复杂动力网络及其在软件工程中的应用

摘 要

现阶段，发展中的复杂网络更多地运用到社会各个方面，尤其是在生物学、社会学和城市交通和软件工程等方面，尤其是复杂动力网络运用在软件工程中更为引入关注。并且，复杂网络已经逐渐成为多学科交叉的热点研究领域，并且在人们日常生活中占据着重要的地位。那么，在新时期下，如何提高大规模的复杂网络传输效率，切实增强网络的安全可信度，这就成为当前人们所必须要解决的问题。

【关键词】复杂动力网络 软件工程 应用

在21世纪，互联网的迅猛发展给我国的软件工程带来前所未有的机遇，同时也给软件工程带来全新的挑战，为此，针对这种情况，就必须要运用复杂动力网络来加强软件工程在各个方面的运用。现阶段，有很多的复杂网络，诸如，万维网、互联网以及生物通信网络等，在这些复杂网络中具有很多典型特征，其中，主要是表现在以下几个方面；第一，网络结构的复杂性，表现在大量的网络节点和网络结构的多样性。第二，网络的进化性，主要是表现在网络节点的产生性。第三，网络连接的多样性，主要表现在网络节点间的连接权重存在明显的差异性，并且，很有可能存在方向性，这些都是当前复杂网络的重要特征。

1 复杂动力网络的意义分析

诸多的软件工程专家都表示，复杂动力网络的研究具有划时代的意义，例如，复杂动力网络在解决如何提升大规模网络的传输效率，不断增加网络的可信度和稳定性，以及避免恶意袭击和随机错误给人们所带来的经济损失等方面，都有着非常重要的作用。而且 ，这些问题的解决必须要依据复杂网络的理论知识和技术上的发展。

2 复杂动力网络的特征分析

2.1 复杂动力网络的同步效应

网络上的同步这是社会中广泛存在的一种非常重要的非线性现象。并且 在现实生活中，有着非常复杂网络在弱耦合情况喜爱可以在很大程度上展示同步的倾向性，而且，在对于全连接的网络中，无论是耦合强度大小，只要是网络进行充分连接，对于一个全局耦合的网络就一定要能够进行相应的同步，对于最近的邻居耦合网络，若一个局部耦合网络也不一定能够进行同步，在更为宽泛的意义上看，网络上的同步要分情况来看，有时是有优势，但是有的时候也会有害处。有益的网络同步可以更好地运用在软件工程中去，例如，可以更好地运用在保密通信和语言涌现和组织管理的协调上进行高效运行，如果是有害的同步，则很有可能会造成传输控制协议的增加，或者是出现网络信息堵塞的情况，从目前的情况来看，网络上的同步在核磁共振和激光设备中运用更加广泛和成熟。所以，对于有益的网络同步，我们一定要切实采取各种技术手段来保持网络系统上的同步性，但是，对于有害的网络同步，就必须要加以制止。

2.2 复杂动力网络上的控制

复杂动力网络由于具备大量的节点，以及相对复杂的拓扑结构，使得传统的控制手段已经不能完全地适应当前软件工程的运用。人们相继提出了自适应控制和线性反馈控制、切换控制以及牵制控制等方面。

在当前复杂动力网络系统中，我们就不仅仅可以通过控制网络上的所有节点来实现一个既定的目标，而且，在大多数的情况下，就是希望能通过控制尽量少的节点来实现各种目标，这就是牵制控制。

复杂网络的牵制控制方面，基本上有两种不同的控制策略，主要是可以分为，随机控制策略和目的性选择策略。总的来说，就是随机选择一些节点来进行牵制控制，但是，目的性的控制策略，就是严格按照一定规则来选择有效地节点进行控制，实际上，牵制控制所涉及的领域非常广，其中就包括网络结构和节点动力学，以及相应的网络耦合强度等一些方面，为此，对于牵制控制来说，如何来选择网络耦合强度和牵制控制器的数目就是当前牵制控制两个最为基本的问题，从具体上看，就是可以给定复杂网络系统和牵制控制策略和网络耦合强度，必须要对多个牵制控制器才能更好地实现网络上的稳定性，所以，这些问题都是需要我们面临的问题。

3 复杂动力网络在软件工程中的有效运用

在过去的几年当中，有很多的专家和学者都将复杂网络的理论和方法有效地运用在软件工程中去，例如，可以有效地运用复杂网络的工具分析，并进一步分析了软件网络各种统计特征和网络可视化的软件研究，并得到广泛的运用和发展。

在网络化的软件运用过程中，网络软件从某种意义上是一种多结构和全方位的动态演化软件，具有很强的适应性和自组织性以及开放性。从另外一个角度上看，这是相对于传统的网络软件来说，网络式软件的组成单位显得更加主动，并且耦合度也非常松散，在规模上可以适当地进行收缩和拓展，而且网络化的软件可以切实通过发现和挖掘网络资源，从而可以实现资源的有效利用，为客户提供可持续性和安全上的交互与协调服务，更好地满足用户的各种需求。

同时，软件系统的运用过程中，这是一种人工上的比较复杂的系统，从而可以导致了统计意义上出现规律上的附和，这就必然会造成软件设计方法和开发过程汇总的某些原则之间存在的关联性。

尤其是在200年以来，复杂动力网络阐述了面向对象软件网络的结构与传播代价之间的内在关系，可以说，网络评价传播代价和软件网络之间存在紧密的联系。并且两者的相关系数可以随着网络中的边数结构的增加而减少，这样就能够充分说明在节点一定的情况下，随着边数的增加，可以在网络中形成很大的中枢节点，进而可能导致了平均最短路径长度的减少，同时，平均传播代价也随着减少，平均传播代价和出入度之间的范围都存在负相关，这也在一定程度上会造成网络环境上的异质化更高，其中的平均传播代价就越低，这就是为什么能够出现真实的软件网络，而且网络传播代价显得相对较小，而且，规则网络却使得平均传播代价更大，为此，这就必须要对具体的情况做出详细的分析，才能更好地推动复杂动力网络在软件工程中的应用。

4 结语

从以上的情况分析中可以得知，笔者认为，只有深入分析复杂动力网络的结构特征，并对软件工程的运用情况做出详细分析，之后，笔者还进一步阐述如何使得复杂动力网络运用在软件工程中去，才能更好地发挥复杂动力网络在软件工程中的效用。

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作者简介

李岱（1972-），男，湖北省房县人，武汉理工大学硕士，现为郧阳师范高等专科学校计算机科学系副教授。研究方向为计算机网络。

作者单位

郧阳师范高等专科学校 湖北省十堰市 442000