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计算机论文:基于加权软件网络的计算机软
件模块性和稳定性度量方法研究
本文是一篇计算机论文 ,本文在国家自然科学基金( No.61702378 和
61603163)以及浙江省科学技术联合计划资助下完成(LGF19F020007)。
主要工作总结如下:1)基于加权软件网络的软件模块性度量方法。
在软件模块性的度量研究中,现有工作主要探讨与软件模块性相关的
耦合性和内聚性的度量,没有将耦合性和内聚性两者结合起来,进而
从整体上度量软件的模块性。在本文的方法中,我们定义了一个新的
度量指标,模块性( Q),从软件整体的角度来衡量软件模块性。本
文的度量指标是基于方法和属性级别的软件结构的网络表示(即
FCN),并应用在复杂网络理论中被广泛使用的度量指标(即 Q)来
计算软件模块性的值。FCN 是一个加权无向图,它考虑了方法和属性
之间的耦合频率,从而在边上分配权重。我们应用著名的 Weyuker 标
准从理论上验证 Q 指标的合理性,并使用开源 Java 软件进行实证
评估,以揭示其作为衡量软件模块性度量指标的有效性。
第 1 章 引言
1.1 研究背景
随着软件功能和结构的日益复杂,软件开发难度日益增加,软件质量
难以保证,软件的维护管理成本随之增高,如何改善这种情况迫在眉
睫。软件质量的难以保证是由于缺乏合理的度量,所以需要根据提出
的度量进行合理的改善。软件度量也就成为软件工程领域的研究热点。
软件度量是对软件开发项目、过程及其产品进行数据定义、收集以及
分析的量化过程。软件度量的过程主要包括三个方面,首先是成熟度
度量,其次是管理度量,最后是生命周期度量。按照软件度量过程进
行合理的度量,并根据度量结果指导软件的开发过程,软件质量就能
得到明显提高,因此软件度量的意义重大。软件度量是对软件内部结
构质量属性的量化。结构质量有很多方面,包括理解性、可支持性、
稳定性、模块性等。软件的模块性和软件的稳定性是软件度量重要的
两个方面,具有重大研究意义。
“高内聚和低耦合”被认为是实现模块性设计的主要驱动因素之一,它
是面向对象(OO)设计中最重要的原则之一[1]。内聚是模块内耦合
的指示,而耦合是模块之间耦合的指示。在设计软件时,通常会争取
高内聚(一个内聚模块)和低耦合(模块之间的耦合应该更少),这
促进了软件模块性结构的形成。模块性被认为是软件设计中最重要的
属性之一,它对许多外部质量属性(如可重用性,可维护性和可理解
性)具有重大影响。本文所说的模块性,它通常指的是模块内相互依
赖的概念和模块之间的独立性[2]。
我们无法控制不能准确衡量的东西[3]。因此,为了控制软件模块性,
需要使用定量技术来评估它。一种有效的技术是提供一些指标来表征
模块性相关的贡献,例如模块耦合,内聚和接口大小[4]。然而,这其
中许多指标仅关注模块性的一个方面,即耦合或内聚。它们不能兼顾
软件模块性的耦合和内聚,并且无法全面描绘软件模块性。更糟糕的
是,它们通常只能表征某个软件的某些局部特征,例如,一个类所拥
有的类的数量,一个类具有的方法的数量等等,他们未能探索该类中
的丰富信息。由于缺乏合适的工具和理论,对于特定软件系统的结构,
人们很难将软件系统的模块性特征作为整体描述出来。
........................
1.2 问题提出和意义
模块性设计的主要驱动因素之一是“低耦合和高内聚”。因此,现有的
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