[发明专利]一种软件模块划分方法

说明书

本发明针对软件系统结构中模块划分问题，公开了一种软件模块划分方法。本方法利用粒子群算法种群寻优的特性，对软件模块划分问题进行离散编码，同时将高内聚、低耦合的软件设计原则用于软件模块划分的结果评价，采用以软件模块化评估标准为依据的位置更新方式，每次的位置更新都更加接近最优的软件模块划分，最后得到软件模块的划分结果。本发明提供了一种收敛速度快、稳定性好且划分效果好的软件模块划分方法，用于优化软件系统的结构。

技术领域

本发明属于软件工程技术领域，具体涉及到软件系统中模块划分的问题，提供了一种基于搜索的软件模块划分方法，主要解决在软件系统中如何优化系统代码结构的问题，使每个模块尽可能独立的执行其预期功能，达到消除系统冗余，增加软件系统的可理解性，降低软件系统维护费用的目的。

背景技术

软件维护是软件生命周期中一个非常重要的阶段，其维护成本往往很高。随着业务需求的增加，软件系统逐渐发生变化，这使理解和维护一个规模庞大的软件系统变得越来越复杂，这一问题迫使需要一种合理的软件模块划分方法，特别对于那些缺少文档的遗留系统，如何分解软件结构，使软件系统变得易于理解、维护和管理是一个亟待解决的问题。

软件模块划分是组织或重新组织软件系统的一种活动，使每个模块尽可能独立的执行其预期功能，以达到优化软件系统结构，消除冗余，增加软件系统的可理解性，降低软件系统维护费用的目的。软件模块聚类是软件模块划分的一种重要手段，软件聚类是通过模块依赖图利用聚类算法对软件系统进行模块结构划分，将软件系统分解为一些子系统，使复杂的软件系统变得易于理解和管理。目前使用聚类方式进行模块划分的方法主要有以下策略：(1)将经典的聚类技术直接应用到软件模块划分中；(2)根据软件领域的特性将经典的聚类算法改进并使用；(3)应用新的聚类技术进行软件模块划分。用于软件聚类的技术主要可以分为图理论技术、基于信息检索的技术、基于数据挖掘的技术、基于模式匹配的技术和元启发式方法。利用图理论技术的方法是将软件表示为一个图，其中软件实体(如：方法或类)作为节点，方法之间的调用或类之间的继承关系作为边，用图方法在图中找到最好的划分方式。然而图理论方法解决聚类问题随着软件系统规模的增加，搜索空间呈指数级增长。软件模块划分问题是一个NP问题，由于搜索过程中会产生巨大的解空间，使用传统的优化技术无法得到问题的有效解。为了减小计算的复杂性,Mancoridis等提出用基于搜索的方法进行软件模块划分并实现了软件系统模块划分工具Bunch。随后，相继将爬山算法，模拟退火算法，遗传算法等元启发式方法应用于软件模块划分问题上，使问题得到一定程度的解决，但存在收敛速度慢，易陷入局部最优等缺点。

Hussain等提出将粒子群优化算法(PSO)用于软件模块划分问题，但是由于没有考虑软件模块划分问题解空间离散的特点，位置更新没有将软件模块划分的评估标准考虑在内，而是盲目的在解空间中搜索，使得优化过程收敛速度慢，而且计算量大，不利于进行大规模复杂系统的软件模块划分。

为此，本发明以离散粒子群算法为基础，结合软件模块划分问题的特殊性对传统离散粒子群算法加以改进，位置更新采用以软件模块化评估标准为依据的位置更新方式，使每次的位置更新都更加接近最优的软件模块划分结果；同时，软件模块划分的评估标准遵循高内聚、低耦合的软件设计原则，从根本上保证了产生一个结构合理，划分有效的结果。

发明内容

本发明解决的问题：克服现有方法的不足，将改进的离散粒子群算法应用于软件模块划分问题中，为软件模块划分问题提供一种划分效果更好的方法，使规模庞大的复杂软件系统划分成规模更小、更易于管理的子系统。

本发明解决方案：为实现上述目的，本发明的技术方案包括以下步骤,如图1所示：