基于复杂网络的软件复杂性度量的研究

龙源期刊网基于复杂网络的软件复杂性度量的研究作者：杨润民来源：《电子技术与软件工程》2015年第17期摘要随着计算机科学技术的不断发展，软件的规模性和复杂性不断的扩大，随之带来的问题是传统的度量方法和对软件的开发控制不能满足日益发展的计算机科学技术的发展。在这个问题上，我国的研发人员付出了很大的努力，去发现新的方法对软件测量的使用，从而控制软件的质量，优化软件的结构，使软件的开发有利于计算机科学技术的发展。【关键词】软件系统结构复杂性度量计算机科学软件的系统结构是软件工程领域和计算机科学技术重要的组成部分。复杂的网络软件具有复杂性的特点，如果一个系统当中存在大量的相互作用的软件，它的复杂性就大大的提高了。在传统的模式中，网络具有均衡、线性的特点。在现代的复杂网络中打破了这种传统的现行均衡模式。本文就对复杂网络中的复杂软件进行分析和研究。1复杂网络与软件的相关概述1.1复杂网络的分析由于元素之间的交互促成了系统的复杂性特点，在元素交互的过程中如果能够保证元素的基本性质不变，那么系统的整体性质就不会改变。在网络中组成系统的各个元素不同、每一种网络都有自己的特点和自身的复杂性，但是它们之间存在着一种共同的特性，代表着网络系统的普遍规律。这样在网络模型是解释复杂系统的最有力的工具。网络具有拓扑的性质，很多的网络模型是不规则的、随机的，正是由于网络的真实复杂系统的拓扑现象才形成了辅助的网络。规则的网络在集聚系数和平均距离方面有突出的作用，而随机网络在小的集聚系数和平均系数方面有突出作用。1.2网络系统的网络观复杂的软件是把复杂的问题分解成多个不同的部分，由很多个开发者共同完成。在开发的过程中需要分解大量的复杂元素，例如类、对象、子程序和构件等等。这些元素之间的相互关系构成了一张大的相对复杂的协作关系网络。在前几年因为软件的设计规模不大，没有完善的规章制度，在程序的设计上受到设计者的个人的影响，通常把这种设计看成是随机网络模型的设计，强调结构化设计的软件，设计的结构比较严格，模块之间的连接不多。随着软件网络化趋势的发展，软件和网络的关系比较密切，基于复杂的网络角度，通常在数学理论的基础上重新对软件和软件工程进行分析和研究，这种研究趋于计算型软件工程的总体发展趋势。龙源期刊网软件系统复杂网络建模软件的开发在不同的阶段有不同的元素，这些元素都可以建立网络模型。目前，对于软件系统的复杂性研究主要是对已经存在的软件利用逆向工程的方法对其中的组织结构进行有效的分析，发现其中存在的网络的复杂性。这些复杂性的特点显示出如见系统的整体度量的性质。要采用代码出发反向的研究方法进行分析和研究，但是这没有涉及到软件系统开发设计中的相应组织结构。对度分布和平均距离方面的参数只是对结构的拓扑特点进行反应没有结合具体的然间度量。通常情况下，参照Brito中的度量应该在生命周期的早期可用标准上对软件的结构进行建模。2.2复杂网络的软件结构复杂性度量要对软件进行理解和评估、预测、控制就要通过度量要素以权重的形式赋予节点和边，从而刻画和分析软件的结构。对软件网络模型的复杂性度量主要体现在以下几个方面：首先是全局拓扑特性的度量。平均距离D，i和j分别为节点，其中的距离就是要经过的遍数。网络集聚系数C专门用来度量网络节点的聚集情况。在有向的网络中，节点通常分为出度和入度。在无向网络中就没有了出度和入度的区别，每个节点的度能够描述出该节点的重要性。其次，节点的复杂性度量。节点的复杂性与多个功能因子有关。在模型的构建中类方法的内聚和类本身相关的因子都可以结合到同样一种函数中去表达，这个函数就表达了类的复杂度。这个函数要在平时的积累分析中得到。最后，交互的复杂性度量。交互的复杂性在总体上可以通过度分布刻画，在入度比较大的节点身上说明其重用度也比较大，在出度方面的节点往往比较复杂，在有些模型当中，几个度量与类之间进行相互的作用，在这种模型中都能得到验证。在CK模型当中，集成树深度可以运用其节点的远近距离来衡量。子类树木、对象类的耦合度和类响应树木可以用节点的度来测量和描述。一般情况下，在软件的运行过程中，交互强度关系到软件的复杂性，这种复杂性可以运用网络中的边以权重来度量。2.3复杂网络的软件演化复杂性的度量由于用户使用具有多样性的特点，用户的需求也不断的发展变化，这样网络的环境就是一个动态的演变过程。资源具有自治性和不确定性的特点，但是他们之间是相互作用的。对软件的系统结构和行为性能进行不断的演变。软件系统元素具有不同程度的自主性，这种自主性驱动软件系统的发展和变化。CN-EM是一种生长的网络演化模型能够演化软件系统的复杂性度量。龙源期刊网总结科学的软件度量方法能够促进计算机软件系统的不断发展，对计算机的时代发展具有重要的意义。目前很多的研究者致力于复杂网络的软件度量研究，它们在分析、设计、计算、建模等方面做出了突出的贡献，随着软件系统的不断发展，我们需要对它进行不断的认识和了解，为软件系统的开发做出新的贡献。参考文献[1]李丽萍，钱忠胜.基于复杂网络面向对象集成测试研究[J].计算机科学，2010，35（12）：254-258.[2]郑伟才.基于复杂网络的软件模型测度研究[D].南京：南京信息工程大学，2010.作者简介杨润民（1993-），男，甘肃省古浪县人。现为哈尔滨师范大学计算机科学与信息工程学院计算机科学与技术专业在读本科生。研究方向为软件工程。作者单位哈尔滨师范大学黑龙江省哈尔滨市150025