大规模软件结构网络中的波及效应分析

论文摘要

随着计算机的技术的快速发展,大规模软件系统的实现成为可能,但是随着软件规模的不断增大,软件结构的复杂性不断提高,这使得相互作用的软件各组成模块之间又产生了作为整体的新特征,而这些新特征就包含在软件的结构中。软件结构的复杂性已经成为了影响软件质量的主要因素。目前,虽然传统的软件度量方法已经提供了很多评价与软件质量的控制手段,但是在软件结构的度量上仍然存在一定的不足,针对软件结构复杂性的量化,还没有完整有效的度量体系。针对以上的问题,为了能够度量隐含在软件结构中的特性与规律,从而可以控制现代大规模软件的结构质量问题,本文结合了新兴的复杂网络理论知识,将软件系统抽象为由模块与模块之间的关系所组成的一种特殊的网络结构,对软件网络中节点的波及效应进行了相关分析,提出了局部波及度的度量方法。本文将局部波及度与软件网络结构特征的拓扑参数相结合进行计算分析,总结了其中的规律,提出了基于软件网络波及效应,对软件系统结构质量度量的度量体系,并对该度量体系进行了实例验证。该度量体系的实例验证结果显示了其对软件结构质量缺陷的度量是行之有效的,可以作为度量软件结构质量的一个有效方法。此外,软件结构质量的度量研究方法也在软件系统的容错性、可维护性控制、软件的重构与迭代开发、软件的测试等方面有重要的现实意义与应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 软件结构的复杂性
• 1.2 传统软件度量的现状与不足
• 1.2.1 传统软件度量的现状
• 1.2.2 传统软件度量的不足
• 1.3 基于软件网络观的度量方法
• 1.3.1 现代软件的新特性
• 1.3.2 基于软件网络观的度量方法
• 1.4 本文研究的内容及意义
• 1.4.1 本文研究的内容
• 1.4.2 本文研究的意义
• 1.5 本文组织结构
• 第2章 软件静态结构的网络化表示
• 2.1 网络与复杂网络
• 2.2 复杂网络在软件结构研究中的应用
• 2.3 软件网络模型的抽取
• 2.3.1 软件网络的抽取
• 2.3.2 软件网络生成器
• 2.4 软件静态结构网络拓扑中的特征量
• 2.4.1 平均路径长度
• 2.4.2 节点度
• 2.4.3 核数与介数
• 2.5 开源软件样本的选取
• 2.5.1 数据采集的原则
• 2.5.2 软件样本的选取
• 2.6 本章小结
• 第3章 波及效应与波及度
• 3.1 软件结构特征对可信性的影响
• 3.2 波及效应与全局波及度
• 3.3 全局波及度的误区
• 3.3.1 波及效力的夸大误区
• 3.3.2 波及效力的无差别误区
• 3.4 局部波及度的引入
• 3.5 局部波及度的取层
• 3.6 局部波及度与全局波及度
• 3.7 本章小结
• 第4章 波及度在软件网络中的表征分析
• 4.1 软件规模与波及度的分析
• 4.2 软件网络中节点波及度的分布
• 4.3 入度与波及度的分析
• 4.3.1 入度与局部波及度
• 4.3.2 结构缺陷预警
• 4.4 核数与局部波及度的分析
• 4.5 介数与局部波及度的分析
• 4.5.1 介数与局部波及度
• 4.5.2 软件版本演化中介数与局部波及度的分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 软件网络结构质量的度量
• 5.1 基于局部波及度软件结构质量的评价体系
• 5.1.1 软件网络中局部波及度的表现规律
• 5.1.2 软件结构质量度量体系
• 5.2 实证分析
• 5.2.1 Eclipse的源码分析
• 5.2.2 Firefox的源码分析
• 5.2.3 Wemux水电仿真源码分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 未来工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文