基于节点调用关系的软件执行网络结构特征分析

发布时间：2017-06-02 21:20

  本文关键词：基于节点调用关系的软件执行网络结构特征分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：针对软件系统的稳定性和安全性问题,本文基于软件网络中节点之间的调用关系,引入复杂网络理论,从节点和社团等网络拓扑结构的角度,对软件系统的结构特性进行研究分析。首先,为了更清晰地展示软件执行过程中的相关信息,根据函数间的调用关系,提出一种构建软件网络模型新方法。通过设定不同的实验用例参数,多次执行软件系统,追踪执行过程中函数调用的相关信息。对多次执行结果进行去重合并,删除冗余信息,构建软件执行网络模型。其次,考虑网络结构中节点故障的传播特性,将函数节点的故障概率定义为节点的脆弱性NV(Node Value)。分析软件执行过程中函数节点之间的调用关系,给出算法MIN(Mining the Importance of Node)计算函数节点的NV值,并通过算法MKN(Mining the top-K nodes)获取关键节点。分析软件各版本中关键节点的分布情况,揭示软件升级过程中关键节点的稳定性。再次,基于软件执行过程中函数间的调用关系,定义函数节点的依赖函数集合DNSet(Dependency Node Set),给出评估函数节点重要性的度量标准依赖度FA(Fault Accumulation)。为了计算函数节点的FA值,给出算法MIEN(Mining the Importance of Each Node)。通过对节点排序,挖掘软件中的关键节点。分析关键节点在不同软件版本中的分布规律,揭示关键节点的稳定性。最后,引入社团理论,依据软件网络中的关键节点,提出算法GOC(Generation the Original Communities)初始化软件网络中的社团结构。基于节点间不同的依赖程度,给出算法OPSN(The Optimal of Partition the Software Network),将其他节点划分到不同的社团结构中,获取最优的划分。考虑软件“高内聚,低耦合”特性,提出新标准COM(Cohesion Of Community)评估软件网络中社团结构。通过对两款软件进行实验,分析软件的网络结构,挖掘软件系统的潜在性质,验证所提方法的有效性和正确性。
【关键词】：复杂网络 软件系统 故障概率 函数依赖性 节点重要性 社团结构
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O157.5;TP311.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题的研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 复杂网络11
• 1.2.2 软件网络11-12
• 1.2.3 重要节点12-13
• 1.2.4 社团结构13-14
• 1.3 课题的主要研究内容14-15
• 1.4 论文的组织结构15-16
• 第2章 软件系统的网络模型16-24
• 2.1 复杂网络的研究内容16-17
• 2.2 软件系统的网络化17-19
• 2.2.1 基于复杂网络的软件系统网络17-18
• 2.2.2 软件网络的研究内容18-19
• 2.3 软件网络模型19-23
• 2.3.1 软件网络模型的定义19-21
• 2.3.2 软件网络模型的构建21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 基于故障概率挖掘软件网络中的关键节点24-36
• 3.1 关键节点的研究内容24
• 3.2 软件动态执行网络24-25
• 3.3 基于故障概率的节点脆弱性25-29
• 3.3.1 节点脆弱性的定义27-28
• 3.3.2 节点脆弱性的度量算法28-29
• 3.4 实验与结果分析29-34
• 3.4.1 函数节点的脆弱性评估29-33
• 3.4.2 关键节点分布的稳定性33-34
• 3.5 本章小结34-36
• 第4章 基于依赖函数集挖掘软件网络中的关键节点36-48
• 4.1 加权软件执行网络的定义36-38
• 4.2 基于依赖函数集的节点依赖度38-42
• 4.2.1 节点依赖度的定义38-40
• 4.2.3 节点依赖度的挖掘算法40-42
• 4.3 实验与结果分析42-47
• 4.3.1 节点依赖度的评估42-44
• 4.3.2 关键节点分布的稳定性44-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第5章 软件网络的社团结构划分48-60
• 5.1 社团结构48-49
• 5.2 社团结构的挖掘方法49-55
• 5.2.1 原始社团结构的生成49-52
• 5.2.2 社团结构的划分52-53
• 5.2.3 网络结构的最优划分53-55
• 5.3 实验与结果分析55-59
• 5.3.1 社团结构的挖掘55-57
• 5.3.2 社团结构的评估57-59
• 5.4 本章小结59-60
• 结论60-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要研究成果66-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 赵之滢;于海;朱志良;汪小帆;;基于网络社团结构的节点传播影响力分析[J];计算机学报;2014年04期

2 汪北阳;吕金虎;;复杂软件系统的软件网络结点影响分析[J];软件学报;2013年12期

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4 蔡泽祥;王星华;任晓娜;;复杂网络理论及其在电力系统中的应用研究综述[J];电网技术;2012年11期

5 郑啸;陈建平;邵佳丽;别立东;;基于复杂网络理论的北京公交网络拓扑性质分析[J];物理学报;2012年19期

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7 陈勇,胡爱群,胡啸;通信网中节点重要性的评价方法[J];通信学报;2004年08期

8 吕金虎;复杂动力网络的数学模型与同步准则[J];系统工程理论与实践;2004年04期

  本文关键词：基于节点调用关系的软件执行网络结构特征分析，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：416536