[论文解读] Using Dependence Analysis to Support Software Architecture Understanding

Jianjun Zhao|ArXiv.org|May 5, 2001

Software Engineering Research参考文献 15被引用 38

一句话总结

本文提出了一种新型的架构依赖分析技术，将依赖分析适配至软件架构描述而非源代码。通过构建软件架构依赖图（SADG）来建模ACME等ADL中的组件与连接器关系，实现了对架构理解、维护和重用的自动化支持，通过架构切片显著降低了开发人员在系统演化和设计恢复过程中的认知负担。

ABSTRACT

Software architecture is receiving increasingly attention as a critical design level for software systems. As software architecture design resources (in the form of architectural descriptions) are going to be accumulated, the development of techniques and tools to support architectural understanding, testing, reengineering, maintaining, and reusing will become an important issue. In this paper we introduce a new dependence analysis technique, named architectural dependence analysis to support software architecture development. In contrast to traditional dependence analysis, architectural dependence analysis is designed to operate on an architectural description of a software system, rather than the source code of a conventional program. Architectural dependence analysis provides knowledge of dependences for the high-level architecture of a software system, rather than the low-level implementation details of a conventional program.

研究动机与目标

• 为应对架构描述积累带来的架构理解、维护、测试、重构和重用等需求，提供支持工具。
• 克服传统程序依赖分析的局限性，后者专为低级代码设计，无法建模组件和连接器等高层架构构造。
• 开发一种面向架构描述语言（ADL）的领域特定依赖分析技术，支持在架构层面进行系统行为推理。
• 展示架构切片在隔离相关架构元素以支持维护和重用方面的效用，从而降低认知负担。
• 为将依赖分析作为ADL工具链的核心能力奠定基础。

提出的方法

• 提出架构依赖分析作为一种新型依赖分析形式，作用于架构描述而非源代码。
• 基于组件与连接器的交互定义架构依赖关系，包括数据流、控制流和结构依赖。
• 引入软件架构依赖图（SADG）以显式表示各类架构依赖。
• 将程序切片技术适配至架构层面，支持以指定端口或组件作为切片标准的架构切片。
• 采用ACME作为目标ADL实现该方法，尽管该方法设计为语言无关。
• 开发原型架构依赖分析器，以支持架构理解与组件重用。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何将依赖分析适配至架构描述而非源代码？
• RQ2 架构描述中组件与连接器之间存在哪些类型的依赖关系？
• RQ3 如何利用架构切片支持软件维护与组件重用？
• RQ4 传统程序依赖分析与架构依赖分析之间存在哪些关键差异？
• RQ5 架构依赖分析能否有效支持现实世界中的软件架构开发任务，如理解与重用？

主要发现

• 架构依赖分析成功建模了架构描述中组件与连接器之间的依赖关系，将传统依赖分析扩展至架构层面。
• 软件架构依赖图（SADG）为架构依赖提供了形式化且显式的表示，支持自动化分析。
• 基于SADG的架构切片使开发人员能够隔离相关架构片段，显著简化维护任务。
• 该方法可通过识别并隔离自包含的、依赖的架构单元，实现可重用架构组件的提取。
• 该方法具有跨ADL的可扩展性，尽管具体实现细节因语言特定的语法与结构而异。
• 作者已为ACME实现原型分析器，证明了其在架构理解与重用方面的可行性与实际效用。