背景：北京軟件公司組織中部署的軟件應用程序的數量不斷增加。這些應用程序 - 通常是數百個 - 形成大型軟件風景。
目標：這種景觀及其應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景快速準確地解決系統理解任務的分層抽象。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實對3D應用程序級可視化進行經驗評估。為了評估ExplorViz，我們進行了四個對照實驗。我們提供包含所有實驗數據的軟件包，以便我們的結果的可驗證性，可重復性和進一步擴展性。
結果：與平面可視化相比，我們觀察到層次可視化的任務正確性的統計顯著增加。花費的時間沒有顯示任何顯著差異。為了與Extravis進行比較，我們觀察到使用ExplorViz解決程序理解任務導致正確性的顯著增加和花費在較少或相似的時間內。物理模型通過啟動基于手勢的交互而改進了針對特定任務的基于團隊的程序理解過程，但并不適用于所有任務。我們的虛擬現實實驗的參與者ExplorViz將實現的翻譯，旋轉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。
結論：結果表明我們的分層和多層次的方法增強了景觀和應用程序可視化的現有狀態，從而更好的軟件系統理解，包括與物理模型和虛擬現實的新形式的交互。
雖然程序理解已被廣泛研究，但系統理解受到的關注較少。從歷史的角度來說，當程序達到數百行代碼時，程序的理解變得很重要。企業中的IT基礎架構通常由數以百計的應用程序組成大型軟件景觀。因此，系統理解 - 在我們的術語中，對這種景觀的理解 - 是維護過程的關鍵部分。這種情況通過例如云計算來加強，云計算通過復制節點提供可擴展性，從而增加部署的應用程序的數量。
實現系統理解的一種方法是軟件風景可視化。當前軟件風景可視化主要發生在應用程序性能管理（APM）工具中。在對它們進行調查時，我們觀察到這些工具通常使用平面圖形表示節點，應用程序和通信。
相比之下，我們的ExplorViz方法提供了大型軟件風景的實時跟蹤可視化，引入了三個層次抽象。首先，存在由一個或多個服務器節點組成的系統。其次，特別針對云環境及其橫向可擴展性設計，我們的分層可視化功能是運行相同應用程序配置的集群節點的節點組。第三，應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用層面的多層次監控。
雖然這些可視化似乎是合理的，但仍然應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理解任務。
本文在這方面的主要貢獻是：

• 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控軌跡生成這些模型的過程。
• 2。
• 將可控實驗的可重用設計和執行與平面景觀可視化與系統理解任務中的層次景觀可視化進行了比較，重點介紹了我們如何操作受控實驗的方法。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選擇的策略。
• 3。
• 為了評估ExplorViz的應用級可視化，我們總結了將ExplorViz與Extravis跟蹤可視化方法進行比較的受控實驗，用于采用物理3D打印的ExplorViz模型，并在虛擬現實中探索3D ExplorViz模型。

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