基于复杂网络的大型软件系统度量

随着软件系统规模的不断增大,如何度量面向对象大规模软件系统成为一个亟待解决的问题.近年来迅速发展的复杂网络理论为解决该问题提供了一个新的视角.介绍了大规模软件系统中的复杂网络现象,从元素级、模块级、网络级3个不同的粒度提出基于复杂网络的软件系统的各种度量;实现了大型Java程序复杂网络描述和度量工具JPAC.JPAC可用于分析大型Java系统的结构,并计算基于复杂网络的各度量值.     

基于信息量的动态软件网络节点重要性研究

以复杂网络理论研究了面向对象软件系统质量的度量方法.以实际软件系统作为研究对象,分析了软件系统在初始化以及功能执行完全两个不同阶段下系统复杂度的变化.在此基础上,使用网络模型中节点的信息量作为评判类在软件系统中重要性的指标,用来发掘软件系统运行过程中功能上更加重要的类;最后,用软件网络的信息熵衡量软件系统的复杂度.通过研究证明了以信息量作为描述类的重要程度的合理性,进一步验证了信息熵在整个软件系统复杂程度方面的作用.     

复杂网络理论在物流网络研究中的应用

科技高速发展的下,互联网普及将网购引入千家万户,传统物流行业压力剧增,开始转向网络化运营管理,复杂网络理论研究成功吸引众多科研人员的目光,成为供应链管理领域的重点。复杂网络理论因具备抽象和描述复杂系统的特点,成为网络理论研究的热门话题。基于此,综合介绍复杂网络理论和物流网络,并研究其在物流网络中的应用。     

Linux协作关系的网络化特性分析与软件负载鲁棒性研究

介绍了复杂网络的特性参数,将复杂网络理论引入Linux类协作软件图中,把其中的实体和关系转换成为网络拓扑的形式;研究了其复杂网络的特性,并分别通过对两类不同的软件图进行实验来验证分析的正确性;提出了利用网络拓扑特征可以改善软件系统的设计,开发和测试方法,对提高Linux网络服务具有有益的启示和指导意义.     

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.     

软件中的网络化特征及其对软件质量的贡献

现实世界中的许多复杂系统都可以使用网络模型进行描述,复杂网络的结构和性质研究已经成为引人注目的领域。软件作为一类复杂系统,也可以使用网络化的方法进行定量分析。文章首先介绍了度量网络特征的参数,然后将复杂网络理论引入人工设计和实现的软件中,把其中的实体和关系转换成为网络拓扑的形式,通过对四个不同规模并经过详细设计的Java类库进行实验验证和数值分析,发现其中的无尺度特征、小世界现象和脆弱性/鲁棒性并存的特点。根据这些结论,提出利用网络拓扑特征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。     

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。     

基于复杂网络的软件方法重要性评估指标

为了探究软件方法对软件系统性能的影响,在复杂网络理论的基础上对软件中方法的重要性进行了研究。首先介绍了一种可以准确描述软件结构的动态软件网络模型,并基于该网络模型结合PageRank算法的思想,提出了软件系统的方法重要性评估指标—PRW。通过与现有指标的对比实验,验证了PRW指标能够更加准确的对软件方法的重要性进行评估,也更适用于软件系统。PRW值较大的方法应该优先得到优化,这样可以有效提升软件系统性能。     

基于复杂网络理论的计算机网络拓扑研究

复杂网络理论是一门新兴学科。随着计算机网络的快速发展,网络结构日益复杂,使得传统的随机网络模型已很难对其拓扑特性作出客观的描述,因此,复杂网络理论为计算机网络拓扑的研究提供了一个新的视野和思路。文章对复杂网络理论作了介绍,综述了当前基于复杂网络理论计算机网络拓扑研究的状况并指出了其中存在的问题;强调将复杂网络理论应用到计算机网络拓扑研究当中的必要性。最后对复杂网络理论在未来计算机网络拓扑研究中的可能应用方向作了总结。     

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.     

MIMO网络控制系统的稳定性分析

推导了多输入多输出网络控制系统的时滞离散时间数学模型，此模型包括了控制网络的网络延时．提出了一种新的网络控制系统稳定性分析方法，得到了使系统稳定的各网络延时应满足的条件．只要系统的网络延时满足这些条件，网络控制系统的极点便分布在复平面内的一个圆形区域内．若此圆形区域在单位圆内，网络控制系统就是稳定的．仿真实验验证了所提理论的有效性．     

Requirement emergence computation of networked software

Emergence Computation has become a hot topic in the research of complex systems in recent years. With the substantial increase in scale and complexity of network-based information systems, the uncertain user requirements from the Internet and personalized application requirement result in the frequent change for the software requirement. Meanwhile, the software system with non self-possessed resource become more and more complex. Furthermore, the interaction and cooperation requirement between software units and running environment in service computing increase the complexity of software systems. The software systems with complex system characteristics are developing into the “Networked Software” with characteristics of change-on-demand and change-with-cooperation. The concepts “programming”, “compiling” and “running” of software in common sense are extended from “desktop” to “network”. The core issue of software engineering is moving to the requirement engineering, which becomes the research focus of complex system software engineering. In this paper, we present the software network view based on complex system theory, and the concept of networked software and networked requirement. We propose the challenge problem in the research of emergence computation of networked software requirement. A hierarchical & cooperative unified requirement modeling framework URF (Unified Requirement Framework) and related RGPS (Role, Goal, Process and Service) meta-models are proposed. Five scales and the evolutionary growth mechanism in requirement emergence computation of networked software are given with focus on user-dominant and domain-oriented requirement, and the rules and predictability in requirement emergence computation are analyzed. A case study in the application of networked e-Business with evolutionary growth based on State design pattern is presented in the end.     

基于QoS 性能补偿的远程控制系统

以远程控制中基于特定网络的QoS (Quality-of-service) 性能补偿为研究内容, 首先对QoS 在线监测方法进行研究,进而探讨在给定系统性能指标和特定网络的QoS 性能下的远程控制器设计问题, 最后利用自行开发的远程控制系统，通过校园网对实验室三阶水槽液位控制系统进行远程控制实验研究. 实验结果表明基于QoS 性能补偿的控制方法具有较好的可行性.     

一类通用的适应性软件体系结构风格研究

研究并提出一类通用的适应性软件体系结构风格.通过对适应性软件体系结构的基本特性分析,抽取适应性软件体系结构的通用框架,建立基于多视图建模理论的集成化适应性软件体系结构参考模型,给出多视图模型的演化与映射规律.基于元建模和图转换理论,提出模型映射一致性算法.最后,建立了适应性软件体系结构支撑环境.适应性软件体系结构适用于复杂软件系统,特别是网络环境下大型、开放式软件系统的开发和实施.     

可配置网络式软件系统的可用性预计研究

在复杂系统的建模与仿真研究的基础上,提出了一种基于多Agent的可配置网络式软件系统的可用性预计方法。首先介绍了多Agent系统建模与仿真方法;其次分析了可配置网络式软件系统的特点;然后在研究基于多Agent的网络式软件系统建模与仿真的基础上,研究可配置的行为模型,并建立了基于多Agent的可配置网络式软件 系统可用性仿真方法;最后利用Nctlog。仿真平台,结合实例对可配置的作用进行了可用性预计,并验证了本方法的有效性。     

网络化指挥控制的社团结构挖掘方法

对复杂网络的社团结构进行数据挖掘有助于宏观把握复杂系统的主体倾向和骨干联系。在构建网络化指挥控制模型的基础上,从复杂性和动态性特征出发,提出基于局部信息检测的多粒度社团挖掘方法。实验分析结果表明,该方法有效、可行,为多视角观察网络化作战条件下的指挥控制提供了新的研究思路和分析方法。     

网络化指挥控制的社团结构挖掘方法

对复杂网络的社团结构进行数据挖掘有助于宏观把握复杂系统的主体倾向和骨干联系。在构建网络化指挥控制模型的基础上,从复杂性和动态性特征出发,提出基于局部信息检测的多粒度社团挖掘方法。实验分析结果表明,该方法有效、可行,为多视角观察网络化作战条件下的指挥控制提供了新的研究思路和分析方法。