背景：北京軟件公司組織中部署的軟件應(yīng)用程序的數(shù)量不斷增加。這些應(yīng)用程序 - 通常是數(shù)百個 - 形成大型軟件風(fēng)景。
目標(biāo)：這種景觀及其應(yīng)用的理解常常受到建筑侵蝕，人員流失或需求變化的阻礙。因此，需要一種有效和有效的理解這種軟件風(fēng)景的方法。
方法：在我們的ExplorViz可視化中，我們引入了針對大型軟件風(fēng)景快速準(zhǔn)確地解決系統(tǒng)理解任務(wù)的分層抽象。除了在景觀層面上的層次可視化外，ExplorViz還提供從景觀到個人應(yīng)用層面的多層次可視化。通過與Extravis方法的比較，利用物理模型和虛擬現(xiàn)實(shí)對3D應(yīng)用程序級可視化進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)評估。為了評估ExplorViz，我們進(jìn)行了四個對照實(shí)驗(yàn)。我們提供包含所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的軟件包，以便我們的結(jié)果的可驗(yàn)證性，可重復(fù)性和進(jìn)一步擴(kuò)展性。
結(jié)果：與平面可視化相比，我們觀察到層次可視化的任務(wù)正確性的統(tǒng)計(jì)顯著增加。花費(fèi)的時間沒有顯示任何顯著差異。為了與Extravis進(jìn)行比較，我們觀察到使用ExplorViz解決程序理解任務(wù)導(dǎo)致正確性的顯著增加和花費(fèi)在較少或相似的時間內(nèi)。物理模型通過啟動基于手勢的交互而改進(jìn)了針對特定任務(wù)的基于團(tuán)隊(duì)的程序理解過程，但并不適用于所有任務(wù)。我們的虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)的參與者ExplorViz將實(shí)現(xiàn)的翻譯，旋轉(zhuǎn)和選擇手勢評為高可用性。然而，我們的縮放手勢不太受歡迎。
結(jié)論：結(jié)果表明我們的分層和多層次的方法增強(qiáng)了景觀和應(yīng)用程序可視化的現(xiàn)有狀態(tài)，從而更好的軟件系統(tǒng)理解，包括與物理模型和虛擬現(xiàn)實(shí)的新形式的交互。
雖然程序理解已被廣泛研究，但系統(tǒng)理解受到的關(guān)注較少。從歷史的角度來說，當(dāng)程序達(dá)到數(shù)百行代碼時，程序的理解變得很重要。企業(yè)中的IT基礎(chǔ)架構(gòu)通常由數(shù)以百計(jì)的應(yīng)用程序組成大型軟件景觀。因此，系統(tǒng)理解 - 在我們的術(shù)語中，對這種景觀的理解 - 是維護(hù)過程的關(guān)鍵部分。這種情況通過例如云計(jì)算來加強(qiáng)，云計(jì)算通過復(fù)制節(jié)點(diǎn)提供可擴(kuò)展性，從而增加部署的應(yīng)用程序的數(shù)量。
實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)理解的一種方法是軟件風(fēng)景可視化。當(dāng)前軟件風(fēng)景可視化主要發(fā)生在應(yīng)用程序性能管理（APM）工具中。在對它們進(jìn)行調(diào)查時，我們觀察到這些工具通常使用平面圖形表示節(jié)點(diǎn)，應(yīng)用程序和通信。
相比之下，我們的ExplorViz方法提供了大型軟件風(fēng)景的實(shí)時跟蹤可視化，引入了三個層次抽象。首先，存在由一個或多個服務(wù)器節(jié)點(diǎn)組成的系統(tǒng)。其次，特別針對云環(huán)境及其橫向可擴(kuò)展性設(shè)計(jì)，我們的分層可視化功能是運(yùn)行相同應(yīng)用程序配置的集群節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)組。第三，應(yīng)用之間的通信量由通信鏈路的厚度表示。
除了在景觀層面上這樣層次化的可視化外，ExplorViz方法提供了從景觀層面到應(yīng)用層面的多層次監(jiān)控。
雖然這些可視化似乎是合理的，但仍然應(yīng)該評估它們是否對理解過程有任何益處]。例如，用戶可能不了解抽象，或者抽象可能不支持，甚至可能阻礙用戶解決系統(tǒng)理解任務(wù)。
本文在這方面的主要貢獻(xiàn)是：

• 1。
• 使用ExplorViz介紹了大型軟件景觀的層次和多層可視化，包括其元模型以及從監(jiān)控軌跡生成這些模型的過程。
• 2。
• 將可控實(shí)驗(yàn)的可重用設(shè)計(jì)和執(zhí)行與平面景觀可視化與系統(tǒng)理解任務(wù)中的層次景觀可視化進(jìn)行了比較，重點(diǎn)介紹了我們?nèi)绾尾僮魇芸貙?shí)驗(yàn)的方法。這包括對錯誤的典型來源的徹底分析以及參與者為每個任務(wù)選擇的策略。
• 3。
• 為了評估ExplorViz的應(yīng)用級可視化，我們總結(jié)了將ExplorViz與Extravis跟蹤可視化方法進(jìn)行比較的受控實(shí)驗(yàn)，用于采用物理3D打印的ExplorViz模型，并在虛擬現(xiàn)實(shí)中探索3D ExplorViz模型。

在評估分級和多級可視化是否帶來好處的同時，我們進(jìn)行了這些實(shí)驗(yàn)以獲得改進(jìn)ExplorViz工具的輸入。