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《基于級(jí)聯(lián)失效的軟件執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)重要節(jié)點(diǎn)挖掘方法研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、基于級(jí)聯(lián)失效的軟件執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)重要節(jié)點(diǎn)挖掘方法研究第1章緒論1.1課題背景隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的依賴程度與日俱增，對(duì)軟件功能的需求也越來越高，軟件產(chǎn)業(yè)得到了迅速發(fā)展的同時(shí)，規(guī)模也日益龐大，功能和結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，而復(fù)雜性也成為了軟件開發(fā)困難、軟件質(zhì)量難以保證的關(guān)鍵，相應(yīng)的，軟件安全性問題也日益突出，成為軟件技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論為研究軟件問題帶來了新的契機(jī)。大量研究表明，現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)大部分具有物理動(dòng)力學(xué)特征，并不是完全的隨機(jī)或規(guī)則的，最典型的代表是小世界網(wǎng)絡(luò)[1-3]和無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)[4,5]，即復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。真實(shí)世界中的電
2、力網(wǎng)絡(luò)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等都能構(gòu)成復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，與人們的日常生活息息相關(guān)，人們對(duì)它們的依賴程度隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷增加，然而，人們對(duì)這些網(wǎng)絡(luò)的可靠性卻存在著疑慮，2003年美加州電網(wǎng)發(fā)生大規(guī)模崩潰事故，其影響范圍極廣；MSN美國(guó)總部服務(wù)器在2009年曾遭遇癱瘓一小時(shí)，影響全球900萬(wàn)用戶登錄；2013年，根據(jù)全國(guó)信息網(wǎng)絡(luò)安全狀況與計(jì)算機(jī)和移動(dòng)終端病毒疫情調(diào)查結(jié)果顯示，我國(guó)計(jì)算機(jī)病毒感染率為54.9%，同比上升了9.8%，用戶私密信息遭到竊取，網(wǎng)絡(luò)安全問題越來越不容忽視。這些事故都具有一個(gè)相同的特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中大量具有極高連
3、接度的節(jié)點(diǎn)控制著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。在這些網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)連接度高的節(jié)點(diǎn)通常是被攻擊的重點(diǎn)對(duì)象，被稱為重要節(jié)點(diǎn)，它們一旦遭受攻擊，對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)將顯得非常脆弱甚至不堪一擊，存在巨大的安全問題。因此，有效地發(fā)掘復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的重要節(jié)點(diǎn)具有十分重要的意義，通過完善它們的性能達(dá)到提高軟件網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的目的，加強(qiáng)軟件安全特性，其理論成果也可以用于解決人們現(xiàn)實(shí)生活中面臨的相關(guān)問題。......1.2研究現(xiàn)狀分析及存在的問題復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究的對(duì)象通常較為復(fù)雜，一般方法是通過將其簡(jiǎn)化為由節(jié)點(diǎn)和邊組成的網(wǎng)絡(luò)來達(dá)到研究現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)共性的目的，因此，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析方法也適用于軟件系統(tǒng)的
4、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究[6-9]。軟件系統(tǒng)按照不同粒度，其構(gòu)成對(duì)象可以是方法、類、模塊、構(gòu)件、子系統(tǒng)等，通過將這些組成元素抽象為節(jié)點(diǎn)，它們之間的相互作用代表邊，可以構(gòu)建出軟件的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型。因此，借助于極具交叉學(xué)科特性的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論來研究軟件系統(tǒng)是一個(gè)新穎而具有挑戰(zhàn)的方向。軟件系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方法來進(jìn)行描述，Valverde等[10]通過將面向?qū)ο笞鳛檠芯繉?duì)象，建立軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的無向網(wǎng)絡(luò)，以JDK1.2和UbiSoftProRally2002為實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)特征分析，證明了它們的結(jié)構(gòu)都展現(xiàn)出明顯的小世界效應(yīng)和無標(biāo)度特性。2003
5、年，Myers[11]從軟件協(xié)作圖入手，以有向網(wǎng)絡(luò)來表示軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并通過對(duì)大量開源軟件進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)這些開源軟件結(jié)構(gòu)同樣具有小世界屬性和無標(biāo)度特性，這一研究成果吸引了大量計(jì)算機(jī)研究人員的關(guān)注。2008年，DeyiLi等人[12]從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的角度來探索軟件工程，論證了軟件系統(tǒng)具有復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的小世界、無標(biāo)度和高聚集等特性，并從軟件工程角度，在軟件復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的重要節(jié)點(diǎn)、社團(tuán)結(jié)構(gòu)以及其優(yōu)先連接增長(zhǎng)三個(gè)方面分析了它們對(duì)軟件全局行為和軟件質(zhì)量的影響，這些特性一旦處理不當(dāng)將會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)病毒的泛濫，對(duì)軟件造成不可估量的損失。2012年，Ja
6、mesMa等[13]將一個(gè)軟件包作為一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，其中函數(shù)作為節(jié)點(diǎn)，函數(shù)間依賴關(guān)系作為邊，以此而構(gòu)建的軟件復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型能很好的反應(yīng)真實(shí)世界中軟件包的特性，并提出一種符合軟件開發(fā)高內(nèi)聚，低耦合等規(guī)則的新的網(wǎng)絡(luò)增長(zhǎng)模式，為今后研究軟件復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特性提供了一個(gè)新的方向。對(duì)于一個(gè)實(shí)時(shí)的軟件系統(tǒng)來說，其主要特性多在軟件代碼中顯示，僅僅采用靜態(tài)特性來完全描述代碼間的關(guān)系并不準(zhǔn)確。為此，不同于以往將靜態(tài)軟件系統(tǒng)作為研究對(duì)象，蘭文輝[14]于2010年對(duì)軟件動(dòng)態(tài)執(zhí)行過程中所構(gòu)成函數(shù)調(diào)用關(guān)系進(jìn)行加權(quán)網(wǎng)絡(luò)建模，從整體上理解軟件系統(tǒng)的復(fù)雜性，并計(jì)算軟件系
7、統(tǒng)受到攻擊時(shí)故障的傳播速度和規(guī)模，提出了基于關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵路徑的軟件可信性保證技術(shù)，研究保證軟件的可信性。Kai-YuanCai等[15]將軟件的執(zhí)行過程作為一個(gè)不斷發(fā)展的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，提出軟件鏡像圖來驗(yàn)證軟件的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)性，并從平均距離、聚類系數(shù)以及度分布三個(gè)角度分析該模型性能，通過對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模，驗(yàn)證了軟件網(wǎng)絡(luò)符合小世界特性和無標(biāo)度屬性。由于軟件系統(tǒng)的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)并不能準(zhǔn)確描述軟件動(dòng)態(tài)執(zhí)行過程中的行為特性，在2012年，HuanLi[16]根據(jù)軟件執(zhí)行過程中類之間的實(shí)際發(fā)生的互連關(guān)系建立了動(dòng)態(tài)軟件復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，精確地反應(yīng)軟件系統(tǒng)
8、的結(jié)構(gòu)行為，實(shí)驗(yàn)證明，該動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型與軟件系統(tǒng)的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型都顯示出小世界屬性與無標(biāo)度特性，能補(bǔ)全軟件系統(tǒng)靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)遺漏的動(dòng)態(tài)特性，有利于分析軟件在運(yùn)行過程的動(dòng)態(tài)特性。......第2章軟件系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)重要性相關(guān)技術(shù)研究概述2.1引言軟件復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)
