基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的軟件關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵路徑挖掘方法研究.pdf

1、隨著信息化時(shí)代的來(lái)臨，軟件已經(jīng)被應(yīng)用到人們生活的各個(gè)不同方面，不斷改變著人們的交流和生活方式。而在這個(gè)過(guò)程中，軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜化，多樣化。隨之帶來(lái)的軟件安全性問(wèn)題也越來(lái)越受到研究者們的重視。研究者們從多個(gè)角度多個(gè)層次對(duì)復(fù)雜軟件系統(tǒng)的安全性進(jìn)行度量研究，例如從軟件的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面進(jìn)行分析研究。如何將復(fù)雜軟件系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)抽象為軟件執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)模型，如何更加快速地發(fā)現(xiàn)對(duì)軟件執(zhí)行過(guò)程影響較大的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，如何更好地區(qū)分具有相似結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)

2、，如何快速地發(fā)現(xiàn)軟件執(zhí)行關(guān)鍵路徑等問(wèn)題也成為現(xiàn)今主要研究工作之一。
　　為了解決上述提到的問(wèn)題，本文對(duì)軟件網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵路徑挖掘進(jìn)行了研究，并輔以一些開(kāi)源的軟件作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行分析研究。
　　首先，為了更好地度量軟件的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，現(xiàn)將軟件系統(tǒng)的執(zhí)行轉(zhuǎn)換為軟件網(wǎng)絡(luò)。將軟件功能模塊定義為節(jié)點(diǎn)，模塊之間的調(diào)用依賴關(guān)系抽象為邊，并將它們之間的調(diào)用次數(shù)設(shè)為邊上的權(quán)值，以此來(lái)構(gòu)建軟件有向加權(quán)網(wǎng)絡(luò)模型。使用GNU編譯工具和pvtrac

3、e追蹤工具來(lái)獲得軟件的執(zhí)行路徑情況，并將結(jié)果轉(zhuǎn)換成三列矩陣，對(duì)其進(jìn)行節(jié)點(diǎn)度以及度分布等一系列的特性分析。
　　其次，根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中相繼故障原理，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵性程度決定其影響軟件正常運(yùn)行的大小。本文在軟件有向加權(quán)網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上，提出了一種基于相繼故障原理的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)挖掘算法。該算法深度遍歷軟件執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算故障節(jié)點(diǎn)的影響力度來(lái)衡量該節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵性，并對(duì)其進(jìn)行等級(jí)劃分和排序操作。
　　再次，使用上述關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)度量

4、挖掘方法時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)多個(gè)節(jié)點(diǎn)處于同一等級(jí)的情況。針對(duì)這一現(xiàn)象，本文提出了一種基于PageRank和介數(shù)度量方法的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)挖掘算法。該算法首先使用測(cè)試用例形成結(jié)果圖集合，然后利用頻繁子圖挖掘方法確定關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)集合，最后為了獲得更準(zhǔn)確地軟件執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，將熵運(yùn)用到PageRank和介數(shù)兩個(gè)方法度量中，并對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序。
　　最后，為了挖掘軟件執(zhí)行過(guò)程中的關(guān)鍵路徑，本文提出了一種關(guān)鍵路徑挖掘算法。在這一過(guò)程中，按照軟件執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)中邊