ExplorViz：软件三维可视化与协作研究的开源软件影响

软件影响6（2020）100034原始软件出版物ExplorViz：软件可视化、理解和协作研究WilhelmHasselbring，Alexander Krause，Christian Zirkelbach软件工程组，基尔大学，D-24098基尔，德国A R T I C L E I N F O保留字：软件工程研究软件可视化软件理解软件协作虚拟现实A B标准ExplorViz支持软件可视化、软件理解任务和软件协作的研究。为了实现这一点，ExplorViz提供了从软件景观层到个别软件应用程序的水平。通过虚拟现实中的沉浸式3D可视化，ExplorViz还支持软件开发团队的协作。研究工具的开发始于2012年，并发展成为一个强大的，可扩展的开源软件，已被用于各种软件工程研究项目。本文回顾了它的历史、发展和研究影响。代码元数据当前代码版本1.5.0用于此代码版本的代码/存储库的永久链接https://github.com/SoftwareImpacts/SIMPAC-2020-36可复制胶囊Apache许可证，版本2.0使用Git的代码版本控制系统使用的软件代码语言、工具和服务Java、JavaScript、TypeScript编译要求、操作环境依赖性Java 11或更高版本、Docker如果可用，链接到开发人员文档/手册https://github.com/ExplorViz/Docs/wiki问题支持电子邮件https://www.explorviz.net/team.php软件元数据当前软件版本1.5.0此版本可执行文件的永久链接https://www.explorviz.net/download.php可复制胶囊法律软件许可证Apache许可证，2.0各种计算平台/操作系统，包括Linux、OS X、Microsoft Windows、类Unix安装要求依赖Docker用户手册链接https://github.com/ExplorViz/docker-configuration问题支持电子邮件https://www.explorviz.net/team.php1. 软件可视化、理解和协作ExplorViz使用动态分析技术来提供大型软件环境中通信的实时跟踪可视化。它的目标是软件系统和程序在这些场景中的理解，同时仍然提供应用程序内通信的细节。景观透视图丰富了以前的系统可视化，增加了抽象层次，便于有效理解软件应用程序之间的通信和交互上∗通讯作者。从软件应用层面的角度来看，ExplorViz利用了3D城市隐喻[1]，并结合了显示分析重点细节的交互式概念。为了获得最佳的可访问性，ExplorViz是作为一个基于Web的工具实现的。随着3D城市隐喻可视化的软件应用程序，新的协作交互风格已经调查与ExplorViz更有效和高效的程序理解过程中的软件开发团队。ExplorViz的可用性和有效性已在电子邮件地址：hasselbring@email.uni-kiel.de（W. Hasselbring），akr@informatik.uni-kiel.de（A. Krause），czi@informatik.uni-kiel.de（C.Zirkelbach）。https://doi.org/10.1016/j.simpa.2020.100034收稿日期：2020年8月20日;接受日期：2020年9月1日2665-9638/©2020作者。由Elsevier B.V.出版。这是一篇开放获取的文章，使用CC BY许可证（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表软件影响杂志 首页：www.journals.elsevier.com/software-impactsW. Hasselbring，A. Krause和C. Zirkelbach软件影响6（2020）1000342图1.一、 ExplorViz利用3D城市隐喻在软件应用程序层面进行可视化。通过各种实证实验，提高了与竞争方法相比的效率和有效性ExplorViz的核心研究主题是软件可视化，软件理解和软件工程协作，以及这些主题的组合软件可视化关注与软件系统相关的信息的可视化，例如体系结构，其运行时行为，以及其开发过程，通过静态，交互式或动画的2D或3D可视化表示其结构，执行，行为和演化。作为一个例子，图1显示了ExplorViz如何利用3D城市隐喻来可视化软件系统的应用程序级透视图软件理解关注的是软件工程师维护现有软件的方式。软件理解是软件开发过程中一个重要的认知过程，因为开发人员的大部分时间都花在理解已有的软件上。软件工程中的协作涉及协调软件工程师的工作，以团队形式设计，实现和维护大型软件系统。ExplorViz支持软件理解和软件设计方面的2. 发展历史开源研究项目ExplorViz [2ExplorViz支持对大型软件环境进行实时监控和可视化。因此，该工具提供了两种类型的可视化--企业级和应用程序级透视图。第一个概述了一个受监控的软件环境，包括几个服务器，应用程序和之间的通信。第二个视角将软件环境中的单个该工具的目标是帮助开发人员和操作人员理解系统和程序的过程。该软件从一开始就在GitHub上开发，有一些核心开发人员和许多合作者（超过40名学生）。自第一个版本以来，已经实现了几个扩展，这增强了工具2016年，我们开始迁移和现代化我们采用的架构和技术堆栈，以提高软件和开发人员之间的协作。这样，ExplorViz本身就成为了一个研究对象，成为了软件模块化和现代化的研究对象。有了新的模块化微服务架构，新的项目开发者，例如，学生不必从头开始就了解整个他们现在可以通过在插件扩展的基础上实现新的机制来随着这一现代化，以前自己的专门监测组件已被通用Kieker监测框架[6，7]取代 图 2显示了ExplorViz [ 8 ]的新模块化、可扩展的软件架构。自2017年以来，我们不断扩展和改进ExplorViz的虚拟现实（VR）功能。从单用户虚拟现实方法开始，作为现有ExplorViz在屏幕上的应用级可视化的替代方案，我们在2019年实现了第一个多用户虚拟现实方法，并在2020年实现了一个完全协作的多用户虚拟现实方法，提供了企业级视角。最新版本允许多个用户使用头戴式显示器和特定的控制器来协作探索和理解VR中的监控软件系统基于映射到相关控制器的几个手势，用户能够与沉浸式软件可视化交互，从而可以在团队中执行系统和程序理解任务。即使是位于不同地点的开发人员现在也能够进行协作使用ExplorViz。3. 研究影响ExplorViz 的 可 视 化 成 功 应 用 于 软 件 工 程 研 究 的 研 究 领 域 与ExplorViz相关，SynchroVis [20]作为一种通过3D可视化分析并发的除 了 将 ExplorViz 用 于 软 件 可 视 化 、 理 解 和 协 作 的 研 究 之 外 ，ExplorViz本身也被用作研究对象。这包括大量监控数据的可扩展和弹性处理[21]，应用程序发现[22]以及将单片软件系统迁移到微服务架构[8，234. 行业影响ExplorViz还参与了几项工业合作。例如PPI AG（基尔）和AdessoSE（汉堡）[26]。这些行业合作和案例研究也可作为评估W. Hasselbring，A. Krause和C. Zirkelbach软件影响6（2020）1000343图二. ExplorViz的模块化、可扩展的软件架构[8]。ExplorViz方法，影响ExplorViz的发展，并提供对真实世界数据的访问ExplorViz是一个开源研究软件[27]，在Apache许可证2.0版下许可，因此它可以在商业上使用而不受任何限制。这种许可证是技术转让的良好法律框架。“商业模式”不是基于通过许可获得的预期收入，而是基于软件的影响力在这种情况下，更频繁地使用软件意味着更大的影响。这种影响是后续项目的一个很好的基础。我们还使用ExplorViz作为软件工程教育的示例软件系统。竞合利益作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，可能会影响本文报告的工作致谢许多同事以不同的方式和强度为ExplorViz做出了贡献。1请注意，我们不仅承认对源代码的贡献。贡献研究人员通常参与其中，因为他们正在从事与ExplorViz相关的研究项目。学生通常会将ExplorViz作为其ExplorViz相关研究论文工作的一部分或作为学生助理的就业引用[1]R. Wettel，M. Lanza，Visualizing software systems as cities，in：Proceedings ofthe 4th IEEE International Workshop on Visualizing Software for Understandingand Analysis，2007，pp. 92http://dx.doi.org/10.1109/VISSOF.2007.4290706[2]F. Fittkau ， J.Waller ， C. Wulf ， W. 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Zirkelbach软件影响6（2020）1000344[20] J. Waller，C. Wulf，F. Fittkau，P. Döhring，W. Hasselbring，SynchroVis：城市隐喻中用于分析并发性的监测轨迹的3D可视化，在：第一届IEEE软件可视化国际工作会议（VISSOFT2013），2013年，第113页。1http://dx.doi.org/10.1109/VISSOFT.2013.6650520[21] F. Fittkau ， W. Hasselbring ， Elastic application-level monitoring for largesoftware landscapes in the cloud，in：M.维拉里湾Dustdar（Ed.）， 面向服务和云计算 ，在 ：计算 机科学讲 义，第9306卷，Springer-Verlag， 2015年， pp.80http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-24072-5_6[22] A.克劳斯角，澳-地Zirkelbach，W. Hasselbring，通过ExplorViz应用程序发现简化 软 件 系 统 监 控 ， Softwartechnik-Trends 39 （ 3 ） （ 2019 ） 46 网 址http://pi.informatik.uni-siegen.de/stt/39_3/index.html。[23] C. Zirkelbach，A.克劳斯，W。Hasselbring，用于协作开源开发的研究软件的模块化，在：第九届高级协作网络，系统和应用国际会议（COLLA 2019），2019年，pp. 1-7号。[24] C. Zirkelbach，A.克劳斯，W。Hasselbring，关于ExplorViz面向协作开源开发的模块化，技术报告TR 1902，基尔大学，2019年。[25] C. 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