[發(fā)明專利]一種基于網(wǎng)絡(luò)Motif的軟件穩(wěn)定性評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310750657.5
• 申請(qǐng)日: 2013-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103729296B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡昌振;單純;黃龍;趙小林;胡晶晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F11/36
• 分類號(hào): G06F11/36
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心11120
• 代理人: 仇蕾安

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)Motif的軟件穩(wěn)定性評(píng)估方法，屬于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)及軟件穩(wěn)定性技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中更多的軟件穩(wěn)定性評(píng)估方式并沒(méi)有關(guān)注軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的不同，大多只采用去除中心節(jié)點(diǎn)、入度出度較大的點(diǎn)以及孤立節(jié)點(diǎn)等點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析。評(píng)估軟件穩(wěn)定性時(shí)對(duì)軟件結(jié)構(gòu)沒(méi)有更多的關(guān)注，忽略了軟件結(jié)構(gòu)上的變化對(duì)軟件穩(wěn)定性有著很大的影響；只采用選取特定節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析測(cè)量，忽略了節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間存在著更多的聯(lián)系、更多的影響，而這種結(jié)構(gòu)上的關(guān)系恰恰影響到軟件的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是一種基于網(wǎng)絡(luò)Motif的軟件穩(wěn)定性評(píng)估方法，對(duì)軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，找到網(wǎng)絡(luò)Motif片段對(duì)軟件穩(wěn)定性的影響。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于網(wǎng)絡(luò)Motif的軟件穩(wěn)定性評(píng)估方法，首先提取軟件的源代碼，將源代碼抽象出類圖，再將類圖抽象成為有向圖，然后根據(jù)基本網(wǎng)絡(luò)Motif片段對(duì)有向圖進(jìn)行分析，測(cè)定該軟件的原始指標(biāo)數(shù)值，其次對(duì)有向圖中基本網(wǎng)絡(luò)Motif片段進(jìn)行破壞，最后測(cè)定破壞后的數(shù)值；根據(jù)破壞前與破壞后的數(shù)值進(jìn)行分析比較，判斷該軟件在經(jīng)受不同類型的打擊破壞下，軟件功能上、結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定性。

與現(xiàn)有最好技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)軟件穩(wěn)定性的評(píng)估，并且對(duì)軟件結(jié)構(gòu)與軟件穩(wěn)定性之間的聯(lián)系進(jìn)行了研究。

（2）采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)思想，在結(jié)構(gòu)上將節(jié)點(diǎn)劃歸為一個(gè)個(gè)不同的Motif片段，通過(guò)Motif片段點(diǎn)變化來(lái)評(píng)估穩(wěn)定性的變化。

（3）通過(guò)對(duì)Motif片段破壞的方式，分析軟件穩(wěn)定性的變化，從而知曉軟件在經(jīng)受何種破壞下穩(wěn)定性更好。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種基于網(wǎng)絡(luò)Motif的軟件穩(wěn)定性評(píng)估方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明通過(guò)提取軟件的源代碼，將源代碼抽象出類圖，再將類圖抽象成為有向圖，然后根據(jù)基本網(wǎng)絡(luò)Motif片段對(duì)有向圖進(jìn)行分析，測(cè)定該軟件的原始指標(biāo)數(shù)值（平均最短路徑、聚集系數(shù)、度分布等）；然后對(duì)有向圖中基本網(wǎng)絡(luò)Motif片段（可選取不同種，不同類型的網(wǎng)絡(luò)Motif）進(jìn)行破壞，采用隨機(jī)或有目的性的破壞兩種方法，最后測(cè)定破壞后的數(shù)值；根據(jù)破壞前與破壞后的數(shù)值進(jìn)行分析比較，判斷該軟件在經(jīng)受不同類型的打擊破壞下，軟件功能上、結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定性如何。

其具體包括以下步驟：

1、將源代碼抽象出類圖

利用軟件Elipse?UML軟件，將測(cè)試的源代碼轉(zhuǎn)化出系統(tǒng)類圖，可能部分類圖存在一定問(wèn)題，需要手動(dòng)修正。

2、將類圖變換為有向圖

利用Matlab代碼將類圖以連接表形式輸入到pajek軟件中，利用pajek將系統(tǒng)類圖轉(zhuǎn)化為有向圖。有向圖中點(diǎn)代表類，連線表示類與類之間的調(diào)用關(guān)系。

Matlab代碼如下：

3、選擇基本網(wǎng)絡(luò)Motif片段，進(jìn)行測(cè)定軟件原始數(shù)值；

選取網(wǎng)絡(luò)Motif片段采取以下兩種方法：

a.選取3個(gè)節(jié)點(diǎn)的MOTIF：邊數(shù)小于等于1、邊數(shù)大于等于2、存在孤立節(jié)點(diǎn)、存在環(huán)狀結(jié)構(gòu)等；

b.選取4個(gè)節(jié)點(diǎn)的MOTIF：邊數(shù)小于等于3、邊數(shù)大于等于5、存在環(huán)狀結(jié)構(gòu)等。

測(cè)定軟件原始數(shù)值（平均最短路徑、聚集系數(shù)、度分布等），利用pajek軟件分別測(cè)量三個(gè)基本數(shù)值。

4、對(duì)圖中的Motif進(jìn)行破壞，測(cè)量破壞后數(shù)值：對(duì)選取的網(wǎng)絡(luò)Motif片段進(jìn)行破壞，破壞方式采用隨機(jī)和有目的性兩種方式。隨機(jī)破壞方式：將有向圖所有點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)好，隨機(jī)生成序號(hào)進(jìn)行破壞。有目的性破壞：破壞帶環(huán)Motif片段中入度最高節(jié)點(diǎn)，破壞有雙向聯(lián)通Motif片段中入度最低節(jié)點(diǎn)等。

5、分析破壞前破壞后數(shù)值變化，分析軟件穩(wěn)定性：根據(jù)破壞前破壞后測(cè)量數(shù)值進(jìn)行分析，采用平均最短路徑比較法、聚集指數(shù)與度分布綜合法兩種方法進(jìn)行分析。

平均最短路徑比較法：平均最短路徑值L的變化分為兩種，第一種破壞后L值上升，第二種破壞后L值下降。對(duì)于L值上升表示破壞節(jié)點(diǎn)對(duì)于整個(gè)有向圖影響較小，對(duì)于L值下降表示破壞節(jié)點(diǎn)為圖中較為重要節(jié)點(diǎn)。