本文關(guān)鍵詞：基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的軟件結(jié)構(gòu)復(fù)雜性分析與建模，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《武漢大學》 2009年

基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的軟件結(jié)構(gòu)復(fù)雜性分析與建模

李桓  

【摘要】：隨著軟件系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜度的不斷增長,如何認識、管理、控制和降低軟件系統(tǒng)的復(fù)雜性就成為軟件工程面臨的巨大挑戰(zhàn)。經(jīng)過長期的工程實踐,軟件開發(fā)者認識到大規(guī)模的復(fù)雜軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與其功能、質(zhì)量之間的關(guān)系十分密切。如何構(gòu)建軟件良好的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)維護時如何對軟件的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,一直都是軟件工程領(lǐng)域研究的重要問題。 傳統(tǒng)的軟件工程方法通常關(guān)注于軟件的局部或者微觀層面結(jié)構(gòu)特征,忽略了一些重要的反映全局結(jié)構(gòu)的整體特性。這使得研究人員難以習慣從整體和全局的角度來研究大規(guī)模的軟件系統(tǒng),導(dǎo)致長期以來對軟件的本質(zhì)缺乏清晰的認識,也不能了解的軟件整體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性的演化規(guī)律。最近幾年,許多研究人員發(fā)現(xiàn)抽象為網(wǎng)絡(luò)模型的軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)展現(xiàn)出小世界和無標度的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特性,認為軟件系統(tǒng)是一種人工復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),突破了軟件的傳統(tǒng)思維方式。通過軟件工程與復(fù)雜系統(tǒng)的學科交叉研究,用網(wǎng)絡(luò)的觀點來重新審視軟件,形成軟件的網(wǎng)絡(luò)觀,從整體和全局的角度來探索和發(fā)現(xiàn)復(fù)雜軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特性、演化規(guī)律和由此產(chǎn)生的行為特征,將有助于正確、全面地認識和理解軟件的本質(zhì)特征,為解決軟件的復(fù)雜性問題奠定基礎(chǔ)。雖然近年來復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)與軟件工程的交叉研究取得了一些成果,但是由于關(guān)于軟件結(jié)構(gòu)的研究剛剛起步,也存在下面的一些問題：缺乏針對包括系統(tǒng)演化和實時運行兩個動態(tài)過程的軟件結(jié)構(gòu)動態(tài)行為的研究；目前研究人員還普遍存在著單純采用點和邊形式的圖來抽象軟件的結(jié)構(gòu)是否會能全面或者充分描繪軟件系統(tǒng)的困惑；度量軟件部件之間相互作用的復(fù)雜性是否準確、合理和全面；缺乏針對軟件系統(tǒng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型；如何才能真正建立軟件整體結(jié)構(gòu)特性與軟件質(zhì)量之間關(guān)系? 針對上述問題,本文以學科交叉融合為背景、以探索軟件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性為目標,分析其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性的演化規(guī)律和其動態(tài)活動的動力學行為,建立結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的演化模型,度量軟件部件之間相互作用的復(fù)雜性,為量化軟件的復(fù)雜性提供基礎(chǔ),也為提高軟件系統(tǒng)的質(zhì)量提供一種思路與方法。圍繞上述研究目標和內(nèi)容,本文所做工作的主要工作歸納如下： (1)綜合采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的理論與方法和軟件工程的度量指標從系統(tǒng)的層次上詳細分析和研究了軟件系統(tǒng)在系統(tǒng)演化和版本升級過程中所表現(xiàn)出來的系統(tǒng)特性和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律,從系統(tǒng)層次上詳細分析了他們源代碼的演化過程,從理論上深刻揭示了一類面向?qū)ο筌浖到y(tǒng)的演化動力學特性和規(guī)律。這些規(guī)律的發(fā)現(xiàn)對于從宏觀的角度去深刻認識、理解、控制面向?qū)ο筌浖到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)和演化特性提供了的理論基礎(chǔ)。 (2)根據(jù)軟件演化的動力學分析所得到的結(jié)論,采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)理論進行了解釋,提出了面向?qū)ο筌浖到y(tǒng)的無標度(無向的和有向的)演化模型,深刻解釋了作為軟件復(fù)雜性之一的無標度特性的演化機理。 (3)探索和設(shè)計了面向?qū)ο筌浖膭討B(tài)網(wǎng)絡(luò)的分析方法,通過實例發(fā)現(xiàn)了面向?qū)ο蟮能浖到y(tǒng)在實時運行過程中生成的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)具有復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)所特有的小世界特性和無標度特性。這些特性的發(fā)現(xiàn)可以用在系統(tǒng)測試、軟件質(zhì)量的評價、系統(tǒng)資源的回收利用等方面,對于豐富面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計具有重要的意義。 (4)為了能夠更加全面的度量軟件系統(tǒng)部件間的復(fù)雜關(guān)系,首先采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的方法對軟件系統(tǒng)進行了抽象,本文提出了一對能夠反映軟件質(zhì)量的耦合因子——影響耦合因子和錯誤影響耦合因子。 目前,軟件工程與復(fù)雜系統(tǒng)的學科交叉研究才剛剛起步。用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的方法來研究和認識軟件,形成軟件網(wǎng)絡(luò)觀,有助于我們深刻認識軟件的本質(zhì)行為和特征,從而開辟一條軟件工程學研究的新途徑,為推動軟件工程徹底解決軟件復(fù)雜性問題做出應(yīng)有的貢獻。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：武漢大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TP311.52
【目錄】：

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8 中國科學院電工研究所 唐曉泉;[N];中國電子報;2005年

9 于穎 付宇 記者 封官龍;[N];黑龍江經(jīng)濟報;2008年

10 文/黃柳青;[N];計算機世界;2004年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李桓;基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的軟件結(jié)構(gòu)復(fù)雜性分析與建模[D];武漢大學;2009年

2 汪北陽;加權(quán)軟件網(wǎng)絡(luò)的建模、分析及其應(yīng)用[D];武漢大學;2013年

3 王強;構(gòu)件軟件可靠性分析理論與方法研究[D];合肥工業(yè)大學;2012年

4 王紅春;網(wǎng)絡(luò)化軟件多粒度動態(tài)特性分析[D];武漢大學;2010年

5 王中明;基于XML/BACnet的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)研究[D];華中科技大學;2006年

6 代素梅;基于網(wǎng)絡(luò)的流體力學實驗室關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學（北京）;2009年

7 桂良啟;全自動數(shù)字補償毫米波輻射計及其應(yīng)用研究[D];華中科技大學;2005年

8 孟軍;農(nóng)業(yè)生產(chǎn)宏觀決策支持系統(tǒng)的研究及實證分析[D];東北農(nóng)業(yè)大學;2002年

9 郭曉峰;基于SOA和HLA的分布式仿真關(guān)鍵技術(shù)研究[D];解放軍信息工程大學;2011年

10 王克非;超大規(guī)模VOD系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及服務(wù)策略的研究與實現(xiàn)[D];中國人民解放軍國防科學技術(shù)大學;2001年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 莫影;電路故障紅外實時檢測系統(tǒng)研究[D];電子科技大學;2004年

2 曾斌;SR機器人控制系統(tǒng)的研制[D];中南大學;2004年

3 郭洪濤;基于多支撐平臺的普通發(fā)票管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];天津大學;2004年

4 辛子洋;基于Windows DNA體系配電網(wǎng)GIS系統(tǒng)研究與應(yīng)用[D];華北電力大學（河北）;2004年

5 王永靜;調(diào)制域脈沖分析儀系統(tǒng)軟件設(shè)計[D];電子科技大學;2005年

6 沈可微;主項解耦消元法及其軟件設(shè)計[D];南昌大學;2006年

7 王英;基于VxWorks的機載光電觀察搜索系統(tǒng)軟件設(shè)計[D];西北大學;2007年

8 門志勇;CRM系統(tǒng)及應(yīng)用研究[D];首都經(jīng)濟貿(mào)易大學;2002年

9 楊大勇;空中交通管制電子進程單管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];北京郵電大學;2007年

10 寧強;陜西電力通信網(wǎng)綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的研究和設(shè)計[D];西安電子科技大學;2009年

  本文關(guān)鍵詞：基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的軟件結(jié)構(gòu)復(fù)雜性分析與建模，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：228627