[发明专利]一种基于网络Motif的软件稳定性评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于网络Motif的软件稳定性评估方法，属于复杂网络及软件稳定性技术领域。

背景技术

现有技术中更多的软件稳定性评估方式并没有关注软件系统结构上的不同，大多只采用去除中心节点、入度出度较大的点以及孤立节点等点进行对比分析。评估软件稳定性时对软件结构没有更多的关注，忽略了软件结构上的变化对软件稳定性有着很大的影响；只采用选取特定节点进行分析测量，忽略了节点与节点之间存在着更多的联系、更多的影响，而这种结构上的关系恰恰影响到软件的稳定性。

发明内容

本发明是一种基于网络Motif的软件稳定性评估方法，对软件系统的稳定性进行分析，找到网络Motif片段对软件稳定性的影响。

实现本发明的技术方案如下：

一种基于网络Motif的软件稳定性评估方法，首先提取软件的源代码，将源代码抽象出类图，再将类图抽象成为有向图，然后根据基本网络Motif片段对有向图进行分析，测定该软件的原始指标数值，其次对有向图中基本网络Motif片段进行破坏，最后测定破坏后的数值；根据破坏前与破坏后的数值进行分析比较，判断该软件在经受不同类型的打击破坏下，软件功能上、结构上的稳定性。

与现有最好技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明实现了对软件稳定性的评估，并且对软件结构与软件稳定性之间的联系进行了研究。

（2）采用复杂网络思想，在结构上将节点划归为一个个不同的Motif片段，通过Motif片段点变化来评估稳定性的变化。

（3）通过对Motif片段破坏的方式，分析软件稳定性的变化，从而知晓软件在经受何种破坏下稳定性更好。

附图说明

图1为本发明一种基于网络Motif的软件稳定性评估方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明通过提取软件的源代码，将源代码抽象出类图，再将类图抽象成为有向图，然后根据基本网络Motif片段对有向图进行分析，测定该软件的原始指标数值（平均最短路径、聚集系数、度分布等）；然后对有向图中基本网络Motif片段（可选取不同种，不同类型的网络Motif）进行破坏，采用随机或有目的性的破坏两种方法，最后测定破坏后的数值；根据破坏前与破坏后的数值进行分析比较，判断该软件在经受不同类型的打击破坏下，软件功能上、结构上的稳定性如何。

其具体包括以下步骤：

1、将源代码抽象出类图

利用软件Elipse UML软件，将测试的源代码转化出系统类图，可能部分类图存在一定问题，需要手动修正。

2、将类图变换为有向图

利用Matlab代码将类图以连接表形式输入到pajek软件中，利用pajek将系统类图转化为有向图。有向图中点代表类，连线表示类与类之间的调用关系。

Matlab代码如下：

3、选择基本网络Motif片段，进行测定软件原始数值；

选取网络Motif片段采取以下两种方法：

a.选取3个节点的MOTIF：边数小于等于1、边数大于等于2、存在孤立节点、存在环状结构等；

b.选取4个节点的MOTIF：边数小于等于3、边数大于等于5、存在环状结构等。

测定软件原始数值（平均最短路径、聚集系数、度分布等），利用pajek软件分别测量三个基本数值。

4、对图中的Motif进行破坏，测量破坏后数值：对选取的网络Motif片段进行破坏，破坏方式采用随机和有目的性两种方式。随机破坏方式：将有向图所有点进行标好，随机生成序号进行破坏。有目的性破坏：破坏带环Motif片段中入度最高节点，破坏有双向联通Motif片段中入度最低节点等。

5、分析破坏前破坏后数值变化，分析软件稳定性：根据破坏前破坏后测量数值进行分析，采用平均最短路径比较法、聚集指数与度分布综合法两种方法进行分析。

平均最短路径比较法：平均最短路径值L的变化分为两种，第一种破坏后L值上升，第二种破坏后L值下降。对于L值上升表示破坏节点对于整个有向图影响较小，对于L值下降表示破坏节点为图中较为重要节点。