摘 要：當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，各種各樣的新興科學(xué)技術(shù)不斷的誕生和發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)深深地融入到人們的生活中，計(jì)算機(jī)技術(shù)已然成為當(dāng)今社會(huì)中，人們工作、學(xué)習(xí)、生活都不可缺少的重要組成部分。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)依靠它獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)成為當(dāng)下最受矚目、也是最受歡迎的應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)方法之一。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)；軟件系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP301

作為對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行高度化抽象化的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，為網(wǎng)絡(luò)化的復(fù)雜軟件系統(tǒng)提供了最新穎、最全面的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。另外，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論也根據(jù)當(dāng)今的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等等的發(fā)展與進(jìn)步，提出了一種基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)化軟件工程。軟件系統(tǒng)逐漸的在向兩個(gè)大方面進(jìn)行了大幅度的轉(zhuǎn)變。第一個(gè)方面是軟件運(yùn)行的平臺(tái)從具有集中和封閉特點(diǎn)的傳統(tǒng)單機(jī)工作轉(zhuǎn)變?yōu)榱司哂虚_放、多變、以及動(dòng)態(tài)等等特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)工作環(huán)境；第二個(gè)方面是軟件系統(tǒng)的功能已經(jīng)不再局限于只為公司或者企事業(yè)單位提供設(shè)計(jì)或者僅僅針對(duì)公司或者企事業(yè)單位提供服務(wù)的狹小服務(wù)空間，相反，軟件系統(tǒng)的功能開發(fā)越來越向著多種應(yīng)用領(lǐng)域轉(zhuǎn)變，或者將提供的綜合服務(wù)對(duì)象轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟊姟?/p>

1 網(wǎng)絡(luò)化軟件系統(tǒng)具有復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的特征

在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，結(jié)構(gòu)信息的度量一直都是亟待解決的問題之一，并且極度缺乏對(duì)軟件本質(zhì)清晰的認(rèn)識(shí)。因此，開發(fā)者與設(shè)計(jì)者們必須對(duì)軟件系統(tǒng)的復(fù)雜性進(jìn)行深入、細(xì)致的研究；對(duì)軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行合理的描述和有效的量化。通過軟件工程與復(fù)雜系統(tǒng)的學(xué)科交叉研究，從復(fù)雜系統(tǒng)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的角度來對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行重新的審視，將軟件系統(tǒng)抽象為一種人工的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，從而進(jìn)行相應(yīng)的研究。將兌付在網(wǎng)絡(luò)下的軟件系統(tǒng)的研究分為兩個(gè)角度進(jìn)行，分別是整體和全局的角度，以及個(gè)體和局部的角度，從而發(fā)現(xiàn)和探究復(fù)雜軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征、演變規(guī)律、以及從這個(gè)方面所產(chǎn)生的軟件系統(tǒng)的相應(yīng)的行為特征，為量化軟件的復(fù)雜性、全面、科學(xué)、深刻的認(rèn)識(shí)和了解軟件系統(tǒng)的本質(zhì)特征打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)下的軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者們通常將若干個(gè)復(fù)雜問題分為多個(gè)部分，再由若干位開發(fā)者進(jìn)行同時(shí)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行。

2 基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)化軟件工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 軟件建模

建模在每一個(gè)設(shè)計(jì)中都是不可或缺、也是最為基礎(chǔ)的組成部分之一。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征將復(fù)雜系統(tǒng)的根本特征和基本的共有特性進(jìn)行了詳細(xì)的概括，同時(shí)也鮮明的反映了經(jīng)過進(jìn)化形成的網(wǎng)絡(luò)的真實(shí)優(yōu)勢(shì)。真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是從很多個(gè)不同的個(gè)體經(jīng)過互相的影響與作用，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的篩選與共同反應(yīng)的演變過程從而形成的最終的穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最終的相對(duì)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通過長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)與改進(jìn)，從而形成一種相對(duì)合理的組織形式。老式的軟件建模方法有很多，其中2002年提出的一個(gè)較為有代表性，其主要內(nèi)容是，將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的方法與軟件系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，將面向?qū)ο筌浖到y(tǒng)中的類圖作為研究對(duì)象，將軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，也就是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的模型中的節(jié)點(diǎn)代表類，用無向網(wǎng)絡(luò)來表示。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐漸改善與進(jìn)步，根據(jù)軟件實(shí)體力度的不同，研究人員在不同的層次對(duì)大量的開源軟件進(jìn)行了詳細(xì)精準(zhǔn)的分析。例如，在包級(jí)對(duì)一部分軟件所依賴的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，從未得出一部分網(wǎng)絡(luò)會(huì)具有近似冪率分布的特性；或者對(duì)軟件系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行時(shí)得到的軟件對(duì)象網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析等等?？偠灾?，近些年的國(guó)內(nèi)或者國(guó)外的相關(guān)作者都通過建立軟件網(wǎng)絡(luò)模型，揭示了一些軟件網(wǎng)絡(luò)的普遍拓?fù)涮匦?。依賴關(guān)系作為軟件網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系中最重要的識(shí)別指標(biāo)之一，使用加權(quán)有向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對(duì)面向?qū)ο筌浖到y(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的描述是十分重要的。利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)化軟件系統(tǒng)這種人工設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的基本方法，建立基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的軟件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，從而有效的解決在軟件設(shè)計(jì)中，由于涉及的各種不可預(yù)知性而產(chǎn)生不具有預(yù)知性的問題。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論在軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中擁有很重要的作用。在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)下的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以有效的利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論所擁有的信息動(dòng)力學(xué)等等特征，從而進(jìn)行對(duì)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改善；在預(yù)防控制網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生擁塞的概率或者提高信道上的信息的傳輸速率等等方面都擁有著很積極的作用。與此同時(shí)，在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)下的軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)的知識(shí)發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘算法設(shè)計(jì)、提高算法和傳輸?shù)臏?zhǔn)確率與運(yùn)行效率，都擁有著重要的作用。

2.3 軟件測(cè)試

在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)下的大多數(shù)軟件系統(tǒng)中，軟件內(nèi)部的絕大多數(shù)的缺陷和問題均集中在二成的軟件系統(tǒng)的空間地址中。由此可見，如何正確、有效的的識(shí)別和確認(rèn)出這二成的軟件系統(tǒng)空間，在軟件的測(cè)試中是十分重要的。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)下的軟件系統(tǒng)中的一些無標(biāo)度等等特點(diǎn)可以有助于對(duì)軟件系統(tǒng)的構(gòu)建形式與對(duì)象的特點(diǎn)進(jìn)行更加深入的了解，并且可以幫助測(cè)試人員了解復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)下的軟件系統(tǒng)中的各個(gè)部分之間的相互關(guān)系，并且以軟件系統(tǒng)所具有的各類特征和規(guī)律作為根本根基，從軟件系統(tǒng)中分支出主要的一些構(gòu)件和代碼段，從而對(duì)軟件測(cè)試的方法、步驟、優(yōu)先級(jí)等等進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹贫?。最終，利用其相互的對(duì)應(yīng)的組織關(guān)系進(jìn)行有選擇性的重點(diǎn)測(cè)試，以達(dá)到對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)下的各類軟件系統(tǒng)進(jìn)行良好的軟件測(cè)試的目的。良好的、快速的適應(yīng)復(fù)雜的軟件系統(tǒng)的規(guī)模，最終使得對(duì)軟件的測(cè)試系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單、快速，大大降低測(cè)試的成本，提高測(cè)試的效率。

2.4 軟件度量

在很多復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)下的軟件系統(tǒng)多有一個(gè)共同的缺點(diǎn)——經(jīng)常處于失控狀態(tài)，這種情況的發(fā)生的一個(gè)很重要的原因正是因?yàn)閺?fù)雜網(wǎng)絡(luò)下的軟件系統(tǒng)缺乏合理的軟件復(fù)雜性的度量操作。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)將傳統(tǒng)的從局部上關(guān)注軟件系統(tǒng)進(jìn)化為強(qiáng)調(diào)在整體上把握系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和相互作用，比較好的對(duì)軟件系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)與運(yùn)行操作進(jìn)行了良好的、詳細(xì)的描述與刻畫，在很大程度上彌補(bǔ)了成陳舊的軟件度量系統(tǒng)中，缺乏內(nèi)部屬性與外部整體特征之間良好的映射關(guān)系的缺陷。對(duì)于軟件的復(fù)雜性度量是保證復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)下的軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)科學(xué)性進(jìn)行的一個(gè)主要因素。根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)下的軟件系統(tǒng)所具有的典型特征，軟件系統(tǒng)的復(fù)雜性度量可以得到很大的提升。例如，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)下的軟件系統(tǒng)的復(fù)雜性度量標(biāo)準(zhǔn)可以由節(jié)點(diǎn)間的平均距離、集聚系數(shù)、以及節(jié)點(diǎn)度的分布組成；通過對(duì)于節(jié)點(diǎn)度和分布度，可以準(zhǔn)確而有效的刻畫出軟件系統(tǒng)的軟件構(gòu)件交互的復(fù)雜性，對(duì)于復(fù)用度比較大的結(jié)點(diǎn)，其入度必定比較大，而對(duì)于比較復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)來說，其出度必定比較大；最后，由于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)具有動(dòng)力學(xué)特征的生長(zhǎng)和擇優(yōu)連接機(jī)制等等特點(diǎn)，因此，可以利用這一點(diǎn)對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)下的軟件系統(tǒng)的復(fù)雜性進(jìn)行相應(yīng)的刻畫以及度量。用戶的多樣性、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的動(dòng)態(tài)化進(jìn)程、持續(xù)變化著的需求、具有自治性和不確定性的資源、以及各類資源之間的相互作用、具有目的性和自主性的各類軟件構(gòu)件以及軟件之間的相互關(guān)系和作用，這些方面都會(huì)對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)下的軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式、系統(tǒng)的性能、以及系統(tǒng)的質(zhì)量等等的動(dòng)態(tài)演變的形成都有很大的影響，從而完成最終對(duì)軟件系統(tǒng)的發(fā)展和進(jìn)化的促進(jìn)和推動(dòng)。

3 結(jié)束語

隨著因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制技術(shù)在社會(huì)生活、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、政治、軍事、以及國(guó)防等等領(lǐng)域中的信息化應(yīng)用越來越廣泛，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的軟件系統(tǒng)應(yīng)用也正在快速的發(fā)展和進(jìn)化，而軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)的環(huán)境也越來越具有開放性、動(dòng)態(tài)性和多樣性，對(duì)我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展有著十分重要的意義。

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作者簡(jiǎn)介：劉定一（1983-），男，碩士，江蘇南京人，三江學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院教師，研究方向：計(jì)算機(jī)軟件工程。 臧華中（1978-），男，碩士，江蘇沭陽人，三江學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院教師，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。

作者單位：三江學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，南京 210000