SOVA Seminarium magisterskie i badawcze

Nazwa

Analiza, wizualizacja i optymalizacja oprogramowania
Software Optimisation, Visualisation and Analysis (SOVA)

Skrócony opis

Seminarium jest przeznaczone dla osób zainteresowanych automatyczną analizą, optymalizacją i refaktoryzacją oraz wizualizacją oprogramowania. Interesują nas zarówno zagadnienia badawcze jak i praktyczne zastosowania oraz studia przypadków. Zajmujemy się opracowaniem podstaw, technik i narzędzi do automatyzacji wymienionych czynności. W ramach seminarium będziemy także badać wpływ nowych paradygmatów i technologii (np. NoSQL, cloud, HTML5 i Android, nowe języki programowania) na architekturę systemów, ich wydajność, wzorce i anty-wzorce projektowe i architektoniczne.

Pełny opis

Seminarium jest przeznaczone dla osób zainteresowanych automatyczną analizą, optymalizacją i refaktoryzacją oraz wizualizacją oprogramowania. Interesują nas zarówno zagadnienia badawcze jak i praktyczne zastosowania oraz studia przypadków. Zajmujemy się opracowaniem podstaw, technik i narzędzi do automatyzacji wymienionych czynności. Stopień trudności powstających prac magisterskich będzie dostosowany do potrzeb konkretnego studenta: od bardzo ambitnych zadań badawczych mających na celu powstanie nowych metodyk i procedur do mniej ryzykownych (ale jakże wdzięcznych!) zadań implementacyjnych przy realizacji konkretnych narzędzi.

W ramach seminarium będziemy także badać wpływ nowych paradygmatów i technologii (np. NoSQL, cloud, HTML5 i Android, nowe języki programowania) na architekturę systemów, ich wydajność, wzorce i anty-wzorce projektowe i architektoniczne. Zdefiniujemy te wzorce oraz opracujemy metody ich wykrywania i refaktoryzacji. Zaprojektujemy narzędzia wspierające automatyzację tych metod. Zaimplementujemy te narzędzia i zweryfikujemy ich użyteczność w praktyce.

Prowadzący seminarium a także biorący w nim udział doktoranci mają doświadczenie w przedsięwzięciach komercyjnych, m.in. w Google, Microsoft i startupach technologicznych.

Tematyka seminarium obejmuje (choć nie jest ograniczona do) następujące tematy:

Architektura i projektowanie oprogramowania
Wzorce architektoniczne i projektowe z uwzględnieniem nowych technologii
Anty-wzorce wydajnościowe i jakościowe
Automatyczna refaktoryzacja anty-wzorców, defektów i złych praktyk
Automatyczna optymalizacja na poziomie aplikacji, języka oraz maszyny wirtualnej
Analiza i prognozowanie jakości oprogramowania
Eksploracja oprogramowania
Badania empiryczne w inżynierii oprogramowania
Synteza programów
Wizualizacja oprogramowania
Automatyczne generowanie testów

Przykładowe tematy prac magisterskich

Użycie grafowych algorytmów grupowania w realizacji zadań wywiadu architektonicznego
Analiza i ładowanie do hurtowni architektonicznej kodu programów w językach z silnymi typami.
Analiza i ładowanie do hurtowni architektonicznej kodu programów w językach z luźnymi typami, np. duck typing

statycznie w oparciu o graf
dynamicznie z pomocą kieckera

Formułowanie i wyznaczanie wartości miar oprogramowania w grafowym modelu hurtowni architektonicznej.
Detect Tartars before they surround your camp. Sposoby wykrywania złych tendencji w przedsięwzięciach informatycznych
Język do definiowania ograniczeń w grafie

trzeba z Robertem porozmawiać
trzeba co najmniej sprawdzić czy jest coś co chcemy sprawdzać a nie daje tego np.: sonar

zmiany w organizacji struktury projektu w celu maksymalizacji określonych metryk (coupling factor)

pakiety robione wg zależności a nie podział std podział funkcjonalny
jaki to będzie miało wpływ na

grafowy edytor kodu w javie (idea piszemy w javie - np edytor jak w ecl zapisujemy w grafie)

duże i trudne
trzeba by zrobić praktycznie pełny parser Javy (albo chocia obecny mocno poszerzyć)
praca mocno inżynierska

Pomysły Maćka Broniarza

"Technologie ICT w rozwiązaniach Cloud Computing"

Aplikacje w chmurze

budowa aplikacji dla chmury
zarządzanie użytkownikami w aplikacjach cloud
projektowanie aplikacji WWW dla systemów rozproszonych
rozproszone systemy plików
bazy noSQL
rozkładanie obciążenia HTTP/HTTPS
projektowanie skalowalnych aplikacji WWW
wykorzystywanie zasobów on-demand

Wirtualne centrum danych

wirtualizacja vs parawirtualizacja
optymalizacja wykorzystania I/O
projektowanie wirtualnego datacenter
jak budować konwergentną infrastrukturę
projektowanie multi-tier storage
zapewnianie redundancji i wysokiej dostępności serwerów wirtualnych
programowanie automatyzacji w datacenter
jak wykorzystać software-defined networks
monitorowanie i reagowanie na awarie

Bezpieczeństwo Cloud Computing

cloud computing - jak zarządzać bezpieczeństwem w chmurze
monitorowanie miejsca przetwarzania danych
federacyjne zarządzanie uprawnieniami i tożsamością
audyt bezpieczeństwa aplikacji w chmurze
ataki na systemy cloud computing

Pomysły Cezarego Bartoszuka

Refactoring kodu jako transformacje grafu
Przy założeniu, że nasz model grafowy jest rozszerzony o abstrakcyjne drzewo składni na poziomie klas i metod możemy zaimplementować transformacje grafowe, które będą przeprowadzać popularne refactoringi takie jak: przenieś metodę w górę/w dół hierarchi dziedziczenia; wydziel metodę; wprowadź zmienną; zainlinuj metodę.
Niektóre refactoringi (jak np. przenieś metodę w górę hierarchi dziedziczenia) można zaimplementować raz do wielu języków.
Pomiar działań programistów w projekcie
Weźmy model grafowy rozszerzony o abstrakcyjne drzewa składniowe oraz o rewizje. Dodajmy do niego programistów jako autorów rewizji. Co możemy powiedzieć o aktywności / charakterze działań programistów?

Pomysły Grześka Timoszuka

Wykrywanie bad smelli/antywzorców projektowych w grafowym modelu hurtowni architektonicznej.
Dodawanie nowych języków (np.: Scala, Groovy) programowania do grafowaego modelu hurtowni architektonicznej.
Dodanie do zależności wynikających z IoC (np.: Spring) do grafowaego modelu hurtowni architektonicznej i analiza wpływu tych informacji na hurtownię.
Zdefiniowanie i dodanie nowych metryk (np.: Pokrycie kodu testami ale na poziomie metod) w oparciu o grafowy model hurtowni danych.
Dodanie do grafowego modelu hurtowni danych informacji na temat modelu danych (np.: JPA, Hibernate) i analiza wpływu tych informacji na hurtownię.
Automatyczne generowanie diagramów UML na podstawie danych zawartych w grafowej hurtowni danych.
Wtyczka do IDE (np Elipse, IDEA), która pozwala składować kod programu od razu w grafowej hurtowni danych.
Dodanie języka do definiowania ograniczeń i wymagań w grafowej hurtowni danych. Proste ograniczenia to np.: zakaz używania klasy/pakietu/biblioteki w projekcie, zakaz zmiany interfejsu. Proste wymagania to np.: liczba testów dla każdej
wzorce projektowe na grafie

trudne
heurystyki?

poszukiwanie nietestowanych scieżek wywołań