基于多粒度软件网络模型的软件系统演化分析

软件系统是一类典型的人工参与的复杂系统,理解软件系统的演化规律有助于更好地指导软件工程实践.本文从包、类和特征三个粒度上构建软件系统的网络模型,利用复杂网络理论依次从网络规模、质量、结构控制三方面定量分析软件系统演化规律.以经典的Lehman演化定律为基准,对比软件系统在不同粒度下的演化差异.研究结果表明：（1）不同粒度下软件系统表现出的演化特性有所不同,其中在类粒度下效果更好;（2）持续增长、持续变化、自我调节和主体维持四项定律表现出与构建软件网络的粒度无关;（3）包粒度下系统演化对软件质量影响不大,而反馈系统定律仅在类粒度下成立.     

基于局域世界的无线传感器网络分簇演化模型

当前无线传感器网络无标度演化模型研究往往将网络视为同质网络,且未充分考虑网络在真实情形下的演化特征,导致所获网络拓扑与实际网络差异明显。因此,基于局域世界理论,考虑无线传感器网络典型分簇结构、能耗敏感与真实网络中普遍存在的节点与链路退出的动态性行为等特征,提出无线传感器网络分簇演化模型。该模型与同类研究成果相比,更为接近真实网络情形。利用平均场理论推导出此模型具有无标度特征。通过研究拓扑生长对网络容错性能影响,发现扩大局域世界规模与提升饱和度约束上限可有效提升网络容错性能。与之相反,簇头比例与节点删除概率的上升将导致网络容错性能的下降。     

基于BA无标度的复杂有向网络演化模型

根据BA无标度网络模型提出了一种具有无标度特性的有向网络演化模型,并设计程序进行了仿真实验,对有向网络的度分布进行了分析,结果表明,利用文中提出的有向网络演化模型生成的复杂有向网络的度分布符合幂律分布,能有效的模拟现实世界的具有无标度特性的复杂有向网络,可以在此模型上展开对复杂有向网络的其他相关拓扑性质的分析及研究。     

基于LabVIEW的BA无标度网络演化模拟软件

BA无标度网络模型可对自然界和人类社会中大多数的网络演化特征进行描述。然而目前还没有一种可以描述BA无标度网络增长特性和优先连接特性的演化模拟软件。针对软件的缺失,设计了基于LabVIEW与Matlab的BA无标度网络演化模拟软件。利用LabVIEW构建人机界面和实现动态演化,并以Matlab计算邻接矩阵、节点度和连接概率等数据。最终实现每点击一次增长按钮,就会增加一个节点的BA无标度网络演化的动态显示。该软件有利于学习和理解BA无标度网络模型。通过BA无标度网络演化示例进行结果验证表明,软件不仅能够演示网络演化过程,还可动态计算邻接矩阵、节点度和连边概率。     

同学网络的拓扑结构研究

基于在线社交网络平台,建立了同学关系网络的初步模型,并结合复杂网络理论相关知识对其拓扑结构进行了研究.在大学生在线社交平台“人人网”上收集相关数据并建立数据库,在此基础上构建相应的社交网络——同学关系网络.研究了该网络的拓扑结构,如度分布、平均最短路径长度、群聚系数、度相关系数等重要统计指标.通过分析发现,该网络具有无标度性和“小世界”特性,并呈现异配模式.同时分析了相关特性形成的机制,并给出初步解释,为相关动力学行为研究提供了实证基础.     

基于随机选择的复杂网络模型研究

复杂网络模型研究对复杂网络学科的发展起着十分重要的作用.本文提出了基于网络节点局域信息随机选择连接节点的复杂网络模型.并通过解析方法计算了网络的度分布.以及仿真分析模型的聚类系数.平均路径长度和网络的社团结构特征.仿真结果表明,本模型生成的网络同时具有小世界特性.无标度特性以及清晰的社团结构特征.已有的研究表明.该模型更加接近现实社会中的网络.     

复杂系统拓扑结构对人工神经网络的优化综述

随着人工神经网络在不同领域的成功应用,改变网络结构以优化其性能成为近年来的研究热点。由于人工神经网络具有广泛的连通性和复杂的结构,在获得高性能的同时,设计时间、布线成本和空间成本都更低的稀释型人工神经网络备受关注。复杂系统理论主要考虑结构对网络整体行为的影响,并将其应用于人工神经网络,使其具有更高的效率和更简单的结构。研究表明,复杂随机拓扑结构在连通性较低的情况下也要优于全连接人工神经网络。但根据神经生物学的研究,具有短特征路径长度和无标度分布的高度聚集的神经元更受青睐,且连接成本更低。因此,将小世界和无标度拓扑应用于人工神经网络成了相关领域的研究热点。文中总结和讨论了小世界、无标度和混合复杂网络与传统的全连接和随机结构对人工神经网络性能的影响。     

基于k-核的大规模软件宏观拓扑结构层次性研究

 大规模软件宏观拓扑结构的层次性研究对软件体系结构的理解与控制具有重要作用.本文首先根据大量大规模开源软件结构的核数统计数据,发现其层次结构的扁平和相对稳定,并论述了以k-核分析大规模软件结构层次性的合理性.在此基础上,以Eclipse 3.4.2版本作为实证分析,对其进行了层次划分,分析了各层层内和层间连接关系,讨论了高层区域与低层区域的拓扑特征.最后,以Eclipse多个版本作为实证分析,从网络规模、度分布、小世界特征等方面对最高层结构演化进行了研究.     

复杂网络模型在移动通信中的应用

在研究移动通信的用户网络中,通常使用无标度网络作为用户的网络模型.本文在传统BA网络模型的基础上,将一个能较好的描述现实复杂网络特征的无标度网络模型应用到移动通信用户网络的建模中.在该模型中,不仅有新用户不断的加入,也有旧用户的退出,并考虑这种用户网络模型中任意两个节点之间有连边删除的情况.最后,在建立的此用户模型的基...     

局域世界线性增长的网络演化模型

从BA无标度网络的两个假设出发,对局域世界演化模型作了一点修改,提出了一个新的网络模型--局域世界线性增长的网络演化模型,连续介质理论方法和计算机模拟表明:当时间t→∞时,局域世界线性增长的网络最终将演化为无标度网络,度分布将遵循幂律分布.