基于复杂网络的操作系统演化与结构稳定性研究

项目名称： 基于复杂网络的操作系统演化与结构稳定性研究

项目编号： No.61272167

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 王雷

作者单位： 北京航空航天大学

项目金额： 76万元

中文摘要： 大量实证研究表明，大型软件的内部拓扑结构具有"小世界"和"无标度"等复杂网络特征，本项目将复杂网络理论与软件演化研究相结合，进行以下研究：1）以操作系统的内部拓扑结构为研究对象，探索操作系统中复杂网络的形成机理和演化规律，从"生成论"的角度提出适于操作系统的演化模型；2）以操作系统演化模型为基础，综合静态（复杂网络的各种特征值）和动态（代码变更传播规律）两方面因素，提出一个软件结构稳定性评估模型；3）研究复杂网络特征、代码变更传播与软件结构稳定性的量化关系，发现演化过程中影响结构稳定性的内在模式及其形成机理；4）结合"渗透理论"，分析代码变更传播的"雪崩效应"，研究在操作系统演化过程中结构稳定性的临界状态及其预测方法。本项目的研究有助于科学、全面地认识软件演化的本质规律，为将来软件系统的优化提供可靠依据。

中文关键词： 操作系统；复杂网络；软件演化；代码变更传播；

英文摘要： Many empirical studies have shown that the topologies of large-scale software systems exhibit complex network features such as "small world"' and "scale-free". In this project, we combine the complex network and software evolution theories to accomplish four tasks: First, we explore the formation mechanism and evolution law of complex network in an operating system (OS) by studying the topology of the OS and constructing an evolution model for it under the "generative theory". Second, we build a software structure stability evaluation model base on the evolution model of the OS. The evaluation combines insights from static (various features of complex network) and dynamic (laws of code change propagation) analysis. Third, we study the quantitative relationship between complex network features, code change propagation, and software structure stability to identify inherent patterns and their formation mechanisms, which impact structure stability in the evolution. Last, we analyze the "ripple effect" in code change propagation under the percolation theory to study critical states and its prediction methods for structural stability in the evolution of the OS. This project will contribute to a scientific and comprehensive understanding of the nature of software evolutions as well as provide a reliable basis for futur

英文关键词： Operating System；Complex Network；Software Evolution；Code Change Propagation；