面向开源软件项目的软件知识图谱构建方法

软件复用是软件开发中避免重复劳动的解决方案。开源软件的源代码、邮件列表、缺陷报告和问答文档等软件资源中蕴含了规模庞大、结构复杂、语义关联丰富的软件知识。如何获取知识、组织知识,以及如何在软件复用过程中方便地检索软件知识是亟待解决的问题。为了解决这些问题,面向开源软件项目,构建了软件知识图谱,并提供了基于软件知识图谱的软件知识检索。主要工作包括:针对4种不同类型的软件资源,提出了软件知识实体的提取原则与方法;提出了软件知识实体之间关联关系构建的方法;实现了两种软件知识检索机制,并以文字列表和图形可视化相结合的方式展现检索结果;设计了软件知识图谱构建框架。基于上述工作,设计并实现了一个面向开源软件项目的软件知识图谱构建工具。实例证明,所构建的软件知识图谱可以更好地帮助软件开发人员进行软件知识的检索与应用。

基于代码结构知识的软件文档语义搜索方法

自然语言文本形式的文档是软件项目的重要组成部分.如何帮助开发者在大量文档中进行高效、准确的信息定位,是软件复用领域中的一个重要研究问题.提出了一种基于代码结构知识的软件文档语义搜索方法.该方法从软件项目的源代码中解析出代码结构图,并以此作为领域特定的知识来帮助机器理解自然语言文本的语义.这一语义信息与信息检索技术相结合,从而实现了对软件文档的语义检索.在StackOverflow问答文档数据集上的实验表明,与多种文本检索方法相比,该方法在平均准确率(mean average precision,简称MAP)上可以取得至少13.77%的提升.

一种基于图数据库的代码结构解析与搜索方法

软件复用是在软件开发中避免重复劳动的解决方案.在复用一个已有的软件项目时,软件开发人员通常需要理解某些代码元素以及其间的关联关系,称之为代码结构.软件开发人员一般通过浏览软件源代码的方式理解代码结构.由于源代码往往规模较大且结构复杂,理解代码结构通常会耗费大量的时间与精力.因此,将软件开发人员想要理解的代码结构自动、清晰地展示出来是很有帮助的.提出一种基于图数据库的代码结构解析与搜索方法以实现这一目的.这一方法可对软件的代码结构进行解析,并在图数据库中对其进行有效的组织和管理.搜索时,软件开发人员输入自然语言查询语句,该方法中的搜索机制会分析查询语句,并从图数据库中截取出与其相对应的代码结构进行展示.该方法具有高度的可扩展性:不同粒度的结点与多样化的关联关系可以容易地存储进图数据库中,且面向不同搜索目的的代码结构搜索算法亦可以容易地集成进搜索机制中.这一方法已在相应的工具中得到了实现,其有效性在一个商业案例研究中得到了验证.

基于大数据的软件项目知识图谱构造及问答方法

随着软件规模的不断扩大、软件演化周期的不断延长,构建软件项目知识图谱对软件维护、软件开发的意义越来越重大。如何基于软件项目开发过程中产生的源代码、邮件列表、缺陷报告等多源异构大数据,快速构建语义关联丰富的软件知识图谱,是软件工程领域亟待解决的关键问题。提出了以代码结构为核心的软件知识图谱模型,建立了“知识抽取-知识融合”两层软件知识图谱构造框架,该框架支持软件项目知识图谱的自动构造以及基于知识图谱的软件项目智能问答,有效提高了软件项目理解和软件复用的效率。目前,软件项目知识图谱已经在Apache开源社区以及国内著名软件企业成功展开应用实践。

基于图嵌入的软件项目源代码检索方法

源代码检索是软件工程领域的一项重要研究问题,其主要任务是检索和复用软件项目API(application programinterface,应用程序接口).随着软件项目的规模越来越大、越来越复杂,当前,源代码检索一方面需要提高基于自然语言API查询的准确性,另一方面需要定位和展示目标API及其相关代码之间的关联,以更好地辅助用户理解API的实现逻辑和使用场景.为此,提出一种基于图嵌入的软件项目源代码检索方法.该方法能够基于软件项目源代码自动构建其代码结构图,并通过图嵌入对源代码进行信息表示.在此基础上,用户可以输入自然语言问题、检索并返回相关的API及其关联信息构成的连通代码子图,从而提高API检索和复用的效率.在以开源项目Apache Lucene和POI为例的检索实验中,该方法检索结果的F1值比现有基于最短路径的方法提高了10%,同时显著缩短了平均响应时间.

两自由度4-UPS/U并联机构位置逆解分析

以模拟船舶纵横摇摆运动的灵巧度与位置为研究对象。采用螺旋理论建立并联机构驱动与约束的完整雅克比矩阵,对4-UPS/U并联机构的完整雅可比矩阵进行奇异值分解,利用Grassmann线几何法得到并分析机构可能存在的奇异位,采用条件数k分析了4-UPS/U并联机构的灵巧度,提出一种较好避免上述奇异位的机构构型。根据机构运动几何约束条件,运用矢量代数法建立该机构的运动学位置逆解模型,编制Matlab程序,仿真得到杆长随角度转动的变化规律。