软件工程视域下的软件复杂性研究

从软件工程的视角对软件复杂性进行了初步研究,讨论了软件复杂性的基本定义,分析了软件复杂性产生的原因及软件度量方法,最后提出了未来适应软件复杂性的几种技术解决方案.     

系统复杂性的度量方法

在前人工作的基础上,对系统复杂性的度量问题进行了系统地总结、分析和研究,首先,具体给出了混沌系统的定性和定量判别方法;然后,提出了度量混沌复杂性的"混沌度"的概念和计算方法;最后,系统总结了结构复杂性的五种度量方法.     

软件可靠性度量实例研究

为适应软件的不同特点和使用阶段,必须根据软件的具体情况,考虑在软件开发的整个生命周期中,从不同角度对可靠性进行度量和评价。在现有软件可靠性度量的基础上,选择改造了9个可用于评价软件可靠性的度量,在航天软件中进行了应用,并详细阐述了各个度量的目标、方法和过程,最后对度量结果进行了综合分析以及给出了对软件的改进建议。     

基于划分软件安全Petri网的需求形式化验证

为了解决Petri网对复杂软件系统进行形式化验证时在安全性描述、自动化程度和验证效率方面存在的不足,提出一种软件安全Petri网。扩展了库所定义,提出了安全距离及其计算方法,以增强Petri网对软件安全性的描述能力。设计了自动划分子网结合库所安全定级的递归算法,仅对与被验证需求性质相关的划分子模型进行验证以提高验证效率,同时实现库所的安全定级。设计并实现了软件安全性需求自动化建模和验证工具原型,最后给出了在典型安全关键软件--机载除冰软件系统上的应用以说明方法和工具原型的有效性。     

城市、分形与空间复杂性探索

首先阐明空间复杂性的来龙去脉，包括复杂系统与复杂性的关系，空间复杂性与自组织临界性的等价性等。其次论证分形是刻画空间复杂性的有效工具：由于城市系统是一种具有分形性质的复杂空间系统，而分雏则是联系复杂性度量的重要参量，借助分形思想探索城市地理系统的复杂性和奇异性顺理成章。最后阐述城市系统空间复杂性的临界判据和研究方法。3大判据(分形结构、1/f噪声和位序-规模分布)对应着城市系统的3类空间结构，空间复杂性和复杂化研究必须将数学模式、理论探讨和模拟实验乃至计算方法有效结合才能取得实质性的理论进展。     

两种认识主体考量下的文本意义复杂性解读

在以前研究的基础上给出了认识论意义的复杂性概念 :清晰表达文本意义的长度所付出的认识代价 ;研究了一般主体意义和主体间性意义下的认识复杂性度量的问题 ;给出了一般主体意义下的三种认识复杂性度量和主体间性意义下的认识复杂性的三种分析。     

基于软件历史仓库和抽象语法树的相似缺陷识别方法

软件开发过程中,软件开发人员常常通过搜索软件历史仓库(historical software repository, HSR),再经复制/粘贴以实现软件复用。HSR中会保存被复用的代码的缺陷及修复信息,辅助处理相似缺陷。基于此,提出一种基于HSR挖掘的相似缺陷识别方法。首先,基于变更日志的分析,从HSR中提取出已知缺陷的模块,建立bug模块库。然后,采用基于抽象语法树(abstract syntax tree, AST)的相似代码检测方法,识别待测试软件与bug模块库中相似的代码,并借助HSR中保存的相应缺陷及修复信息,完成待测试软件中可能包含潜在缺陷的模块的识别。同时,为提高相似代码的识别精度,优化基于AST的代码特征度量。在18个C程序、164对克隆代码上进行实验,结果表明所提方法能够识别出全部相似代码且性能优于已有工具。在人工构建的bug模块库上验证了代码相似性对相似缺陷识别的作用。最后,在8个真实的大型C项目上进行验证,平均缺陷召回率达到94%,表明挖掘HSR可以有效地为跨项目传播的相似代码提供缺陷理解支持。     

基于软件历史仓库和抽象语法树的相似缺陷识别方法

软件开发过程中,软件开发人员常常通过搜索软件历史仓库(historical software repository, HSR),再经复制/粘贴以实现软件复用。HSR中会保存被复用的代码的缺陷及修复信息,辅助处理相似缺陷。基于此,提出一种基于HSR挖掘的相似缺陷识别方法。首先,基于变更日志的分析,从HSR中提取出已知缺陷的模块,建立bug模块库。然后,采用基于抽象语法树(abstract syntax tree, AST)的相似代码检测方法,识别待测试软件与bug模块库中相似的代码,并借助HSR中保存的相应缺陷及修复信息,完成待测试软件中可能包含潜在缺陷的模块的识别。同时,为提高相似代码的识别精度,优化基于AST的代码特征度量。在18个C程序、164对克隆代码上进行实验,结果表明所提方法能够识别出全部相似代码且性能优于已有工具。在人工构建的bug模块库上验证了代码相似性对相似缺陷识别的作用。最后,在8个真实的大型C项目上进行验证,平均缺陷召回率达到94%,表明挖掘HSR可以有效地为跨项目传播的相似代码提供缺陷理解支持。     

基于熵的复杂有向网络异质性度量方法

复杂网络异质性度量方法研究中,现有方法虽然考虑了网络中节点度分布,但没有考虑相邻节点之间的差异性和节点相互作用的方向性,对此,提出了一种基于熵的复杂有向网络异质性度量方法,综合考虑有向网络节点度分布和相邻节点之间的差异性,突出网络对称性在消除网络异质性中所起的作用,使得有向网络异质性的度量更加准确,为复杂有向网络复杂性的度量提供一种新的思路。算例表明该方法具有合理性和有效性。     

桥接多联邦工具KD-FBT实现中的关键技术研究

进行大规模仿真,尤其是广域网上的仿真演练,多联邦互联是必经之路。实现多联邦互联有多种方法,桥接成员是其中一种。要发挥桥接多联邦技术的优势,将其广泛应用到实际仿真系统互联中,必须有相应工具的支持。桥接多联邦工具KD-FBT软件的思路就是通过向导自动生成桥接成员,快速地将已有联邦进行互联。对KD-FBT的实现结构、实现类视图进行了阐述,研究了KD-FBT软件中的FOM映射算法与并行处理技术。     

学习型组织的复杂性管理思维创新

彼得·圣吉认为,系统的复杂性表现为动态性复杂和细节性复杂两种,处理这两种复杂性的思维方式分别是象思维和科学思维。而系统动力学综合了这两种思维,能准确而动态地处理系统的复杂性,为人类处理系统的复杂性提供了一个思考工具,实现了管理思维方式的创新。     

交互式管理的若干思考

首先用易经对进行交互式管理的原理进行了思考 ,指出支持结构、认知障碍学、复杂性定律及复杂性工作程序是其基本要素 ,并对其相互关系进行了分析。最后 ,用交互式管理的原理对微软企业结构实现IT价值的原理进行了初步的解释。     

计算机之父冯·诺伊曼对复杂性问题研究方法的贡献及其影响

冯·诺伊曼提出了度量复杂性的——"逻辑深度"概念,倡导了复杂性分析法——数值方法,并用"自下而上"的方法构建了元胞自动机。元胞自动机是简单规则导致复杂性"涌现"的范例,其自动机理论对复杂性问题的研究具有重要影响。     

面向软件过程改进的工作流仿真研究

本文的研究从深度上涉及方法学、技术和工具层面，从广度上涉及过程、产品、资源、组织和度量。工作流仿真可以贯穿于软件过程改进的整个生命周期。针对技术层面，提出一个支持软件过程改进的工作流实施框架，其中包括四个反馈环节来实现改进。进一步提出指导建模的软件工作流元模型，它将度量和过程改进的几个要素结合到一起，便于仿真评价，并且利用对象约束语言形式化描述模型实体本身和实体间的完整性约束关系。针对工具层面，给出了基于ECA规则的工作流模型定义和仿真引擎的结构。在此基础上就一个软件开发过程的实例，依据过程度量指标分析了各种可能的改进方案。     

航天器姿态确定算法IP核的设计与仿真

为了提高姿态确定算法的计算速度,在分析了现有确定性姿态确定算法的基础上,设计出了基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的姿态确定算法IP(Intellectual Property)核.在该程序的各主要模块中,使用状态机控制存储器向不同运算器读取或写入数据,从而完成姿态确定的计算.程序采用流水线技术,在QuartusⅡ中对其进行建模与综合,最后通过硬件仿真工具ModelSim进行仿真.同时在NIOSⅡ上用软件实现了姿态确定算法.仿真结果表明,硬件在第一次姿态确定完成后的运算周期约为20μs,远远快于软件500μs的运行时间.     

空天飞机再入GNC一体化建模与仿真方法

集建模、制导控制律设计与数学仿真分析于一体的建模与仿真平台是进行空天飞机再入制导导航与控制系统(Guidance,Navigation and Control,GNC)研究的有效手段。提出一种基于Matlab平台和STK软件的空天飞机再入GNC一体化建模与仿真平台方案。基于Matlab平台进行二次开发,建立空天飞机建模工具,开发制导控制律辅助设计工具和数学仿真程序,利用STK软件进行结果的可视化仿真,为空天飞机再入GNC系统研究提供有效的建模、设计与仿真分析工具。     

城市道路网中路段相对重要性研究

根据路段相对重要性的度量依据,首先分析了路段相对重要性直接度量法的不可行性,然后以路段可靠性重要度为工具,通过比较路段的可靠性重要度,从而间接确定了路段相对重要性,并给出了算例。另外,以边际可靠性重要度为工具,提出了路段相对重要性的另一种间接度量方法,并给出了算例。最后,简单说明了路段相对重要性在路网设计中的应用。     

复杂性涵义、通用设计科学及复杂性工作程序初探

首先基于沃菲尔德的复杂性思想，强调复杂性是一个系统的概念，指出复要性总是以问题的形式式出现，而任何复杂性问题一定同时包括情景复杂性与认知复杂性两个方面，二互为条件。然后介绍了沃菲尔德的通用设计科学及复杂性工作程序，最后对应用上述理论改进软件过程的可行性做了初步分析。     

基于高层体系结构对象模型的联邦成员软件框架自动生成研究与实现

在基于HLA／RTI的联邦开发中，降低成员软件开发者需要理解HLA／RTI的程度，简化联邦成员软件的开发过程是一个急需解决的问题。本文不典型成员的软件结构和程序流程进行了分析，设计了一种基于HLA对象模型（FOM／SOM）的联邦成员软件框架实现方法，并实现了一种能够自动生成联邦成员软件框架的工具FedWizard，使用该工具可生成联邦成员的C＋＋框架代码。     

赋权已实现波动及其长记忆性,最优频率选择

已实现波动是针对高频金融时间序列的一种全新的波动度量方法,具有不需要模型和计算方便的优点.本文则对已实现波动进行了改进,提出了另一种更为有效的波动度量方法———赋权已实现波动,并且使得“已实现”波动成为赋权已实现波动的一个特例.通过对上海股票市场的实证研究,说明了赋权已实现波动是优于已实现波动的波动估计量,并且对赋权已实现波动的统计特性进行了分析.同时,在综合考虑微观结构误差和测量误差的基础上选择了最优的高频数据采样频率.