Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Métriques statiques de code“

Le coût élevé de la maintenance des logiciels exige de travailler sur leur maintenabilité. Bien qu’émergente de la structure du code source, son évaluation est subjective, car elle dépend des développeurs et du contexte. Les modèles de maintenabilité actuels tendent à réduire la maintenabilité à un score unidimensionnel basé sur des métriques, souvent mal définies, qui représentent mal la structure du code. Nos travaux se sont basés sur l’analyse statique des graphes de code pour évaluer la maintenabilité. Ils ont permis de développer Javanalyser, un outil libre qui génère automatiquement le graphe de code d’un programme Java. Ces graphes ont permis de formaliser 33 métriques statiques sous forme de requêtes déclarative et ont permis de reproduire avec succès une étude de Schnappinger et al. Notre extension de l’étude confirme l’importance de la taille du programme comme facteur influençant la maintenabilité, sans toutefois négliger l’impact des autres métriques. Ce travail ouvre la voie à une compréhension plus approfondie de la maintenabilité, grâce à une représentation multidimensionnelle permettant de tenir compte de la variabilité entre les développeurs
The high cost of software maintenance requires a focus on software maintainability. Although it emerges from the structure of the source code, its evaluation is subjective, as it depends on developers and the context. Current maintainability models tend to reduce maintainability to a one-dimensional score based on metrics, often poorly defined, which inadequately represent the structure of the code. Our work is based on the static analysis of code graphs to evaluate maintainability. It led to the development of Javanalyser, an open-source tool that automatically generates the code graph of a Java program. These graphs enabled the formalization of 33 static metrics as declarative queries, and allowed the successful replication of a study by Schnappinger et al. Our extension of the study confirmed the importance of size as a factor influencing maintainability, while also recognizing the impact of other metrics. This work opens the way to a deeper understanding of maintainability through a multidimensional representation that takes into account the variability between developers

Ce travail s'inscrit dans le cadre des recherches menées autour de l'analyse et la visualisation des logiciels, notamment les logiciels à objets, et en particulier Java. Très brièvement, on peut dire que le but de cette thèse revient à tenter de répondre à une question fondamentale: comment faire pour faciliter la compréhension du logiciel par ses développeurs et concepteurs ? Ce travail de recherche est basé en grande partie sur deux axes principaux. Le premier consiste à analyser l'exécution des programmes, non seulement au niveau de la méthode, mais bien au niveau du bloc de base, pour recueillir des données d'exécutions avec un maximum de précision comme par exemple les différents types d'instances sur les sites d'appels. Le second axe considère l'utilisation des informations apportées par notre analyse dynamique de l'exécution pour permettre la visualisation de ces données. En effet, ces informations offrent des détails intéressants sur le fonctionnement du programme et aident à expliquer le comportement du logiciel, aussi bien pour déceler les problèmes de performance que les problèmes de codages. Nous proposons une technique souple et efficace qui effectue une analyse dynamique de l'exécution de programmes Java. Nous introduisons ainsi une nouvelle technique et un nouvel outil permettant de recueillir des informations encore non proposées par d'autres analyseurs. Cette approche trace l'exécution précise des programmes tout en ayant une baisse des performances d'exécution acceptable, laissant le programme final utilisable. De plus, nous proposons et expérimentons une approche basé sur la visualisation des relations au sein d'une représentation du logiciel par une métaphore de ville. Nous introduisons une nouvelle technique de représentation des relations nommée "3D HierarchicalEdge Bundles" qui est basée sur une représentation 2D existante nommée "HierarchicalEdge Bundles". Cette approche conserve la puissance de visualisation du logiciel offerte par la métaphore de la ville tout en ajoutant la représentation des relations, et cela d'une façon lisible. Ces travaux sont validés entre autres par le développement d'un outil d'analyse nommé VITRAIL JBInsTrace et d'un outil de visualisation nommé VITRAIL Visualizer. Ces outils sont la base de nos recherche actuelles sur l'étude de l'exécution des programmes objets
This work falls within the scope of research pertaining to the analysis and the visualization of software systems, especially for object oriented languages, and more precisely Java. In a nutshell, it can be said the aim of this thesis is to try to answer a fundamental question: what can we do to ease the understanding of software by its designers and developers ? This research work is mainly based on two axes. The first axis consists in analyzing software runtime, not only at method level, but also at basic bloc level, so as to be able to get meaningful and precise information about the runtime. For instance, we can acquire the different types of instances on call sites at runtime. The second axis considers the use of information coming from our dynamic analyzer of software runtime and allowing the visualization of these data. Indeed, this kind of information offers important details about software functioning and provide a way to explain the behavior of software, so as to identify performance, coding and even design and architecture issues. We propose a technique that allows flexible and efficient dynamic analysis of the execution of Java programs. We thus introduce a new technique and tool for gathering information not yet offered by other analyzers. This approach precisely traces the execution of programs with acceptable performance penalty, that is while keeping the traced programs usable. In addition, we propose and experiment an approach based on visualizing relationships within a software city representation. We introduce a new technique for representing relationships in 3D named the "3D Hierarchical Edge Bundles" that is based on an existing 2D technique, the "Hierarchical Edge Bundles". This approach keeps the power of the software city metaphor while adding the representation of the relationships within the software, in a readable way. These works are validated by, among others things, the development of a tracer and analyzer tool called VITRAIL JBInsTrace and a visualization tool called VITRAIL Visualizer. These tools are used on our current researches which consist in studying runtime of object-oriented programs

Ce travail s'inscrit dans le cadre des recherches menées autour de l'analyse et la visualisation des logiciels, notamment les logiciels à objets, et en particulier Java. Très brièvement, on peut dire que le but de cette thèse revient à tenter de répondre à une question fondamentale: comment faire pour faciliter la compréhension du logiciel par ses développeurs et concepteurs ? Ce travail de recherche est basé en grande partie sur deux axes principaux. Le premier consiste à analyser l'exécution des programmes, non seulement au niveau de la méthode, mais bien au niveau du bloc de base, pour recueillir des données d'exécutions avec un maximum de précision comme par exemple les différents types d'instances sur les sites d'appels. Le second axe considère l'utilisation des informations apportées par notre analyse dynamique de l'exécution pour permettre la visualisation de ces données. En effet, ces informations offrent des détails intéressants sur le fonctionnement du programme et aident à expliquer le comportement du logiciel, aussi bien pour déceler les problèmes de performance que les problèmes de codages. Nous proposons une technique souple et efficace qui effectue une analyse dynamique de l'exécution de programmes Java. Nous introduisons ainsi une nouvelle technique et un nouvel outil permettant de recueillir des informations encore non proposées par d'autres analyseurs. Cette approche trace l'exécution précise des programmes tout en ayant une baisse des performances d'exécution acceptable, laissant le programme final utilisable. De plus, nous proposons et expérimentons une approche basé sur la visualisation des relations au sein d'une représentation du logiciel par une métaphore de ville. Nous introduisons une nouvelle technique de représentation des relations nommée "3D Hierarchical Edge Bundles" qui est basée sur une représentation 2D existante nommée "Hierarchical Edge Bundles". Cette approche conserve la puissance de visualisation du logiciel offerte par la métaphore de la ville tout en ajoutant la représentation des relations, et cela d'une façon lisible. Ces travaux sont validés entre autres par le développement d'un outil d'analyse nommé VITRAIL JBInsTrace et d'un outil de visualisation nommé VITRAIL Visualizer. Ces outils sont la base de nos recherche actuelles sur l'étude de l'exécution des programmes objets.

Évaluer en continu la qualité d'un logiciel doit être une activité importante permettant de diagnostiquer et d'éviter des problèmes. Une caractéristique commune dans une bonne conception est la distribution correcte de responsabilités entre les composants. La cohésion et le couplage sont des caractéristiques d'un logiciel servant d'indicateurs de cette distribution. Ces propriétés peuvent être mesurées et ainsi avoir une idée de la qualité du logiciel. Pour mesurer la cohésion et le couplage, différentes métriques ont été proposées. Plusieurs outils ont été développés également pour donner au programmeur la possibilité de mesurer le code. Généralement, ces outils présentent les résultats des métriques avec des chiffres qui ne sont, pas suffisamment intuitifs ou faciles à interpréter par un programmeur. Une façon efficace de présenter les métriques appliquées sur un logiciel est d'utiliser des techniques de visualisation. Celle-ci sert à présenter plusieurs informations en peu d'espace, ainsi un développeur peut examiner des données d'une manière pratique et, flexible. Ce mémoire propose une manière de visualiser la cohésion et le couplage. À cet effet, nous avons développé un outil qui utilise des graphiques pour représenter les relations entre les éléments à l'intérieur d'une classe et les relations entre les classes. L'approche présentée dans ce mémoire a été appliquée à des systèmes logiciels orientés objet, codés en Java et de taille moyenne. Les résultats obtenus démontrent l'utilité de visualiser l'information, plutôt que de la présenter uniquement sur des tableaux.

Les applications de flux de données sont des cibles importantes de l'optimisation de programme en raison de leur haute exigence de calcul et la diversité de leurs domaines d'application: communication, systèmes embarqués, multimédia, etc. L'un des problèmes les plus importants et difficiles dans la conception des langages de programmation destinés à ce genre d'applications est comment les ordonnancer à grain fin à fin d'exploiter les ressources disponibles de la machine.Dans cette thèse on propose un "framework" pour l'ordonnancement à grain fin des applications de flux de données et des boucles imbriquées en général. Premièrement on essaye de paralléliser le nombre maximum de boucles en appliquant le pipeline logiciel. Après on merge le prologue et l'épilogue de chaque boucle (phase) parallélisée pour éviter l'augmentation de la taille du code. Ce processus est un pipeline multidimensionnel, quelques occurrences (ou instructions) sont décalées par des iterations de la boucle interne et d'autres occurrences (instructions) par des iterationsde la boucle externe. Les expériences montrent que l'application de cette technique permet l'amélioration des performances, extraction du parallélisme sans augmenter la taille du code, à la fois dans le cas des applications de flux des donnée et des boucles imbriquées en général.

Le comportement des structures sous certains types d'actions tels que les séismes nécessite une bonne connaissance du comportement des matériaux composants sous des charges cycliques. Dans cette étude, le modèle de comportement cyclique du béton est base sur la théorie de l'endommagement, sur la mécanique des milieux continus et la thermodynamique des processus irréversibles. Ce modèle tient compte des déformations résiduelles et de la perte de raideur due à la fissuration. Dans son application, les effets bis axiaux et le fluage ne sont pas pris en considération. Le comportement des armatures est considéré élasto-plastique parfait. Une amélioration importante pour l'application du modèle a été de définir une méthode d'identification des paramètres à partir des données physiques obtenues dans les essais classiques de contrôle du béton et d'une expression analytique de la loi de comportement d'usage courant. Le modèle uniaxial est introduit dans un code numérique pour structures planes. La structure à analyser est découpée en plusieurs éléments de poutres. Chaque élément est représenté par un certain nombre de sections. La section est divisée en plusieurs fibres soumises à une sollicitation uniaxiale. Chaque fibre suit sa propre histoire conforme au modèle ci-dessus, mais sa déformation respecte la loi de planéité de la section considérée. Des essais de validation ont été réalisés sur des éprouvettes cylindriques sous charges cycliques de compression, sur des poteaux courts sous compression - traction cyclique et sur des poteaux sous flexion alternée et effort normal constant. La comparaison modèle-essais apporte des résultats encourageants pour l'analyse des structures en béton armé sous charges cycliques
The behavior of strutures under seismic loads needs a good knowledge of materials behavior under these loads. In this study, the model for the concrete behavior is based on the theory of damage, on the mechanics of continuum media and the thermodynamics of irreversible proesses. This model takes into account the inelastic deformation and the loss of ridigity due to cracking. The biaxial and the creep effects are not considered. The behavior of the reinforcement steel is elastic perfecly plastic. An important improvement for the application of the model has been to define a method of identification of parameters based on physical data obtained from concrete classical tests and from an analytical expression of the behavior law of common use. The monoaxial model is implemented in a numerical code for plane structures. The analysed structure is discretise into several beam elements. Each element is represented by a certain number of sections. The section is divided into fibers subjected to monoaxial sollicitations. Each fiber follows its own history that is conformable to the model ; its deformation agrees with the place section hypothesis. Validation tests has been carried on standard cylinders subjected to repeated compressive loads. Other tests are also performed on short columns under normal reversible forces and on columns under alternate bending forces. The comparison between the model and tests gives encouraging results for analysis of plane reinforced concrete structure under cyclic loading

Le calcul des constructions vis-à-vis du séisme en prenant en compte la réponse élastique linéaire conduit le plus souvent à des dimensionnements qui ne vont pas dans le sens de l'économie. Afin de permettre à l'ingénieur de tenir compte des différentes non linéarités, la plupart des règlements modernes (règles françaises PS92, règles européennes EC8, etc. ) ont préconisé de réduire les forces issues d'un calcul élastique linéaire par un coefficient appelé : coefficient de comportement. Un logiciel d'évaluation automatique de ce coefficient a été établi, selon la méthode préconisée par les règles ps92, basée sur les critères d'égalité de déplacement et d'énergie. Dans sa phase actuelle, le logiciel traite des structures planes isostatiques encastrées à la base (type brochette). Un calcul statique équivalent est effectue. On recherche de façon itérative la valeur du coefficient de comportement qui satisfait à l'un ou l'autre des critères précédents. A chaque étape de calcul, on dimensionne le ferraillage correspondant à la valeur du coefficient de comportement Q. En plus de cette option, il est possible d'imposer un ferraillage donné et de vérifier la valeur de Q correspondante. D'autres options complémentaires, utiles au niveau de la recherche, ont été introduites. Des exemples de bâtiments à murs en béton armé et d'une pile de pont ont été traités et les valeurs du coefficient de comportement obtenues sont comparées à celles issues d'un calcul dynamique effectue à l'aide d'un programme établi antérieurement au CEBTP et à celles préconisées par les règles PS92. Le calcul statique équivalent donne des valeurs de Q dont les tendances confirment les résultats des calculs dynamiques non-linéaires. Les valeurs forfaitaires réglementaires sont soit trop sévères soit pas assez: la tendance est gouvernée par plusieurs paramètres (période, pourcentage d'armatures, contrainte moyenne de compression,). Dans la plupart des calculs, la convergence du calcul est obtenue avec un nombre d'itérations relativement bas

Le comportement des structures sous certains types d'actions tels que les séismes nécessite une bonne connaissance du comportement des matériaux composants sous des charges cycliques. Dans cette étude, le modèle de comportement cyclique du béton est basé sur la théorie de l'endommagement, sur la mécanique des milieux continus et la thermodynamique des processus irréversibles. Ce modèle tient compte des déformations résiduelles et de la perte de raideur due à la fissuration. Dans son application, les effets biaxiaux et le fluage ne sont pas pris en considération. Le comportement des armatures est considéré élasto - plastique parfait. Une amélioration importante pour l'application du modèle a été de définir une méthode d'identification des paramètres à partir des données physiques obtenues dans les essais classiques de contrôle du béton et d'une expression analytique de la loi de comportement d'usage courant. Le modèle uniaxial est introduit dans un code numérique pour structures planes. La structure à analyser est découpée en plusieurs éléments de poutres. Chaque élément est représenté par un certain nombre de sections. La section est divisée en plusieurs fibres soumises à une sollicitation uniaxiale. Chaque fibre suit sa propre histoire conforme au modèle ci-dessus, mais sa déformation respecte la loi de planéité de la section considérée. Des essais de validation ont été réalisés sur des éprouvettes cylindriques sous charges cycliques de compression, sur des poteaux courts sous compression - traction cyclique et sur des poteaux sous flexion alternée et effort normal constant. La comparaison modèle - essais apporte des résultats encourageants pour l'analyse des structures en béton armé sous charges cycliques.

Le but est de développer d'un cadriciel permettant de définir les transformations de code source que nous jugeons judicieuses et sur la base de métriques dynamiques.Ce cadriciel sera ensuite intégré à la suite d'outil MAQAO, développée à l'UVSQ/ECR.Nous présentons des transformations source-à-source automatique guidées par l'utilisateur ansi que par les métriques dynamiques qui proviennent des différents outils d'analyse de MAQAO, afin de pouvoir travailler à la fois sur des objets sources et binaires.Ce cadriciel peut aussi servir de pré-processeur pour simplifier le développement en permettant d'effectuer certaines transformations simples mais chronophage et sources d'erreurs (i.e.: spécialisation de boucle ou fonction)
Our goal is to develop a framework allowing the definition of source code transformations based on dynamic metrics.This framework be integrated to the MAQAO tool suite developed at the UVSQ / ECR.We present a set of source-to-source transformations guidable by the end user and by the dynamic metrics coming from the various MAQAO tools in order to work at source and binary levels.This framework can also be used as a pre-processor to simplify the development by enabling to perform cleanly and automatically some simple but time-consuming and error-prone transformations (i.e .: loop/function specialization, ...)

Les éléments de coques multicouches ont montré une grande efficacité dans l'analyse non linéaire des structures. A l'origine, ces éléments avaient été développés pour des lois de comportement spécifiques au béton et à l'acier. Leur généralisation à l'analyse des structures dont le comportement est régi par des lois de comportement à variables internes (plasticité, élasto-visco-plasticité, endommagement) constitue le propos de ce travail de thèse. Issus de l'approche semi-globale, les éléments de coques multicouches permettent de rendre compte des phénomènes non-linéaires tant matériels que géométriques pour l'analyse des structures constituées de coques, sous divers chargements, avec un temps de calcul raisonnable. Dans une première partie, nous développons ces éléments dans le cadre de l'hypothèse des petites perturbations. Une extension est ensuite présentée en intégrant les effets non-linéaires géométriques. Une description lagrangienne actualisée avec un traitement semi-tangentiel des paramètres de rotation est utilisée à cet effet. Dans une seconde partie, nous présentons dans un cadre général, l'aspect théorique ainsi que le traitement numérique des lois de comportement à variables internes. A partir de là, un ensemble de lois de comportement à variables internes permettant la modélisation des comportements de l'acier et du béton sous divers chargements, est présenté. Le but étant d'utiliser ces modèles au sein des éléments finis de coques multicouches, pour le calcul de structures coques en béton armé soumises à des chargements statiques et dynamiques. Une attention particulière est portée sur la condition de contraintes planes d'une part dans le schéma d'intégration des contraintes, et d'autre part dans le calcul du tenseur de comportement tangent. Enfin, les développements effectués sont implantés dans le code de calcul par éléments finis CESAR-LCPC. Au travers d'exemples d'applications numériques, nous précisons le domaine d'application ainsi que les limites des outils proposés.