Математичне моделювання для оцінювання складності об’єктно-орієнтованого проєктування JAVA-застосунків з використанням метрик RFC та CBO

Abstract

У роботі розглянуто проблему оцінювання складності об’єктно-орієнтованого проєктування Java-застосунків на основі програмних метрик RFC (Response for a Class) та CBO (Coupling Between Objects). Актуальність даної проблеми зумовлена необхідністю своєчасного виявлення архітектурних аномалій і надмірної складності програмного забезпечення на ранніх етапах розробки, оскільки такі відхилення істотно впливають на якість, підтримуваність та вартість програмних продуктів. Існуючі підходи до аналізу складності проєктування часто не забезпечують достатньої достовірності результатів та не враховують статистичні особливості розподілу значень метрик, що може призводити до хибних висновків щодо стану архітектури застосунку. З метою розв’язання цієї проблеми в роботі запропоновано математичну модель для оцінювання складності об’єктно-орієнтованого проєктування Java-застосунків, яка базується на побудові еліпса прогнозування у просторі метрик RFC та CBO. Для підвищення достовірності оцінювання застосовано багатовимірне перетворення Бокса–Кокса, що дозволяє нормалізувати статистичні дані, а також застосовано методи багатовимірного статистичного аналізу, зокрема використання відстані Махаланобіса для виявлення викидів. Запропонований підхід дає змогу більш точно ідентифікувати застосунки з аномальною архітектурною складністю та зменшити вплив шуму вхідних даних на результати аналізу. На основі розробленої математичної моделі створено програмне забезпечення для автоматизованої оцінки складності Java-застосунків. Проведене тестування програмного забезпечення підтвердило ефективність запропонованого підходу та його переваги порівняно з традиційними методами аналізу метрик, зокрема у частині виявлення викидів та підвищення достовірності оцінювання складності об’єктно-орієнтованого проєктування. Отримані результати можуть бути використані розробниками та менеджерами програмних проєктів для контролю архітектурної складності Java-застосунків, оптимізації процесів проєктування та підтримки програмного забезпечення, а також для зменшення ризиків, пов’язаних із зростанням складності та зниженням якості програмних продуктів.