基于复杂网络的软件复杂性度量研究

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软件开发者对于日趋复杂的软件系统的理解和控制越来越困难,传统软件工程正接近其复杂性和可扩展性的极限.复杂性使软件开发困难,质量难以保证.复杂网络理论的最新研究成果,为软件复杂性度量提供了新的数学基础.讨论了软件复杂性的形成原因和度量方法,介绍了目前复杂网络与软件复杂性结合的研究工作.探讨了基于复杂网络的软件结构复杂性度量方法,提出一种结合复杂网络和

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第 1A期 2 20 0 6年 l 2月

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基于复杂网络的软件复杂性度量研究 李兵王浩李增扬何克清余敦辉一，,,,, ( .汉大学软件工程国家重点实验室，北武汉 4 07; .北大学数学与计算机科学学院，北武汉 406 ) 1武湖 302 2湖湖 302

摘要：软件开发者对于日趋复杂的软件系统的理解和控制越来越困难，统软件工程正接近其复杂性和可扩 传 展性的极限 .杂性使软件开发困难，量难以保证 .杂网络理论的最新研究成果，软件复杂性度量提供了新的数复质复为学基础 .论了软件复杂性的形成原因和度量方法，，绍了目前复杂网络与软件复杂性结合的研究工作 .讨了基于讨介探复杂网络的软件结构复杂性度量方法，出一种结合复杂网络和演化算法的软件演化复杂性度量模型 .提

关键词：软件复杂性；复杂网络；软件度量；下一代软件工程 中图分类号： T 3 15 P 1. 文献标识码： A 文章编号： 07—12 (06 2 .310 322 1 20 )1A27—5

S f r mpe i tc a e n Co o t e Co wa lxt Me r s B s d o mpe e wo k y i lx N t rs U n W ANG o L e g y n, Bi g一， Ha 2 IZh n— a g HE— n YU n h i, Ke qig, Du— u ,

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sb t t o tr o s u t n o e r - e t c lr e s ae s f re s s ms E ie c u g s h ts f re e gn e ig i u s n i f rf u e c n t c o n t k c nr,a g— c o t a a l u r i f wo i l wa y t e . vd n e s g et ta t s o wa n i e r s n r a hn o e c ig c mplxt d saa i t i t e h o o i s Sot re d veo m e ta o t requ lt sto be t fwae c m— e iy a l bl y l n c i miso tc n l ge . fwa e lp f n nd sfwa aiy i r u ld wi s t r o ho pe i Ne a d e egn e ac fo t n c mpe e o k n r u ea n w t e tc o nd to o o t ae c m pe iy lxt y. w n m r ig r s r h e rso o lx n t r sitod c e ma ma a fu a n f rs f r o e w h il i w lxt m erc Thsp p rds u s ste f r n c a im d m erc e o so o t r e c m pe i a d i ro u e e e r g es s tis. i a e ic se o mig me h n s a tism t d s fwa o h n h f lxt n ntd c s rc ntp o rs y, e

a o t so it g s f r e c mp e t t o lx n t r . a e n s f r o lx n t o k, o to s o f r b u s ca n t a i o wa o lxy wi c mpe ewo k B s d o ot e c mpe e r s me me d s t e i h s wa w s h f o wa s u tr o lx t t c r r p s d. o u ig o o i a o f o lxn t o k d e d e o u o a yag r h, d e t cu e c mpe y mer saep o o r i i e F c s n c mb t n o mp e e r mo l n n i c w

s n a v l t n r lo i m a mo l i t f rs f r v lt n r o lx t t c sp e e t o t e e ou o ay c mp e y mer si r sn e o wa i i i d.

K ywod: sf rec mpe t;o lxn t ok;o lxt tc; e t e ea o otaee gn e n ( e rs ot o lx y c mpe e rs c mpe yMer s nx- n rt n sf r nier g NGS wa i w i i g i w i E)

1引言 生成高质量的软件是所有的软件工程方法努力实现的目

件开发之所以经常处于失控状态的原因正是缺乏合理的度量 .件复杂性的度量又与软件的可靠性、维护性等质量因软可素密切相关 . 6年代，件度量的基础性工作就已展在 O软

标.然而，软件系统的设计开发却总不能尽如人意，主要的最 原因是软件系统的复杂程度越来越高 .复杂的软件就越难越以保证其质量、用和生产率，件开发就会经常处于失控状费软 态 .件中一个极小的错误可能带来灾难性的后果，至形成软甚 一

开【. . Cb 2 Mc ae和 H led在 7 J at sa O年代中期提出的 Mcae复 Cb环杂度是一种较为成功的结构化程序度量方法 _ .通过计算 3它 J 线性独立路径条数来度量程序的复杂性，得注意的是，首值它次考虑了软件内部的网络拓扑特性 .于软件度量本身性质对

种“崩效应”雪——大型软件系统的无数细节和可能都会构

的评价，比较著名的有 Bi对面向对象的软件生命周期和 ro针 t 质量保证的 7条标准 L,及 Weu e提出的一组形式化评 4以 J ykr估软件度量性质的定理 J . 在8 O年代末，向对象 ( 0, b c O et )想和方法面 O Oj t rn d思 e -i e

成其复杂度的质变 .此，前兴起的下一代软件工程因目 ( G E N x G nrtnSf aeE g er g正致力于将软件工 N S, et ee i ow r ni e n) - ao t ni

程发展为一个“算型”工程学科，于数学理论和语义导计的基向，软件系统开发设计过程中，

现高可靠、成本和自动在实低 化的智能控制 . 软件度量是使软件设计与开发的科学性的重要保证，软 收稿日期：060 .2修回日期 20-11 20 -92; 061-0

成为软件设计与开发的主流，上述传统的度量方法无法应但 用于许多面向对象的特性 .因此，现了一些适合面向对象软出件的度量方法 .为有代表性的是 C i m e较 hd br和 K m rr出 a ee提 e

基金项目：国家 93计划前期研究专项 ( o 20C 7 80 )国家自然科学基金 ( o9640 )“五”家重大科技专项 ( o 20 B g6 2—: 7 N .0 6 B0 32; N .0 005;十国 N .0 2 A 0A 1 2 )湖北省自然科学基金 ( o20 A A13 N .0 5 B 20,o20 A A 2 )软件工程国家重点实验室开放基金 ( o S LE 50 N .K S 0 . 5; N . 5 B 2, o20A A 4 N .06 B 2 8; 0 N .K S 0—7,o S LE 5

1)国家 83高技术研究发展计划 ( o20A 0 Z5 ) 9; 6 N .06 A 4 16

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