Pokročilá interaktivní zobrazování komponentového softwaru

Ing. Jaroslav ŠNAJBERK

Doctoral thesis

Advanced Interactive Visualization Approach for Component-Based Software

Abstract:

Tato dizertační práce se zabývá problémem zobrazování struktury komponentových aplikací. Použitím komponent se dá zlepšit uspořádání a čitelnost architektury aplikace díky zapouzdření implementačních detailů. Softwaroví architekti tak mohou pracovat na vyšší úrovni abstrakce, na které mohou vytvářet nové aplikace jednoduchým skládáním z menších částí. Ve výzkumu je však věnováno jen velmi málo úsilí tomu jak tyto komponentové aplikace zobrazit. Tato práce nabízí řešení tohoto nedostatku formou nového přístupu k zobrazování nazvaného AIVA (Advanced Interactive Visualization Apprach -- Pokročilý interaktivní přístup k zobrazování), který je specificky navržen pro zobrazování softwarových komponent. AIVA pracuje s dostatečným množstvím detailů, které mohou architektům pomoci porozumět všem komponentám více do hloubky. Zároveň se AIVA zaměřuje na to, jak tyto informace zobrazit bez toho, aby se zvýšila komplexita výsledného komponentového diagramu. AIVA k tomuto účelu se využívá kombinace rozdílných interaktivních technik, které umožnily snížit nepřehlednost diagramů ještě pod standardní úroveň jiných zobrazovacích přístupů. Navíc AIVA poskytuje více informací o zobrazených komponentách. Tyto interaktivní techniky zároveň zpřístupňují všechny informace co nejrychleji, což zrychluje celý učící proces. V rámci této práce proběhla evaluace tohoto nového přístupu k zobrazování vytvořením případové studie, která se zabývá složitostí výsledných diagramů, a uživatelské studie testující rychlost tohoto přístupu. Výsledky těchto studií ukázaly, že AIVA produkuje méně komplikované diagramy s lépe čitelnou strukturou aplikace, v porovnání s tím, co může nabídnout UML. Zároveň se prokázalo, že uživatelé jsou schopní pracovat rychleji v nástroji AIVA. Při analýze komponentových aplikací nacházeli odpovědi třikrát rychleji v nástroji AIVA než při použití UML.

Abstract:

This thesis deals with the topic of component-based application structure visualization. Use of components can improve organization and clarity of application architectures by encapsulating the implementation details. Software architects can thus work on higher level of abstraction, where they create new applications by simply assembling them from smaller parts. However in recent research only a small amount of focus was given to how these component-based applications could be visualized. This thesis offers a solution to this deficiency in the form of a new visualization approach called AIVA (Advanced Interactive Visualization Approach), targeted specifically to software components. It works with a sufficient amount of detail about them that can help architects understand all components in an architecture more deeply. At the same time it is focused on how to show these details without increasing the complexity of the final component diagram. Various interactive techniques are used to lower the diagram complexity below a standard level used in other diagramming approaches while providing more information. These techniques are also used to provide all information as soon as possible, resulting in a faster learning process. As part of this work, the new visualization approach was evaluated using a case study concerning the complexity of the resulting diagrams and by a user study of its performance. The results of these studies showed that AIVA leads to less complex diagrams with a structure that is better readable than what UML can offer. It also proved that users are able to work faster in AIVA when analyzing component-based applications:\ they find answers three times faster in AIVA than in UML.

Keywords

komponenta, zobrazování, software, reverse-engineering

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 4. 2013

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Doc. Ing. Přemysl Brada, MSc. PhD.

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Doctoral programme / field:
Computer Science and Engineering / Computer Science and Engineering