- 相關(guān)推薦
復雜軟件的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點影響
復雜軟件的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點影響【1】
摘 要：復雜軟件結(jié)構(gòu)可以看作是一個有向網(wǎng)絡(luò)圖，該有向網(wǎng)絡(luò)圖的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點為軟件系統(tǒng)的某種粒度單元，比如包、類、組件等都可以稱為網(wǎng)絡(luò)結(jié)點，他們之間的依賴關(guān)系就構(gòu)成了整個軟件網(wǎng)絡(luò)。
本文對軟件網(wǎng)絡(luò)做了簡要介紹，研究和分析了軟件依賴關(guān)系及其統(tǒng)計特性，并對網(wǎng)絡(luò)結(jié)點在復雜軟件中的影響進行了分析，最后提出了軟件網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵結(jié)點這一概念。
關(guān)鍵詞：復雜軟件系統(tǒng);軟件網(wǎng)絡(luò)結(jié)點;軟件結(jié)構(gòu)
1 軟件網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
軟件體系結(jié)構(gòu)的好壞直接影響著軟件的質(zhì)量，關(guān)于軟件體系結(jié)構(gòu)的研究一直備受人們的重視。
隨著軟件實現(xiàn)的功能越來越強大，復雜度越來越高，軟件結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了多層次、不同粒度的方式[1]。
復雜軟件的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)思想是基于圖論中有向網(wǎng)絡(luò)圖的概念發(fā)展而來的，應(yīng)用統(tǒng)計學的方法對軟件網(wǎng)絡(luò)各個特性進行研究，如幾何性質(zhì)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定學等。
網(wǎng)絡(luò)結(jié)點對復雜軟件有著一定的影響，對結(jié)點影響的分析可以促進對軟件體系結(jié)構(gòu)的完善。
對于任一軟件系統(tǒng)S，我們用一個三元組來表示S的網(wǎng)絡(luò)拓撲機構(gòu)，軟件系統(tǒng)S的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括頂點集V、邊集E以及邊與頂點的關(guān)系集合f，這三個元素構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)拓撲的三元組G=，其中
V(G)=�xvi|vi∈S，i=1，…，n，n≥1�y，E(G)=�xej|ej∈S，j=1，…，m，m≥1�y。
通常把類看作是軟件網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點，類是主要研究對象，類與類之間的關(guān)系看成連接結(jié)點的有權(quán)邊，這樣就得到了軟件結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖[2]，我們用下圖表示軟件靜態(tài)結(jié)構(gòu)與其對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖，使用類作為有向網(wǎng)絡(luò)圖中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點，圖中共有4個網(wǎng)絡(luò)結(jié)點。
(a)UML類關(guān)系協(xié)作圖 (b)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖
圖1 靜態(tài)類圖與其網(wǎng)絡(luò)拓撲圖
2 軟件系統(tǒng)中的依賴關(guān)系
圖1描述的軟件網(wǎng)絡(luò)是一個全連通的有向網(wǎng)絡(luò)圖，我們以類為單元抽取軟件系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點A，B，C，如圖2所示，A，B，C之間存在明顯的依賴關(guān)系，根據(jù)圖2可以看出，A與C是連通的，C的缺陷可以通過方法f()傳遞給B的方法d()，C的缺陷不能傳遞到A，圖2這種表示方式不能夠?qū)Y(jié)點的依賴關(guān)系進行準確的描述，所以需要找到一個更合適的描述方法對軟件結(jié)構(gòu)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的依賴關(guān)系進行真實準確的反映，如果結(jié)點B僅僅依賴C中的方法f()，這種關(guān)系我們使用加權(quán)值來表示，也就是使用加權(quán)軟件網(wǎng)絡(luò)來描述各結(jié)點的依賴關(guān)系[3]。
圖2 軟件依賴關(guān)系示意圖
3 加權(quán)網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計特性及網(wǎng)絡(luò)結(jié)點影響分析
對復雜軟件的加權(quán)網(wǎng)絡(luò)模型的研究具有重要意義，本文根據(jù)加權(quán)網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計特性，對結(jié)點強度和結(jié)點強度分布進行了分析研究，并進一步對結(jié)點影響進行了分析，提出了關(guān)鍵結(jié)點的概念。
3.1 結(jié)點強度及結(jié)點影響分析
根據(jù)圖論中關(guān)于有向加權(quán)圖的概念可以得知，軟件網(wǎng)絡(luò)機構(gòu)中每個網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的度都可以分為入度和出度，在對加權(quán)軟件網(wǎng)絡(luò)進行描述時，我們使用結(jié)點度ki與結(jié)點強度Si這兩個參數(shù)共同描述。
將結(jié)點強度Si定義為 ，其中wij為i到j(luò)的權(quán)值，Ni為結(jié)點i的鄰接點集合。
在加權(quán)軟件網(wǎng)絡(luò)中，入度表示結(jié)點被相鄰點的依賴，而出度表示結(jié)點對相鄰點的依賴，在結(jié)點強度中，邊的權(quán)值是很重要的因素，結(jié)點強度綜合了入度與出度以及相應(yīng)邊的權(quán)值，結(jié)點強度又可以分為入點強度和出點強度。
入點強度越大，則此結(jié)點對其余與其連通的結(jié)點的影響也就越大，隨著而來的是結(jié)點的缺陷以及缺陷傳播到與其連通的結(jié)點的概率也變大;出點強度越大，對與其連通的結(jié)點的依賴程度也就越大，積累與其連通的結(jié)點缺陷的概率也就變大。
3.2 結(jié)點強度分布及結(jié)點影響分析
復雜軟件系統(tǒng)中軟件網(wǎng)絡(luò)的每個結(jié)點的結(jié)點強度可以構(gòu)成一個結(jié)點強度分布，將其用P(n)表示，P(n)可以描述某一結(jié)點強度為n的概率。
對于加權(quán)軟件網(wǎng)絡(luò)而言，軟件網(wǎng)絡(luò)各結(jié)點間的相互影響以及密切程度可以通過結(jié)點強度來表示，強度分步則表示了整個軟件依賴關(guān)系的復雜度以及結(jié)點的強度分布。
通過分析發(fā)現(xiàn)，結(jié)點強度較小的結(jié)點更傾向于連接強度大的結(jié)點，這種現(xiàn)象造成了軟件結(jié)點呈冪律分布的情況，新加入的結(jié)點傾向于連接強度較大、最早出現(xiàn)于軟件網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點。
3.3 關(guān)鍵結(jié)點
我們將那些對軟件網(wǎng)絡(luò)有著較大影響的結(jié)點成為關(guān)鍵結(jié)點。
關(guān)鍵結(jié)點的具體定義是一個結(jié)點集合，集合內(nèi)的結(jié)點的出點強度與入點強度均遠遠高于軟件網(wǎng)絡(luò)中的平均出點和入點強度。
通過對這些結(jié)點的研究分析，關(guān)鍵結(jié)點與其他結(jié)點相比，具有更強的缺陷聚集以及缺陷傳播的能力。
軟件工程中，如果面對的軟件規(guī)模較大，功能較為復雜，我們習慣采取分而治之的方法將整個軟件進行分解，直至分解到一個個很小的易于實現(xiàn)的模塊，通過這種方法來解決復雜度高、規(guī)模較大的軟件設(shè)計。
這樣造成的后果是，軟件網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的路徑變得很長，核心功能模塊對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的出度和入度變大，根據(jù)上述的新加入結(jié)點連接原則，核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的度會越來越大，關(guān)鍵結(jié)點對整個軟件的影響也就越來越大，在軟件網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，關(guān)鍵結(jié)點具有重要作用。
4 結(jié)束語
隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，軟件應(yīng)經(jīng)應(yīng)用到各個領(lǐng)域，軟件不斷向大規(guī)�；⒏邚碗s度的方向發(fā)展，所以，軟件體系結(jié)構(gòu)對于軟件的質(zhì)量越來越重要[4][5]。
本文介紹了復雜軟件系統(tǒng)的軟件網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將軟件系統(tǒng)中的類抽象為網(wǎng)絡(luò)結(jié)點，對結(jié)點強度及結(jié)點分布度及結(jié)點影響進行了分析，通過對有向網(wǎng)絡(luò)圖中邊的一些特性的分析，重點研究了網(wǎng)絡(luò)結(jié)點與結(jié)點間的密切程度及影響關(guān)系，最后介紹了關(guān)鍵結(jié)點的相關(guān)內(nèi)容。
在未來的工作中，關(guān)于軟件可靠性分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化等問題有待于進一步研究[6]。
參考文獻：
[1]李博，趙海，劉紅.大規(guī)模軟件網(wǎng)絡(luò)類結(jié)點中介度分析[J].東北大學學報(自然科學版)，2010(07)：929-932.
[2]霍巖，楊占坤，趙海.大規(guī)模軟件網(wǎng)絡(luò)結(jié)點中生代指數(shù)解法研究[J].計算機應(yīng)用于軟件，2011(02)：14-16.
[3]李兵，馬于濤，劉婧.軟件系統(tǒng)的復雜網(wǎng)絡(luò)研究[J].力學研究，2008(06)：805-813.
[4]韓明暢，李德毅，劉常昱.軟件中的網(wǎng)絡(luò)化特征及其對軟件質(zhì)量的貢獻[J].計算機工程與應(yīng)用，2006(03)：9-10.
[5]馬于濤，何克清，李兵.網(wǎng)絡(luò)化軟件的復雜網(wǎng)絡(luò)特性實證[J].軟件學報，2011(03)：381-407.
[6]閆棟，祁國寧.大規(guī)模軟件系統(tǒng)的無標度特性與演化模型[J].物理學報，2006(08)：3799-3806.
網(wǎng)絡(luò)化軟件的復雜網(wǎng)絡(luò)特性實證【2】
關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò)化軟件 復雜性 實證
0引言
計算機和互聯(lián)網(wǎng)從誕生以來，應(yīng)用范圍一直在迅速擴大。
尤其近些年，隨著互聯(lián)網(wǎng)和計算機的普及，已經(jīng)滲透到了我們生活的方方面面，逐漸改變并在持續(xù)改變著人們的生活方式。
目前，隨著萬維網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，軟件的技術(shù)變革也在逐漸加快，軟件的網(wǎng)絡(luò)化趨勢日益明顯，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步，網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用必將會在未來軟件發(fā)展上占有重要位置。
1網(wǎng)絡(luò)化軟件的的發(fā)展
網(wǎng)絡(luò)化軟件作為互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的復雜軟件系統(tǒng)的抽象，是各種不同的網(wǎng)絡(luò)信息、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、拓撲結(jié)構(gòu)等共同構(gòu)成的一種動態(tài)的面向服務(wù)的計算機典型形態(tài)之一。
網(wǎng)絡(luò)化軟件更加突出以“用戶為中心”的服務(wù)理念，讓用戶可以獲得更好的使用體驗。
1.1網(wǎng)絡(luò)化軟件的主要特點
隨著網(wǎng)絡(luò)化的不斷普及，按需服務(wù)和以“用戶為中心”的服務(wù)理念也越來越被人們重視，整個網(wǎng)絡(luò)軟件的發(fā)展看，主要有以下特點：滿足個性化和多元化的客戶需求是網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)的主要指導方向;在互聯(lián)網(wǎng)中通過虛擬化的服務(wù)來實現(xiàn)開發(fā)。
從計算機的發(fā)展來看，我國現(xiàn)在正是朝著信息時代快速發(fā)展的階段，計算機軟件一定會在這個時期取得重要的發(fā)展。
1.2網(wǎng)絡(luò)軟件的發(fā)展現(xiàn)狀
計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷經(jīng)了從傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)控制到現(xiàn)在的計算機系統(tǒng)控制，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，在人們工作、生活中扮演的地位也是越來越重要。
目前最受到人們重視的是以網(wǎng)絡(luò)化、共享化和資源化為主的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的開發(fā)是目前形成人網(wǎng)互交的重要基礎(chǔ)。
2網(wǎng)絡(luò)軟件技術(shù)的復雜性分析
網(wǎng)絡(luò)化軟件本身就具有復雜性的特質(zhì)，這也是計算機軟件工程面臨的巨大挑戰(zhàn)之一。
如何能夠更好的管理和控制計算機軟件的復雜性并科學的評價軟件質(zhì)量，一直就是我們研究的重要方向。
計算機軟件與計算機網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合越來越廣泛，由于網(wǎng)絡(luò)的復雜性，導致整個對軟件復雜性的評估變的更加困難。
網(wǎng)絡(luò)軟件技術(shù)本身處在互聯(lián)網(wǎng)的復雜環(huán)境之下，如何有效地描述和刻畫計算機網(wǎng)絡(luò)的組織形式，需找尋并發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律性，是在新時期計算機網(wǎng)絡(luò)復雜情況下，有效認識計算機軟件的基礎(chǔ)。
只有通過科學的方法對計算機復雜的人工系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性進行認識，才能有效的控制計算機網(wǎng)絡(luò)化軟件系統(tǒng)的復雜性，進行更好的改進，以及進而創(chuàng)造出更復雜的計算機軟件系統(tǒng)。
隨著Internet和www的不斷發(fā)展，徹底改變了傳統(tǒng)軟件PC的形態(tài)，并且在發(fā)展的過程中逐漸的融為一體。
網(wǎng)絡(luò)化軟件在強調(diào)“按需服務(wù)”的同時，展現(xiàn)出了網(wǎng)絡(luò)化軟件在多元素中的核心地位。
廣大用戶是整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的能動性主體，既是系統(tǒng)的受益者和服務(wù)者，也是系統(tǒng)的制造者和個性化需求的提出者，“社會化”體現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)用戶在使用過程中的創(chuàng)新價值。
從生態(tài)視角的角度去看，網(wǎng)絡(luò)軟件的復雜性主要是基于不斷變化的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之下，整個網(wǎng)絡(luò)軟件的設(shè)計中，除了要考慮使用性能等必要因素外，還需要考慮文化、經(jīng)濟、政策等其他因素。
所以，維持網(wǎng)絡(luò)化軟件的健康要從內(nèi)部技術(shù)因素和外界干擾兩個方面入手，是一個不斷相互適應(yīng)改進的變化的過程。
在不同的歷史時期，不同的外部環(huán)境會造就不同的網(wǎng)絡(luò)化軟件的復雜性，針對環(huán)境和需求這兩方面的不斷變化，網(wǎng)絡(luò)軟件在不斷的發(fā)展、優(yōu)化并自身完善。
2005年以后，一些針對于復雜網(wǎng)絡(luò)理論的軟件結(jié)構(gòu)復雜性度量方法并相繼提出，可以說是在網(wǎng)絡(luò)軟件復雜性研究的理論上做出的很大的進步，對傳統(tǒng)的研究方法做出了深化的研究。
并且隨著網(wǎng)絡(luò)思維的系統(tǒng)化發(fā)展，動力學行為研究開辟了一條不同于傳統(tǒng)的研究路線。
為網(wǎng)絡(luò)軟件的復雜性研究提供了更多的研究切入點和研究理論，除了對網(wǎng)絡(luò)軟件的復雜性結(jié)構(gòu)進行了研究，還在探索并且建立網(wǎng)絡(luò)化軟件的行為模式、特征與結(jié)構(gòu)的相互作用上，建立起了很多量化的指標研究策略。
因此，建立科學合理的研究度量體系，可以更好的設(shè)計和評估網(wǎng)絡(luò)軟件的復雜性，從而更好的確保網(wǎng)絡(luò)軟件的發(fā)展。
3結(jié)論
計算機從誕生以來，計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展就為人類的發(fā)展帶來了革命性的變化。
計算機軟件工程是計算機網(wǎng)絡(luò)使用的重要工具之一。
從整個網(wǎng)絡(luò)發(fā)展來看，不僅規(guī)模巨大，而且各種元素交織在一起，錯綜復雜。
隨著網(wǎng)絡(luò)化軟件的用戶不斷增多和應(yīng)用領(lǐng)域的日益廣泛，使得網(wǎng)絡(luò)軟件面臨著越來越大的考驗。
本文著重對網(wǎng)絡(luò)化軟件進行了研究和分析，筆者相信，在不久的將來，我國的網(wǎng)絡(luò)化軟件一定會取得更大的發(fā)展和進步。
參考文獻
[1] 左開中. 復雜網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)化軟件系統(tǒng)[J].計算機應(yīng)用與軟件，2013.21(10)：100-103.
[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，2012.32(16)：123-125.
[3] 馬于濤，何克清， 李兵，等. 網(wǎng)絡(luò)化軟件的復雜網(wǎng)絡(luò)特性實證[J].軟件學報，2010.41(13)：114-116.
[4] 秦蕾. 網(wǎng)絡(luò)化軟件的復雜網(wǎng)絡(luò)特性實證[J].黑龍江科技信息，2013.15(13)：20-24.
【復雜軟件的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點影響】相關(guān)文章：
復雜網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)挖掘論文11-15
經(jīng)濟復雜性對宏觀經(jīng)濟管理的影響論文10-08
基于復雜網(wǎng)絡(luò)理論的計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲10-26
網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟對企業(yè)的影響分析10-05
復雜網(wǎng)絡(luò)理論下計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲研究論文10-09
復雜網(wǎng)絡(luò)交疊團模糊分析與信息挖掘論文（精選8篇）06-13
淺談網(wǎng)絡(luò)對大學生道德培養(yǎng)的影響10-26
網(wǎng)絡(luò)文學對思想政治的影響論文10-09
簡單與復雜作文04-20