【摘要】：互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展在方便社會(huì)的同時(shí),也帶來了一系列的網(wǎng)絡(luò)隱患。針對(duì)軟件系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性的問題,本文基于軟件網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)之間的調(diào)用關(guān)系、調(diào)用順序以及內(nèi)在的調(diào)用次數(shù),引入復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí),從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的角度,對(duì)軟件系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)、路徑、社團(tuán)組織等結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了研究和分析。首先,為了更清晰地展示軟件執(zhí)行過程中的相關(guān)信息,根據(jù)函數(shù)間的調(diào)用關(guān)系,提出一種構(gòu)建軟件網(wǎng)絡(luò)模型的新方法�；谠趧�(dòng)態(tài)軟件執(zhí)行過程中設(shè)定不同測(cè)試用例,多次執(zhí)行軟件系統(tǒng),追蹤執(zhí)行過程中函數(shù)調(diào)用的相關(guān)信息。通過對(duì)多次執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行合并,最終實(shí)現(xiàn)軟件網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建。其次,在軟件系統(tǒng)動(dòng)態(tài)執(zhí)行過程中,基于函數(shù)之間的調(diào)用關(guān)系、調(diào)用順序與調(diào)用次數(shù),分析直接相鄰的鄰居節(jié)點(diǎn)和可達(dá)節(jié)點(diǎn)的影響力,在算法CIWN(calInitialWeightOfNode)和算法CFWN(calFinalWeightOfNode)分別計(jì)算節(jié)點(diǎn)的初始權(quán)值NIW(Node Initial Weight)和最終權(quán)值NFW(Node Final Weight),也就是直接鄰居的影響力和在某一范圍內(nèi)所有可達(dá)節(jié)點(diǎn)的影響力。并通過算法MTKN(MinTopKNodes)對(duì)節(jié)點(diǎn)的權(quán)值進(jìn)行排序,挖掘網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。展示了關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)在軟件各版本中的分布情況,從而了解軟件演化過程中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)。再次,針對(duì)軟件各部件之間的調(diào)用關(guān)系,提出一種挖掘算法IIEP(idenImporExePath),挖掘網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵路徑。算法考慮了每條路徑總節(jié)點(diǎn)中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)所占百分比,分析軟件不同版本中的重要路徑,用以指導(dǎo)將來的軟件維護(hù)和預(yù)測(cè)。最后,引入社團(tuán)理論,依據(jù)軟件網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),提出算法COC(createOriginalCommunity)初始化軟件網(wǎng)絡(luò)中的社團(tuán)結(jié)構(gòu)�；诠�(jié)點(diǎn)間不同的依賴程度,給出算法ETC(expandTheCommunity)擴(kuò)展初始社團(tuán),將其他節(jié)點(diǎn)劃分到不同的社團(tuán)結(jié)構(gòu)中,獲取最優(yōu)的劃分�？紤]軟件“高內(nèi)聚,低耦合”的特性,采用標(biāo)準(zhǔn)模塊度Q來評(píng)估軟件網(wǎng)絡(luò)中社團(tuán)結(jié)構(gòu)。本文通過對(duì)三款軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn),分析軟件的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),挖掘軟件系統(tǒng)的潛在性質(zhì),驗(yàn)證所提方法的有效性和正確性。
[Abstract]:The rapid development of the Internet not only facilitates the society, but also brings a series of network hidden dangers. Aiming at the problem of the stability and security of software system, this paper introduces the complex network theory knowledge based on the call relation between nodes, the order of calling and the number of internal calls, from the point of view of network topology. The structural features of the software system, such as nodes, paths and community organizations, are studied and analyzed. Firstly, in order to show the relevant information in the process of software execution more clearly, a new method of constructing software network model is proposed according to the call relation between functions. Based on setting different test cases in the process of dynamic software execution, the software system is executed many times, and the relevant information of function call during execution is tracked. Finally, the software network model is constructed by merging the multiple execution results. Secondly, in the process of dynamic execution of software system, based on the call relation between functions, the order and times of call, the influence of neighbor node and reachable node directly adjacent to each other is analyzed. In the algorithm CIWN (calInitialWeightOfNode) and the algorithm CFWN (calFinalWeightOfNode), the initial weight NIW (Node Initial Weight) and the final weight NFW (Node Final Weight), are calculated respectively, that is, the influence of the direct neighbor and the influence of all reachable nodes in a certain range. The weights of nodes are sorted by MTKN (MinTopKNodes) algorithm, and the key nodes in the network are mined. The distribution of key nodes in each version of the software is shown, so as to understand the characteristics of the key nodes in the process of software evolution. Thirdly, a mining algorithm named IIEP (idenImporExePath), is proposed to mine the critical paths in the network. The algorithm takes into account the percentage of key nodes in the total node of each path and analyzes the important paths in different versions of the software to guide future software maintenance and prediction. Finally, based on the key nodes in the software network, an algorithm named COC (createOriginalCommunity) is proposed to initialize the community structure in the software network. Based on the different degree of dependency between nodes, an algorithm called ETC (expandTheCommunity) is proposed to extend the initial community and divide the other nodes into different community structures to obtain the optimal partition. Considering the characteristics of "high cohesion and low coupling", the standard modularity Q is used to evaluate the community structure in the software network. In this paper, through the experiment of three kinds of software, the network structure of the software is analyzed, the potential properties of the software system are excavated, and the validity and correctness of the proposed method are verified.
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP311.5;O157.5

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本文編號(hào)：2238373