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大规模软件中社区结构的发现与研究

作　者: 杨占坤
导　师: 赵海
学　校: 东北大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 软件工程软件网络社区结构 LCDA局域社区发现算法模块化
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 20次
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内容摘要

社区结构是许多实际复杂网络的一个重要特征,寻找和分析社区结构有助于更好地了解网络的结构。近年来,随着复杂网络研究的兴起,研究者发现软件网络中存在复杂网络特性,为软件中社区结构的研究开辟了一条新道路,同时也为软件工程研究提供了一种新的视角。针对上述问题,本文以多个学科交叉为背景,努力寻找软件中最优的社区结构。“高内聚、低耦合”是面向对象软件的设计原则,它要么是针对程序代码进行设计的,要么就是针对设计模式来进行设计的,而缺乏在较高层次对面向对象软件进行结构的分析。因此,本文提出一种快速启发式算法(LCDA局域社区发现算法)来发现软件网络中的社区结构,并使用模块化度量指标来衡量社区发现算法划分结果的合理与否,实验表明该算法可以很好地划分社区结构。本文采集了253个面向对象软件作为样本,利用LCDA算法对它们进行社区划分,并利用统计学方法对社区划分后的结果进行分析,主要对软件中社区结构与软件规模之间的相关性进行分析,另外,还对软件演化中社区结构的演变规律进行分析。社区发现的结果实际上是从模块化的角度得到软件系统的理想结构,这个结果可以为软件开发和设计人员提高软件模块化程度提供参考,同时可以帮助软件开发人员增加对软件系统的理解,对了解软件体系结构与测试具有极为重要的意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-15
  1.1 软件结构的复杂性  9-10
  1.2 软件网络观  10-11
  1.3 软件网络中社区结构可行性研究  11-13
  1.4 本文组织结构  13-15
第2章软件网络中社区现象及发现算法  15-29
  2.1 软件网络中的社区现象  15
  2.2 软件网络中社区划分的评价标准  15-16
  2.3 社区发现算法分析  16-26
    2.3.1 计算机科学中的图论方法  17-19
    2.3.2 社会学中的层次聚类方法  19-21
    2.3.3 复杂网络中的社区发现方法  21-26
  2.4 目前社区发现算法存在的不足  26
  2.5 本章小结  26-29
第3章软件网络中局域社区发现算法  29-43
  3.1 软件样本的选择  29-31
    3.1.1 软件样本的采样原则  29-30
    3.1.2 软件样本的选取  30-31
  3.2 软件网络生成器  31-33
  3.3 局域社区发现算法的设计与实现  33-38
    3.3.1 算法的设计  33-34
    3.3.2 算法的实现  34-36
    3.3.3 算法的分析与正确性验证  36-38
  3.4 实证分析  38-41
  3.5 本章小结  41-43
第4章基于社区结构的软件网络特性分析  43-59
  4.1 软件网络中的统计方法  43-45
  4.2 软件中社区结构应用的宏观规律  45-50
    4.2.1 软件中社区结构与软件规模的相关性分析  45-49
    4.2.2 大规模软件中社区结构的模块性变化规律  49-50
  4.3 软件演化中社区结构应用的演变规律  50-56
    4.3.1 研究对象  50
    4.3.2 软件演化中软件规模的演变规律  50-53
    4.3.3 软件演化中社区结构应用的演变规律  53-56
  4.4 本章小结  56-59
第5章总结  59-61
  5.1 工作总结  59
  5.2 工作展望  59-61
参考文献  61-65
致谢  65-67
攻读硕士期间发表的论文  67

大规模软件中社区结构的发现与研究

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