网络化软件的基本特征探讨

从复杂网络与软件工程交叉研究的角度,把网络化软件作为一类人工的复杂网络,引入了网络化软件的概念,把其中的软件单体映射为节点、软件与软件之间的相互作用映射为边,分析了网络化软件与网络软件的基本区别,从复杂网络的统计特征参数出发,对网络化软件拓扑的不均匀性、小世界特性、无尺度特性以及鲁棒性与脆弱性并存等特性进行了探讨.通过特征分析,提出了利用网络拓扑特征提高软件鲁棒性、改善软件系统的设计、开发和测试方法.这些结果对提高软件质量具有有益的启示和指导意义.     

复杂网络与网络化软件系统

复杂网络理论是对复杂系统的高度抽象,实证研究发现网络化复杂软件系统的拓扑结构具有复杂网络的特征.复杂网络理论的最新研究成果,为网络化复杂软件系统的开发提供了新的数学基础.提出一种基于复杂网络的网络化软件工程,探讨了复杂网络理论在网络化复杂软件系统的建模、测试和度量中的应用.     

软件网络的多粒度拓扑特性分析及其应用

随着软件与网络的融合,以网络为基础的软件系统在规模、用户数量、组成单元的交互关系方面都成数量级的增长,成为一类重要的复杂系统,超出了开发人员的理解和控制.文中首先分析软件工程40年来软件开发设计方法学的变迁历程,并给出软件网络的定性描述,提出网络时代软件工程的新观点.然后以eCos开源系统为分析载体,从不同粒度上对网络模型进行拓扑特性分析,结果表明该载体网络在不同粒度上具有自相似的结构特性.最后针对嵌入式系统的本质特性,从节点异质性、局部抱团性和多粒度的网络规模简约3个方面进行实证分析,用以指导嵌入式软件系统的可配置、可裁剪目标,从而达到资源的最小负载.     

复杂动力网络及其在软件工程中的应用

随着信息技术和生命科学的迅猛发展,复杂网络在过去10年迅速发展成为一个多学科交叉的新的热点研究领域.21世纪是复杂系统和复杂网络的世纪,复杂网络的深入研究直接关系到人们的日常生活和许多重要科学分支的发展.如何提高大规模复杂网络的传输效率、增强网络的安全可信程度和稳定性、防止恶意袭击(如计算机病毒和流行病的传播)以及随机错误给人们造成的重大损失等问题,这些问题的根本解决都依赖于复杂网络理论与技术的发展.简要地回顾国内外过去10年在复杂网络领域的主要研究进展及其在软件工程中的典型应用,包括复杂网络的建模、同步、控制以及网络化软件,试图推进国内复杂网络与软件工程的交叉研究.     

软件动态执行网络建模及其级联故障分析

随着人们对软件功能需求的不断增加,软件系统的结构和规模越来越复杂。如何对复杂软件系统的拓扑结构及其质量进行有效分析和评估是软件工程中亟待解决的难题。采用复杂网络理论对软件系统进行建模和求解,将软件源代码中的函数作为节点,函数之间的调用关系看作有向边,函数调用次数作为边的权重,提出了一种软件动态执行加权网络模型的构建方法。通过对TAR、GEDIT、EMACS这3个开源软件系统的建模及网络特征分析,发现软件系统动态执行的加权拓扑网络满足小世界效应和无标度特性,即符合复杂网络特性。基于此结论,进一步利用CML(耦合映像格子)网络故障传播模型对软件系统的级联效应进行了模拟,通过实验发现了影响软件级联故障的主要因子,这些因子为软件质量保证等研究提供了重要支持。     

软件执行过程的加权复杂网络

软件规模庞大,结构复杂,使软件测试和软件可信性评价成为一个亟待解决的理论问题,可信软件研究也因此成为目前软件工程研究的热点。实验证明大型软件的静态函数调用网络和动态执行所得到的函数调用加权（函数调用次数）网络都具有小世界效应和无标度特性,这就为采用基于关键模块和关键路径的软件测试方法提供了理论依据,从而提高测试效率,降低测试费用。提出基于关键路径的测试方法,利用较少的测试用例覆盖较多的软件执行过程。     

数据挖掘技术在软件工程中的应用综述

随着软件系统的规模和复杂性日益增长,软件开发已经演变成一项复杂的系统工程.软件工程中的对象、活动和过程更加难以控制和管理,因此该领域原有的经验直觉型的处理模式已经不能适应新的需求,而数据挖掘技术的引入为实现知识智能型软件工程提供了重要契机.以软件工程领域中的数据对象为主线,对在程序代码分析、故障检测、软件项目管理、开源软件开发等软件活动中所运用到的数据挖掘技术进行了系统的介绍和归纳,并在每一环节作了方法间的优劣性对比分析.最后还指出了若干值得进一步研究的方向.     

基于复杂网络的软件结构度量方法综述

计算机软件复杂性与软件质量、开发成本和生产效率等密切相关,软件复杂性的度量和控制是计算机科学的挑战性问题之一.近年来复杂网络研究的兴起为研究软件系统结构复杂性提供了新的理论、方法和工具,该方法克服了传统软件结构度量方法侧重微观统计、缺乏全局性和整体性等缺点,构成了复杂网络与传统软件工程的交叉研究领域.对该领域的研究工作进展进行了介绍,从软件网络结构特征分析、建模以及研究成果的初步应用3个方面总结已有工作,并对今后有意义的研究方向进行了展望,如基于加权模型的软件网络建模、软件网络动态演化机制等.     

复杂网络在传统经济系统上的模型研究

在当今社会,经济系统的模型研究一直是科学家研究的热点对象之一.许多自然界存在的经济系统都可以运用复杂网络建立出不同规模和不同拓扑结构的相关研究模型.在这些复杂的经济数学模型中,当研究复杂经济系统的相对特性时,必须针对性地考虑其复杂网络模型中的特性与模型结构.主要研究了复杂网络上的传统经济与部分社会系统,对于复杂网络上的社会经济系统的研究给出了一种新的思路.     

指挥控制系统复杂网络特性研究

在科学技术和军事变革的推动下,指挥控制系统得到了快速发展,其结构组成日益呈现复杂性和网络化的特点.基于复杂网络理论和网络中心战思想,通过将系统中的实体和关系转换成网络拓扑的形式,建立起指挥控制系统的网络拓扑模型.并以某指挥所为研究对象,通过实验统计分析的方法,得出其中蕴涵小世界和无尺度特性的结论,进而提出基于复杂网络的指挥控制系统研究思路,为进一步认识和理解系统的复杂性、鲁棒性和自适应性提供了新的角度和方法.     

煤矿井下安全监控分站的设计及其仿真实现

为了设计一种具有低成本、低功耗、易操作、功能强且可靠性高的煤矿井下安全分站,针对煤矿安全生产实际,文章提出了采用MCS-51系列单片机为核心、具有CAN总线通信接口的煤矿井下安全监控分站的设计方案;首先给出煤矿井下安全监控分站的整体构架设计,然后着重阐述模拟量输入信号处理系统的设计过程,最后说明单片机最小系统及其键盘、显示、报警、通信等各个组成部分的设计;为验证设计方案的可行性与有效性,使用Proteus软件对设计内容进行仿真验证,设计的煤矿井下安全监控分站具有瓦斯、温度等模拟量参数超标报警功能和电机开停、风门开闭等开关量指示功能;仿真结果表明:设计的煤矿井下安全监控分站具有一定的实际应用价值.     

View-based model-driven architecture for enhancing maintainability of data access services

In modern service-oriented architectures, database access is done by a special type of services, the so-called data access services (DAS). Though, particularly in data-intensive applications, using and developing DAS are very common today, the link between the DAS and their implementation, e.g. a layer of data access objects (DAOs) encapsulating the database queries, still is not sufficiently elaborated, yet. As a result, as the number of DAS grows, finding the desired DAS for reuse and/or associated documentation can become an impossible task. In this paper we focus on bridging this gap between the DAS and their implementation by presenting a view-based, model-driven data access architecture (VMDA) managing models of the DAS, DAOs and database queries in a queryable manner. Our models support tailored views of different stakeholders and are scalable with all types of DAS implementations. In this paper we show that our view-based and model driven architecture approach can enhance software development productivity and maintainability by improving DAS documentation. Moreover, our VMDA opens a wide range of applications such as evaluating DAS usage for DAS performance optimization. Furthermore, we provide tool support and illustrate the applicability of our VMDA in a large-scale case study. Finally, we quantitatively prove that our approach performs with acceptable response times.     

A pragmatic multi-method investigation of discrepant technological events: Coping,attributions, and ‘accidental’ learning

Discrepant technological events or situations that entail a problem, a misunderstanding or a difficulty with the Information Technology (IT) being employed, are common in the workplace, and can lead to frustration and avoidance behaviors. Little is known, however, about how individuals cope with these events. This paper examines these events by using a multi-method pragmatic approach informed by coping theory. The results of two studies – a critical incident study and an experiment – serve to build and test, respectively, a theoretical model that posits that individuals use a variety of strategies when dealing with these events: they experience negative emotions, make external attributions, and adopt engagement coping strategies directed at solving the event, eventually switching to a disengagement coping strategy when they feel they have no control over the situation. Furthermore, users’ efforts may result in ‘accidental’ learning as they try to overcome the discrepant IT events through engagement coping. The paper ends with a discussion of the results in light of existing literature, future opportunities for research, and implications for practice.     

The Distributed Time-Triggered Simulation Scheme: Core Principles and Supporting Execution Engine

Distributed real-time simulation is a young technology field but its practice is under increasing demands. In recent years the author and his collaborators have been establishing a new approach called the distributed time-triggered simulation (DTS) scheme which is conceptually simple and easy to use but widely applicable. The concept was initiated in the course of developing a new-generation object-oriented real-time programming scheme called the time-triggered message-triggered object (TMO) programming scheme. Some fundamental issues inherent in distributed real-time simulation that were learned during recent experimental studies are discussed along with some approaches for resolving the issues. An execution engine developed to support both the TMOs engaged in control computation and the TMOs engaged in DTS is also discussed along with its possible extensions that will enable significantly larger-scale DTSs.     

Software-Konfigurationsmanagement in großen Softwareprojekten

Zusammenfassung Mit zunehmender Größe der Softwaresysteme verschärfen sich die für die Software-Herstellung typischen Probleme: Beherrschen großer Objektmengen, Erhalten der Systemkonsistenz, Kontrolle der ständigen Änderungseinflüsse und Gewährleisten einer langen Lebensdauer. Die Disziplin Konfigurationsmanagement bildet den methodischen Ansatz, diese Probleme besser zu beherrschen. Software-Konfigurationsmanagement faßt die Herstellung von Softwaresystemen als eine Abfolge von kontrollierten Änderungen an gesicherten Zwischen- und Endergebnissen auf. Dargestellt werden die Objekte und Funktionen des Software-Konfigurationsmanagements sowie die hierfür in großen Software-Projekten benötigten Methoden, Instanzen und Hilfsmittel.     

Information for Authors

正http://www.zju.edu.cn/jzus http://www.springerlink.com Aim The Journals of Zhejiang University-SCIENCE(A/B/C)are edited by the international board of distinguished Chinese and foreign scientists,and are aimed to present the latest developments and achievements in scientific research in China and     

Editorial:Brain-machine interface(BMI) and cyborg intelligence

正Brain-machine interfaces(BMIs)aim at building a direct communication pathway between the brain and an external device,and represent an area of research where significant progress has been made during the past decade.Based on BMIs,mind information can be read out by neural signals to control     

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正http://www.zju.edu.cn/jzus http://www.springerlink.com Aim The Journals of Zhejiang University-SCIENCE(A/B/C)are edited by the international board of distinguished Chinese and foreign scientists,and are aimed to present the latest developments and achievements in scientific research in China and overseas to the world’s scientific circles,especially to stimulate     

SCIENCE CHINA Information Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

正~~     

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正http://www.zju.edu.cn/jzus http://www.springerlink.com Aim The Journals of Zhejiang University-SCIENCE(A/B/C)are edited by the international board of distinguished Chinese and foreign scientists,and are aimed to present the latest developments and achievements in scientific research in China and overseas to the world’s scientific circles,especially to stimulate