Registration Number
0824U001828, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
12-07-2024
popup.evolution
o
Title
Method of source code refactoring automation using a knowledge base
Author
Andrii V. Tkachuk,
popup.head Bogdan V. Bulah
popup.opponent Maksym M. Seniv
popup.opponent Andrii P. Bondarchuk
popup.review Larysa S. Hloba
popup.review Svitlana I. Shapovalova
popup.rada
National Technscal University of Ukraine "Kiev Polytechnic Institute".
Description
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 122 «Комп’ютерні науки». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2024.
Метою дисертаційного дослідження є розробка методу аналізу початкового коду та його подальшого автоматизованого рефакторингу, який спирається на використання бази знань про цей код.
Об'єктом дисертаційного дослідження є процеси збору, представлення і обробки інформації про початковий код програмних продуктів.
Предметом дисертаційного дослідження виступають методи аналізу, представлення та обробки інформації для рефакторингу початкового коду з урахуванням його семантики, які базуються на використанні формалізованих знань про код.
У ході роботи над дисертацією було використано такі методи дослідження: спостереження, порівняння, аналіз, формалізація, абстрагування, моделювання, експеримент. Зазначені методи були обрані зважаючи на мету та завдання дослідження, а також на практичність їх використання при вирішенні проблем автоматизованого аналізу та рефакторингу початкового коду прикладних програм.
У дисертації вперше запропоновано метод автоматизації рефакторингу програмного коду, який відрізняється від існуючих тим, що здійснює перетворення коду на рівні сутностей бази знань, створеної на основі запропонованої моделі формалізації знань про синтаксис і семантику коду, для автоматичного виявлення і виправлення розповсюджених антишаблонів програмування.
Вперше запропоновано метод модифікації проміжного представлення програмного коду в процесі рефакторингу, що уможливлює виправлення нетривіальних антишаблонів, який відрізняється від існуючих тим, що застосовує механізми логічного виведення до знань про код, сформульованих з використанням описових логік і правил логічного виведення.
Удосконалено модель формалізації знань про програмний код для його рефакторингу на основі онтології об’єктно-орієнтованої мови програмування, що відрізняється від існуючих тим, що представляє не лише базові відомості про синтаксис, отримані від синтаксичного аналізатора, а й семантику складних конструкцій, шаблонів та антишаблонів з можливою прив'язкою до функцій програмного продукту.
Розроблений метод дозволяє перевикористовувати схему бази знань із накопиченими знаннями про шаблони та антишаблони під час аналізу та рефакторингу початкового коду різними мовами програмування, що дозволяє зменшити час та витрати на розробку систем рефакторингу, розробляючи лише частину системи, що пов'язана із перетворення початкового коду в сутності бази знань і навпаки.
Запропонований підхід до формалізації знань про початковий код дозволяє отримувати метадані про зміст початкового коду, порівнювати наповнення репозиторіїв (шукати семантичні дублікати), створювати документацію про програмний продукт з допомогою вже існуючих засобів для роботи із семантичними даними, описувати шаблони і антишаблони для проведення аналізу і рефакторингу без втручання розробника.
Запропоновано застосування розробленого методу для побудови програмного прототипу системи аналізу і рефакторингу початкового коду для мови програмування Swift з описом онтології мовою OWL-DL, а правил логічного виводу та запитів до онтології – мовою S(Q)WRL, що дало змогу значно пришвидшити процес здійснення рефакторингу. Таким чином досягається суттєве зменшення витрат на розробку та підтримку програмних продуктів.
У дисертації запропоновано метод аналізу та рефакторингу початкового коду прикладних програм, який через використання бази знань про початковий код на основі онтології, дозволяє абстрагуватись від конкретної мови програмування в проекті і здійснювати складні маніпуляції із початковим кодом шляхом маніпуляції його семантичним представленням. Основна ідея методу полягає у роботі із представленням коду на семантичному рівні, що відрізняється від існуючих способів використанням онтології та засобів OWL/S(Q)WRL для роботи із семантикою. У ході експериментальних досліджень було доведено можливість відносно просто описувати правила рефакторингу в онтології та здійснювати аналіз і рефакторинг різної складності, а також показано зменшення витрат часу на виконання таких завдань на 36% у порівнянні із іншими підходами аналізу і рефакторингу.
Registration Date
2024-05-07
popup.nrat_date
2024-07-17 / 2026-07-01
