信息全面的优点,针对软件重构过程中,传统定位重构代码的方法仅仅依靠开发者的观察和主观意识进行判断的缺点,在集对分析同一度理论的基础上,借助软件度量的相关指标,建立了软件重构方案优选的集对分析模型,为软件重构方案优选提供了一种解决方法。运用变异系数法确定指标权重,提高了方案评价的可信度。实验结果证明,集对分析模型能够正确地定位需要重构的软件代码,并能够给出具体的重构顺序。     

Class structure refactoring of object-oriented softwares using community detection in dependency networks

The quality of a software system is largely determined by its internal structures which always degrade over the software evolution. Therefore, the structures have to be reconditioned from time to time. However, the existing methods are very complex and resource-consuming when doing this task. In this paper, we present an approach to recondition the class structures of object-oriented (OO) software systems. It uses attribute-method networks and method-method networks to represent attributes, methods and dependencies between them; It proposes a guided community detection algorithm to obtain the optimized community structures in the method-method networks, which also correspond to the optimized class structures; It also provides a list of refactorings by comparing the optimized class structures with the real class structure in software systems and inspecting the attribute-method networks. The approach is evaluated using the open-source case study, JHotDraw 5.1, and the advantages of our approach are illustrated in comparison with existing methods.     

Prioritizing test cases for early detection of refactoring faults

Refactoring edits are error‐prone, requiring cost‐effective testing. Regression test suites are often used as a safety net for decreasing the chances of behavioural changes. Because of the high costs related to handling massive test suites, prioritization techniques can be applied to reorder test case execution, fostering early fault detection. However, traditional prioritization techniques are not specifically designed for detecting refactoring‐related faults. This article proposes refactoring‐based approach (RBA), a refactoring‐aware strategy for prioritizing regression test cases. RBA reorders an existing test sequence, using a set of proposed refactoring fault models that define the refactoring's impact on program methods. Refactoring‐based approach's evaluation shows that it promotes early detection of refactoring faults and outperforms well‐known prioritization techniques in 71% of the cases. Moreover, it prioritizes fault‐revealing test cases close to one another in 73% of the cases, which can be useful for fault localization. Those findings show that RBA can considerably improve prioritization of test cases during perfective evolution, both by increasing fault‐detection rates as well as by helping to pinpoint defects introduced by an incorrect refactoring. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

Search-based refactoring for software maintenance

The high cost of software maintenance could be reduced by automatically improving the design of object-oriented programs without altering their behaviour. We have constructed a software tool capable of refactoring object-oriented programs to conform more closely to a given design quality model, by formulating the task as a search problem in the space of alternative designs. This novel approach is validated by two case studies, where programs are automatically refactored to increase flexibility, reusability and understandability as defined by a contemporary quality model. Both local and simulated annealing searches were found to be effective in this task.     

设计模式和泛型技术在系统重构中的应用研究

重构是在不改变代码外在行为的前提下,对代码做出修改,以改进程序内部结构的过程.设计模式是对被用来在特定场景下解决一般设计问题的类和相互通信的对象的描述.泛型编程专注于将型别抽象化,形成功能需求方面的一个精细集合,并利用这些需求来实现算法.以一个应用系统的数据采集子系统的系统重构为例,将设计模式应用于系统重构中设计阶段,将泛型技术应用于系统重构实现阶段;讨论设计模式技术和泛型技术的结合对系统重构的作用与意义.