大规模软件可信度量参数的研究与分析

摘要

度量是一种从现实或实验世界到数学世界的映射，通过这种映射人们可以更容易地理解实体的特性和实体间的关系。随着软件规模的逐渐增大，软件复杂性的不断提高，软件的所有类或模块在协同交互完成用户期望功能的同时产生了作为整体而具备的新特点，这些特点就蕴藏在软件的结构之中。但是传统的软件度量方法已不能对这些大规模软件进行有效度量。因此，需要可信度量参数对这些涌现的特性给出准确的度量，为理解软件系统提供有价值的视角和不同的研究维度。
　　大型软件系统越来越多地展示出“小世界”和“无尺度”的复杂网络特性。本文将复杂网络理论引入到软件度量方法中，提出了一个基于统计方法的度量体系。首先研究了复杂网络涉及的基本参数，并引入3个新的度量参数:结构洞、紧密度、匹配系数。基于软件网络度量参数的定义，设计并实现了一个大型软件网络度量参数计算平台，该平台能够对软件源代码进行解析并计算相应的结构网络度量参数值。为了研究软件中涌现的特性，统计了200种不同规模的面向对象的开源软件的度量参数的规律，另外针对软件版本的演化，总结了这些特性的演变趋势。
　　分析表明本文所提出的统计层度量体系与实际系统的特性相吻合，度量正确有效，可以作为对现有软件度量方法的一个补充。此外，可信度量参数刻画了软件结构和行为特征，为软件系统的度量和设计提供了新的研究思路。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 软件度量的必要性

1．1．1 软件可信度量的提出

1．1．2 软件可信度量的研究现状

1．2 软件网络研究内容及方法

1．3 研究课题的提出及意义

1．4 本文组织结构

第2章 软件度量参数的引入

2．1 开源软件样本的获取

2．1．1 软件样本的采样原则

2．1．2 软件样本的选取

2．2 软件网络的抽取和分析

2．3 软件静态结构网络拓扑中的度量参数

2．3．1 度

2．3．2 聚集系数

2．3．3 平均最短路径长度

2．3．4 核数与介数

2．4 软件网络新度量参数的引入

2．4．1 结构洞

2．4．2 紧密度

2．4．3 匹配系数

2．5 度量参数计算平台

2．6 本章小结

第3章 度量参数在软件网络中的规律及分析

3．1 结构洞在软件网络中的宏观规律

3．1．1 度与结构洞的相关性分析

3．1．2 平均结构洞的分析

3．2 紧密度在软件网络中的宏观规律

3．2．1 度与紧密度的相关性分析

3．2．2 平均紧密度的分析

3．3 匹配系数的规律

3．4 本章小结

第4章 软件演化中度量参数的演变规律及分析

4．1 软件版本更新演化分析的必要性

4．2 研究对象

4．3 软件演化中结构洞的演变规律

4．4 软件演化中紧密度的演变规律

4．5 软件演化中匹配系数的演变规律

4．6 本章小结

第5章 度量方法的提出

5．1 建立统计层度量体系

5．2 度量方法的比较

5．2．1 CK度量套件

5．2．2 MOOD度量方法

5．2．3 度量方法的比较

5．3 实证分析

5．3．1 Wemux水电运行仿真系统

5．3．2 对Wemux的度量研究

5．4 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 本文工作总结

6．2 进一步工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文