[發(fā)明專利]一種軟件供應(yīng)鏈的圖布局可視化方法

在審

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• 申請日: 2022-02-23
• 公開（公告）號: CN114549691A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁冠宇;周弦
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院軟件研究所;中科南京軟件技術(shù)研究院
• 主分類號: G06T11/20
• 分類號: G06T11/20;G06F8/70
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 王磊

本發(fā)明涉及一種軟件供應(yīng)鏈的圖布局可視化方法，包括步驟：獲取待布局軟件供應(yīng)鏈的樹形布局；根據(jù)樹形布局中軟件包節(jié)點(diǎn)間的層級關(guān)系確定各節(jié)點(diǎn)的初始布局位置；依次遍歷各節(jié)點(diǎn)，計(jì)算各節(jié)點(diǎn)所受作用力并根據(jù)作用力計(jì)算移動距離以更新各節(jié)點(diǎn)的布局位置；迭代執(zhí)行上述步驟直至達(dá)到迭代終止條件，所得節(jié)點(diǎn)布局即為待布局軟件供應(yīng)鏈的最終圖布局。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明方法既可以展示軟件包之間的層級依賴關(guān)系，又可以對具有特殊位置的軟件包節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合理的布局，同時兼顧了顯示空間的利用率和節(jié)點(diǎn)布局的整體美感。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軟件供應(yīng)鏈技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種軟件供應(yīng)鏈的圖布局可視化方法。

背景技術(shù)

根據(jù)感知心理學(xué)的研究，人類對圖像的認(rèn)知速度及接受度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于文字。而信息可視化是通過視覺化的手段來向用戶傳遞數(shù)據(jù)背后的信息，把復(fù)雜或者數(shù)據(jù)量很大的信息通過可視化的方式表達(dá)出來，以方便用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行更深度的挖掘和分析。圖可視化是信息可視化的一個重要領(lǐng)域，圖數(shù)據(jù)也稱為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，是現(xiàn)實(shí)世界中最常用的數(shù)據(jù)類型之一。圖可視化在科學(xué)研究、工業(yè)產(chǎn)生、互聯(lián)網(wǎng)、日常生活等領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用，比如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、生物信息學(xué)、社交關(guān)系、軟件依賴等。圖數(shù)據(jù)經(jīng)過圖可視化的方式展示后能夠輔助用戶去分析復(fù)雜的關(guān)系數(shù)據(jù)，從而發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的價值。

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的普及，人類社會對軟件的依賴逐漸增加，軟件已經(jīng)成為人們生活、工作、學(xué)習(xí)中不可或缺的一部分。軟件供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋€系統(tǒng)在開發(fā)和運(yùn)行過程中，涉及到的所有軟件上游(Upstream)、源碼包(Source Package)、二進(jìn)制包(Binary)、包管理器(Package Manager)、存儲倉庫(Repository)，以及開發(fā)者(Developer)和維護(hù)者(Maintainer)、社區(qū)(Community)、基金會(Foundation)等按照依賴、組合等形成的供應(yīng)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。軟件供應(yīng)鏈所包含的軟件包數(shù)量巨大，且依賴關(guān)系復(fù)雜。開發(fā)者通常會更關(guān)注直接依賴的軟件包，忽略間接依賴的軟件包。而通過可視化的方式可以幫助用戶們對這些量大、依賴關(guān)系復(fù)雜的大型數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的探索和研究。軟件供應(yīng)鏈的數(shù)據(jù)可以抽象成圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，軟件包代表節(jié)點(diǎn)，軟件包之間的依賴關(guān)系可以抽象成有向邊。對軟件供應(yīng)鏈進(jìn)行圖可視化可以直觀的展示軟件包之間的依賴關(guān)系，幫助開發(fā)者發(fā)掘?qū)浖?yīng)鏈影響重大的軟件包、追蹤軟件包的依賴、減少軟件供應(yīng)鏈本身存在的維護(hù)風(fēng)險、合規(guī)風(fēng)險等。

圖數(shù)據(jù)可視化的核心在于布局，圖布局是圖可視化中非常重要的基石，對圖進(jìn)行合理的布局可以幫助研究人員快速分析、準(zhǔn)確定位問題。而布局算法通常是按照一些特定的模型，將抽象數(shù)據(jù)進(jìn)行具象展示。如果沒有對圖進(jìn)行合理的布局，用戶就難以快速的從圖中提煉出想要的信息。軟件供應(yīng)鏈中的軟件包存在依賴關(guān)系，由其抽象出的圖數(shù)據(jù)具有明顯的層級結(jié)構(gòu)，同時一個軟件包可能被不同層級的軟件包所依賴，比如底層的軟件包A同時被它上一層的軟件包C和第三層的軟件包B所依賴，那么當(dāng)軟件包A缺少維護(hù)發(fā)生問題時，不僅對軟件包C的安全有影響，也會威脅著軟件包B的安全，具有這樣位置特征的軟件包可能對整個軟件供應(yīng)鏈有著更大的意義。因此，對軟件供應(yīng)鏈的可視化既需要清晰的展示軟件包之間的層級關(guān)系，又需要對位置特殊的軟件包進(jìn)行合理有效的布局，這樣便于用戶挖掘出軟件供應(yīng)鏈里更重要的軟件包，對軟件供應(yīng)鏈的風(fēng)險和安全進(jìn)行評測，以探索出更多有價值的信息。

現(xiàn)有的圖布局方法，比如樹形布局，更關(guān)注節(jié)點(diǎn)之間的層級關(guān)系，這樣的布局從根節(jié)點(diǎn)出發(fā)，按照層級關(guān)系向同一方向從上而下或自左而右累加，這樣的展示方式最為直觀也符合大眾對樹的認(rèn)知，但存在一些問題，比如對顯示屏幕空間的利用率不高，越靠近根節(jié)點(diǎn)就越稀疏，導(dǎo)致大量留白，浪費(fèi)屏幕空間，不適合大數(shù)據(jù)量的軟件供應(yīng)鏈的數(shù)據(jù)進(jìn)行布局。力導(dǎo)引布局也是圖布局中常用的方法，力導(dǎo)引布局強(qiáng)調(diào)模擬電子之間的引力與斥力，這樣可以大大的減少節(jié)點(diǎn)之間的重疊和邊的交叉，可以生成節(jié)點(diǎn)均勻分布的優(yōu)美布局，但這一特性不利于展示軟件供應(yīng)鏈中的層級關(guān)系，難以突出顯示位置特殊的軟件包。

發(fā)明內(nèi)容