网络化软件的复杂网络特性实证

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马于涛 等:网络化软件的复杂网络特性实证 383

隐藏在观测结果深处的普遍自然法则.因此,面对网络化软件系统纷繁复杂的海量真实数据,实证研究的目的和意义就在于揭示目标系统的重要特性及其行为特征,以便准确地描述和认识该类系统,从而更好地为实践和应用(如系统优化)服务.

本文第1节简述网络化软件的主要特点及其给现有软件工程研究带来的问题和挑战.第2节从刻画网络化软件复杂性的角度介绍复杂网络特性的含义.第3节从网络化软件系统不同视角分析和验证复杂网络特性的研究工作,探索其中的普遍性规律.第4节系统阐述实证研究发现对软件工程今后研究的意义和启示.最后总结全文,并展望今后的研究工作.

1 网络化软件及其带来的挑战

网络化软件作为一类部署在Internet环境中的复杂软件系统的抽象,其基本组成元素是各种异构的网络信息资源/Web服务、拓扑结构和行为可动态演变;作为面向服务的计算的典型应用形态之一,网络化软件通过组成元素间的交互与协同(基于互操作)为用户提供随需而变的在线服务[3],因而具备根据用户的需求变更以及网络资源的动态变化进行快速的适应性演化和调整的能力;除了传统的“信息”和“计算”服务,网络化软件突出“以用户为中心”的理念[14],引入真实社会中“人”的主体性和创造性,为用户提供社交网络服务,以便获得更好的用户体验质量.当浏览器开始作为软件功能展现的载体,当软件的升级与维护能够无监管地进行,当异域用户可以便捷地使用网上信息资源并通过软件在线协同工作时,软件的网络化和服务化已经开始悄无声息地影响人们使用软件的方式.可以预见,随之改变的将是软件的开发方法、应用方式、产品形态甚至营销和盈利模式[15].

1.1 网络化软件的主要特点

目前,我们正在迈向面向服务的软件工程时代[16],软件的开发越来越强调以(大众)用户为中心和按需服务(on-demand service).一方面,多元化、个性化的用户需求将为服务构造、软件生产提供明确指导;另一方面,Internet环境中的动态资源聚合通过实时的虚拟化服务来推动软件柔性生产的实现,而其中的关键是满足用户需求的规模化定制(mass customization)[17].新的开发范式通过需求建模、服务发现和组合、系统部署来快速构建应用系统,以便对业务的改变作出迅速反应,按需、敏捷地应对变化;随后,网络化软件系统进入演化管理(不同于传统的系统维护)阶段,形成永远的β版,动态演化随需而变(见表1).

Table 1 Comparison between networked software and traditional PC software

表1 网络化软件与传统PC软件主要特点的对比 Networked software PC software

Interaction Human-Network interaction Human-Computer interaction

Development paradigm Meet-in-the-Middle between requirements and servicesStructured or object-oriented programming

Customization Construction Agreement-Based loose coupling Message-Based tight coupling

Delivery Pay per use License

Maintenance Continuous evolution Periodic or irregular update Item Type

传统PC软件通常是针对特定用户的需要进行定制化开发,对于企业而言,开发的成本较高、开发周期也相对较长.网络化软件规模化定制以领域工程为依托,基于需求工程和服务/资源聚合技术,降低整体用户解决方案的内部差异性,增加单个用户可体验的外部多样性,通过开放的服务生产和业务过程重组(预案推荐+个性化

高质量服务)将软件的定制生产转化或部分转化为(SOA框架下)标准化的服务即时组合[3],向用户提供低成本、

的定制服务.随着规模化定制在电信等新兴服务行业的成功,可以预见,面向具体应用领域进行面向服务的规模化定制将为网络化软件的工业化生产提供一条可行的技术途径.

从计算技术数十年来的发展趋势可以发现,计算资源存储和访问方式的变革决定了人机交互模式的变 迁[18].传统PC软件的交互模式侧重“人如何与机器打交道”;网络化软件以传统人机交互方式为手段,从桌面延展到网络,通过不确定、多粒度、可共享的网络资源之间的交互与协同来满足用户的需求[3],即强调用户与网络

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