軟件網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c參數(shù)可視化

摘 要現(xiàn)如今的軟件結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，相關(guān)的開發(fā)也出現(xiàn)了問題，軟件的維護(hù)工作也遇到了瓶頸，軟件的質(zhì)量得不到保障。對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究少不了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)信息可視化的應(yīng)用，這種方法可以更加直觀的快速獲取軟件結(jié)構(gòu)的度量信息，本文針對(duì)軟件網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蛥?shù)可視化進(jìn)行研究，希望可以找到存在的問題并且找到相關(guān)的解決辦法。

【關(guān)鍵詞】軟件 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?參數(shù)可視化

現(xiàn)今社會(huì)的工作與學(xué)習(xí)已經(jīng)離不開軟件，在經(jīng)濟(jì)、政治和軍事上同樣少不了軟件，軟件的應(yīng)用一直在進(jìn)行拓展，計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的作用越來越大，軟件系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜度與日俱增，對(duì)于軟件的開發(fā)和維護(hù)少不了像是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞燃夹g(shù)的應(yīng)用，良好的軟件工程技術(shù)對(duì)軟件的質(zhì)量好壞起著決定性的作用，對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞燃夹g(shù)進(jìn)行分析和研究對(duì)軟件的發(fā)展起著推動(dòng)作用。

1 軟件網(wǎng)絡(luò)概述

隨著科技的發(fā)展，軟件的規(guī)模也在擴(kuò)大，軟件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，軟件的研發(fā)周期也在延長，軟件的開發(fā)質(zhì)量難以得到保障。現(xiàn)代大型軟件的開發(fā)正朝向模塊化和層次化的方向發(fā)展，通過軟件模塊為出發(fā)點(diǎn)，將軟件模塊之間的關(guān)系假設(shè)成節(jié)點(diǎn)間的邊，軟件的靜態(tài)結(jié)構(gòu)通常是由點(diǎn)集和邊集組合而形成的，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和軟件的靜態(tài)結(jié)構(gòu)是對(duì)應(yīng)的。軟件網(wǎng)絡(luò)是一種較為典型的人工復(fù)雜系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)思想加以研究就能夠?qū)崿F(xiàn)靜態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的映射。通過對(duì)開發(fā)語言的應(yīng)用，對(duì)操作系統(tǒng)、瀏覽器、應(yīng)用服務(wù)器和編譯器進(jìn)行處理，采用開發(fā)軟件將類的繼承和使用進(jìn)行抽象。

2 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)

隨著復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，研究人員已經(jīng)不能夠利用原來的數(shù)字和表格對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)之中的信息資源不再容易發(fā)現(xiàn)，通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)化可視化技術(shù)進(jìn)行分析，可以更加快速的找到復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)之中的信息，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)可以展現(xiàn)美觀的展示方法，通過這種方法了解復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還可以利用圖論和統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，從一種美觀學(xué)的角度出發(fā)可以采用布局法進(jìn)行計(jì)算，不同的算法會(huì)根據(jù)不同的要求進(jìn)行優(yōu)化處理，布局的整體會(huì)呈現(xiàn)出對(duì)稱性，節(jié)點(diǎn)的分布也會(huì)均勻。

研究人員可以從圖像中獲得需要的信息，布局的效果會(huì)很美觀，只是復(fù)雜度較高的算法不能夠呈現(xiàn)出軟件網(wǎng)絡(luò)的可視化，對(duì)軟件的開發(fā)和維護(hù)的指導(dǎo)作用不強(qiáng)，應(yīng)該考慮美觀的程度，使得獲得更加高效的技術(shù)方法。

3 拓?fù)淇梢暬夹g(shù)

拓?fù)淇梢暬夹g(shù)是基于社團(tuán)進(jìn)行劃分的，通過揭示網(wǎng)絡(luò)的社團(tuán)結(jié)構(gòu)，可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)的集結(jié)點(diǎn)關(guān)系進(jìn)行挖掘，對(duì)信息的擴(kuò)散進(jìn)行分析，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性進(jìn)行判定。這種技術(shù)能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)更加了解，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的不同社團(tuán)的關(guān)系進(jìn)行嚴(yán)格的辨析，對(duì)于社團(tuán)的功能能夠更加清楚，軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不可缺少拓?fù)淇梢暬夹g(shù)。

通過計(jì)算可以避免使節(jié)點(diǎn)重疊，通過引導(dǎo)模型布局算法的時(shí)間過于緩慢，利用基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢暬夹g(shù)可以先將社團(tuán)抽象為節(jié)點(diǎn)，然后進(jìn)行簡化網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，通過運(yùn)用傳統(tǒng)的斥力和張力的模型布局算法進(jìn)行布局，可以使結(jié)構(gòu)功能更加清晰，避免節(jié)點(diǎn)過多，從而發(fā)生收斂速度過慢的現(xiàn)象，社團(tuán)的規(guī)模可以決定社團(tuán)的區(qū)域和劃分，將內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行填充，進(jìn)而就形成了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的布局。

4 參數(shù)可視化分析

4.1 度量參數(shù)的著色分析

受屏幕分辨率的限制，大量的節(jié)點(diǎn)會(huì)嚴(yán)重堆積在視圖的中央位置，這就是以往傳統(tǒng)的布局算法視圖的效果。而現(xiàn)在軟件中的節(jié)點(diǎn)逐步被大量的連接信息覆蓋。可以采用最常用的度量參數(shù)進(jìn)行可視化分析，其中涉及到度、介數(shù)和緊密度。目前，學(xué)者提出了一些新的軟件網(wǎng)絡(luò)度量參數(shù)，其中波及度參數(shù)受到軟件研究人員的重視，這種參數(shù)的應(yīng)用較為廣泛。

4.2 中心化度量分析

網(wǎng)絡(luò)的中心化是建立在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上的，對(duì)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的集中化程度進(jìn)行討論。對(duì)軟件網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行中心化測試能夠使我們迅速而準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)中心節(jié)點(diǎn)，即便在規(guī)模龐大和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行尋找工作，最后就能快速的找到高節(jié)點(diǎn)。

各種中心化指標(biāo)是網(wǎng)絡(luò)的中心化實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，節(jié)點(diǎn)度的指標(biāo)在中心化的測試的側(cè)重點(diǎn)有所不同，單一的中心化測試方法極大的不確定性，應(yīng)該將參數(shù)結(jié)合起來使用才能更加合理地找到網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)。在眾多網(wǎng)絡(luò)模型中構(gòu)成多重測驗(yàn)，由于軟件網(wǎng)絡(luò)的中心化，其研究的要求是對(duì)參數(shù)進(jìn)行歸一化處理，如此就能夠消除網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的影響，經(jīng)過進(jìn)行數(shù)值比較能夠把同一參數(shù)在不同網(wǎng)絡(luò)規(guī)模中。

4.3 介數(shù)中心化分析

在軟件網(wǎng)絡(luò)中，通過統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)介數(shù)進(jìn)行分析系統(tǒng)中任意一個(gè)類的聯(lián)系，對(duì)于類之間的關(guān)聯(lián)也可以清楚地認(rèn)識(shí)到，在網(wǎng)絡(luò)失效時(shí)就會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成影響，一個(gè)節(jié)點(diǎn)的介數(shù)通過網(wǎng)絡(luò)中該節(jié)點(diǎn)的最短路徑可以衡量當(dāng)時(shí)所有的數(shù)目，節(jié)點(diǎn)在軟件系統(tǒng)中具有重要的作用。它可以量化研究軟件結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)，對(duì)它進(jìn)行分析具有一定的意義。

5 結(jié)論

通過研究可以發(fā)現(xiàn)，通過軟件中模塊的研究可以找到新的可視化算法，通過社團(tuán)之間的關(guān)系可以發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的復(fù)雜關(guān)系，軟件的關(guān)系可以假設(shè)為一種較為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系，經(jīng)過研究可以發(fā)現(xiàn)軟件網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜涂梢暬瘏?shù)對(duì)于軟件的開發(fā)具有重要的意義，可以推動(dòng)軟件行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

薛鐵龍（1995-），男，湖北省武漢市人。江漢大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)本科在讀。

作者單位

江漢大學(xué) 湖北省武漢市 430056