一种系统结构复杂度计算方法技术方案

本发明专利技术公开了一种系统结构复杂度计算方法包括：读取并解析系统的设计数据文件，根据设计数据文件按照指定格式构建系统结构组成表和系统内部信息组成表；根据系统结构组成表判断顶层系统是否唯一、确定顶层系统、以及计算系统的层次数，并确定各层级的子系统，生成完善的系统结构组成表；根据完善的系统结构组成表与系统内部信息组成表，获得各层次子系统的数目与各层次子系统之间的信息交换数，并计算系统的结构复杂度。本发明专利技术通过计算系统的层次数确定各层级的子系统并生成完善的系统结构组成表的技术手段，能够正确度量规模较大、构成复杂的信息系统的结构复杂度，进而正确的评价系统的复杂性。

A method for calculating system structure complexity

The invention discloses a system structure complexity calculation methods include: the design of data file reading and parsing system, according to the design data file according to the specified format to build the system structure of the internal information table and system composition table; according to the system structure of judgment system, determine whether the only top-level top-level system and computing system layer number, and determine the subsystem level, generating system to improve the structure of the composition table; according to the system to improve the structure of the table and the internal information system composition table, obtained between the number of branch system at each level and each layer of the second system of information exchange, and calculate the structure of the system complexity. The present invention through technical means to determine the number of computing system layer subsystem level and generating system to improve the structure of the table, can correctly measure the larger, the structure of complex information system complexity, complexity and correctness of the evaluation system.

【技术实现步骤摘要】
一种系统结构复杂度计算方法
本专利技术涉及信息系统工程领域，特别地，涉及一种系统结构复杂度计算方法。
技术介绍
随着信息技术的发展以及信息系统应用的日益广泛，信息系统的功能与结构也日益复杂，如何评价信息系统的复杂性并加以有效的控制与管理,对系统的设计、分析与运行控制均具有十分重要的意义。由于系统的复杂性直接影响到系统的可理解性、独立性、可靠性、可测试性和可维护性程度，系统的复杂性越低，就越容易理解、修改和维护，因此降低系统的复杂性是系统设计追求的目标。信息系统结构的复杂性作为对系统逻辑结构以及数据交换关系复杂程度的总体评价，是分析评价系统复杂性的关键。结构复杂性的变化将会对系统各方面的特性都产生影响，因此可以将信息系统的结构复杂度作为衡量系统复杂性的一个重要指标。目前，对于系统结构复杂性的研究，大多集中在软件工程领域。软件系统结构复杂性的度量，通常是采用复杂系统的理论将软件系统抽象成网络(软件系统中的类、对象、方法为网络中的节点；类、对象、方法之间的关系为网络中的边)，并通过对抽象出来的软件网络的特性进行分析。但对于复杂信息系统来说，由于其系统的分布性、信息交互的复杂性、节点多样性等特点，软件系统结构复杂性的度量指标并不完全适用于信息系统的结构复杂度度量。而在信息系统领域，对于信息系统结构复杂性的度量，所采用的方法主要是基于网络图的方法和基于信息熵的复杂度度量方法。其中，基于网络图法要先将系统的结构转换为网络图(如Petri网图)，再从网络要素的复杂度和网络关联的复杂度两方面来分析信息系统结构的复杂性。这种方法中网络图的构建本身就是一项复杂的工作，尤其对于规模较大、结构复杂的信息系统来说，转换的工作量就会成倍增加，而且也无法有效保证转换结果的正确性。另外，基于信息熵的复杂度度量方法是通过分析每个基本评价要素平均信息量对总体复杂性的平均信息量贡献，并据此综合得出总体的复杂性信息量。针对现有技术中度量信息系统结构复杂度的方法对于规模较大、结构复杂的信息系统不能正常工作的问题，目前尚未有有效的解决方案。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种系统结构复杂度计算方法，能够正确度量规模较大、构成复杂的信息系统的结构复杂度，进而正确评价系统的复杂性。基于上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：根据本专利技术的一个方面，提供了一种系统结构复杂度计算方法。根据本专利技术提供的一种系统结构复杂度计算方法包括：读取并解析系统的设计数据文件，根据设计数据文件按照指定格式构建系统结构组成表和系统内部信息组成表；根据系统结构组成表判断顶层系统是否唯一、确定顶层系统、以及计算系统的层次数，并确定各层级的子系统，生成完善的系统结构组成表；根据完善的系统结构组成表与系统内部信息组成表，获得各层次子系统的数目与各层次子系统之间的信息交换数，并计算系统的结构复杂度。其中，根据系统结构组成表进行顶层系统的唯一性分析、确定顶层系统、以及计算系统的层次数，并确定各层级的子系统，生成完善的系统结构组成表包括：根据系统结构组成表构建系统结构关系矩阵；根据系统结构关系矩阵判断顶层系统是否唯一、确定顶层系统、以及计算系统的层次数；根据系统结构关系矩阵确定各层级的子系统，生成完善的系统结构组成表。并且，根据系统结构组成表构建系统结构关系矩阵，为根据系统结构组成表构建系统结构关系矩阵D，系统结构关系矩阵D的维度为系统结构组成表中的记录数N，矩阵D中各元素dij的为其中，SIDi→SIDj表示在系统结构组成表中系统标识为SIDi的系统是系统标识为SIDj的系统的父系统。并且，根据系统结构关系矩阵判断顶层系统是否唯一、确定顶层系统，为根据系统结构关系矩阵D中的每列数据，判断是否存在j,1≤j≤N满足对都有dij＝0：若存在且仅存在一个符合条件的j，则认定系统结构满足顶层系统唯一性要求，且认定矩阵D中j列在系统结构组成表中所对应的系统为顶层系统；若不存在，则重新进行系统设计。同时，根据系统结构关系矩阵计算系统的层次数包括：计算系统结构关系矩阵D逻辑乘运算的结果D(1),D(2),…,D(N)，其中，D(r)＝D(r-1)∧D，(r＝2,3,…,N)，D(r)中每个元素表示矩阵D(r-1)和矩阵D相乘(即D(r-1)×D)后对应位置元素的取值；根据系统结构关系矩阵D逻辑乘运算的结果确定最小的T使得D(T)＝0，其中，对于使D(k)＝0时都有k≥T，此时系统的层次数为M＝T-1。并且，根据系统结构关系矩阵确定各层级的子系统，生成完善的系统结构组成表包括：建立变量r并将r的取值从1遍历到M，对每个系统结构关系矩阵D的逻辑乘运算结果D(r)构建对应的集合其中j为顶层系统在矩阵D中所对应列的编号；依次遍历集合SLE(r)中的各个元素并获得该元素对应的列i的值在D(r)中代表的系统、认定该系统的层级为r，并修改系统结构组成表中对应的系统记录，将该系统所处层次字段的值改为r；完成变量r的遍历并获得完善的系统结构组成表。并且，根据完善的系统结构组成表与系统内部信息组成表，获得各层次子系统的数目与各层次子系统之间的信息交换数，并计算系统的结构复杂度包括：根据系统结构关系矩阵逻辑乘的运算结果，获得各层次子系统的数目；根据完善的系统结构组成表与系统内部信息组成表，获得各层次子系统之间的信息交换数；根据各层次子系统的数目与各层次子系统之间的信息交换数计算系统的结构复杂度。并且，根据系统结构关系矩阵逻辑乘的运算结果，获得各层次子系统的数目包括：将变量r的取值从1遍历到M，根据每个系统结构关系矩阵D的逻辑乘运算结果D(r)中相关元素的取值，计算层次r中对应的子系统的数目其中j为顶层系统在矩阵D中所对应的列的编号；完成变量r的遍历并获得各层次子系统的数目。并且，根据完善的系统结构组成表与系统内部信息组成表，获得各层次子系统之间的信息交换数包括：根据完善的系统结构组成表与系统内部信息组成表构建系统内部信息交互矩阵P，系统内部信息交互矩阵P的维度等于系统结构组成表的记录数S，矩阵P中各元素其中，表示在系统内部信息组成表中存在对应的内部信息，该信息源系统的标识为SIDi、目的系统的标识为SIDj。依次遍历矩阵P中的每个元素pij，判断其值是否为1：若为1且该元素所在系统内部信息组成表对应记录的源系统、目的系统所在的层次都为r(1≤r≤M)，则将第r级子系统之间的信息交互数目INF(r)累加1；否则，则继续遍历下一个元素。完成对矩阵P中元素的遍历并获得各层次子系统之间的信息交互数INF(r)。并且，根据各层次子系统的数目与各层次子系统之间的信息交换数计算系统的结构复杂度，为根据各层次子系统的数目L(r)以及子系统之间的信息交互数目INF(r)(1≤r≤M)计算系统结构复杂度从上面所述可以看出，本专利技术提供的技术方案通过计算系统的层次数确定各层级的子系统并生成完善的系统结构组成表的技术手段，能够正确度量规模较大、结构复杂的信息系统的结构复杂度，进而正确的评价系统的复杂性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统结构复杂度计算方法，其特征在于，包括：读取并解析系统的设计数据文件，根据所述设计数据文件按照指定格式构建系统结构组成表和系统内部信息组成表；根据所述系统结构组成表判断顶层系统是否唯一、确定顶层系统、以及计算系统的层次数，并确定各层级的子系统，生成完善的系统结构组成表；根据所述完善的系统结构组成表与所述系统内部信息组成表，获得所述各层次子系统的数目与所述各层次子系统之间的信息交换数，并计算系统的结构复杂度。

【技术特征摘要】
1.一种系统结构复杂度计算方法，其特征在于，包括：读取并解析系统的设计数据文件，根据所述设计数据文件按照指定格式构建系统结构组成表和系统内部信息组成表；根据所述系统结构组成表判断顶层系统是否唯一、确定顶层系统、以及计算系统的层次数，并确定各层级的子系统，生成完善的系统结构组成表；根据所述完善的系统结构组成表与所述系统内部信息组成表，获得所述各层次子系统的数目与所述各层次子系统之间的信息交换数，并计算系统的结构复杂度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述系统结构组成表进行顶层系统的唯一性分析、确定顶层系统、以及计算系统的层次数，并确定各层级的子系统，生成完善的系统结构组成表包括：根据所述系统结构组成表构建系统结构关系矩阵；根据所述系统结构关系矩阵判断顶层系统是否唯一、确定顶层系统、以及计算系统的层次数；根据所述系统结构关系矩阵确定各层级的子系统，生成所述完善的系统结构组成表。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述系统结构组成表构建系统结构关系矩阵，为根据所述系统结构组成表构建系统结构关系矩阵D，所述系统结构关系矩阵D的维度为所述系统结构组成表中的记录数N，所述矩阵D中各元素dij的为其中，SIDi→SIDj表示在所述系统结构组成表中系统标识为SIDi的系统是系统标识为SIDj的系统的父系统。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述系统结构关系矩阵判断顶层系统是否唯一、确定顶层系统，为根据所述系统结构关系矩阵D中的每列数据，判断是否存在j,1≤j≤N满足对都有dij＝0：若存在且仅存在一个符合条件的j，则认定系统结构满足顶层系统唯一性要求，且认定所述矩阵D中j列在所述系统结构组成表中所对应的系统为顶层系统；若不存在，则重新进行系统设计。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述系统结构关系矩阵计算系统的层次数包括：计算所述系统结构关系矩阵D逻辑乘运算的结果D(1),D(2),…,D(N)，其中，D(r)＝D(r-1)∧D，(r＝2,3,…,N)，D(r)中每个元素为表示矩阵D(r-1)和矩阵D相乘(即D(r-1)×D)后对应位置元素的取值；根据所述系统结构关系矩阵D逻辑乘运算的结果确定最小的T使得D(T)＝0，其中，对于使D(k)＝0时都有k≥T，此时系统的层次数为M＝T-1。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述系统结构关系矩阵确定各层级的子系统，生成所述完善的系统结构组成表包括：建立变量r并将r的取值从1遍历到M，对每个所述系统结构关系矩阵D的所述逻辑乘运算结果D(r)构建...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒振，陈洪辉，黄四牛，易侃，刘俊先，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43