可信软件非功能需求形式化表示与可满足分析

可信软件的可信性由其功能需求和非功能需求共同来体现,其中,非功能需求的实现是可信软件获得用户对其行为实现预期目标能力的信任程度的客观依据.针对可信软件的重要性以及对可信软件的迫切需求,在可信软件的早期需求工程阶段,提出可信软件非功能需求驱动的过程策略选取方法.首先,对可信软件需求进行定义,提出由功能需求和非功能需求中的可信关注点构成可信需求,非可信关注点的非功能需求则定义为软目标,用于表达质量需求,基于模糊集合论和信息熵对可信软件非功能需求进行排序并获取可信关注点和软目标.在此基础上,提出可信软件非功能需求驱动的过程策略选取方法.传统的软件早期需求工程阶段的目标是为了获取满足需求的技术及设计决策,与此不同,本文对可信软件非功能需求进行分析的目标是获取过程策略,从过程角度解决可信软件生产问题.由于非功能需求间复杂的相关关系,尤其是因为存在冲突关系,故提出了基于可满足性问题求解方法推理过程策略的方法,选取满足可信软件非功能需求的过程策略.最后,通过第三方可信认证中心软件的案例,说明所提出方法的可行性.     

中文非功能需求描述的识别与分类方法研究

非功能需求描述系统质量相关的属性,是软件设计决策的重要依据和评估标准.与功能需求的描述相比,非功能需求描述通常比较分散,且往往是隐含的.当采集到的需求原始描述内容较多时,逐一进行人工判别和整理需要耗费大量的时间和精力.针对中文自然语言描述的需求文本,提出了自动化的非功能需求识别和分类方法.其中,识别过程旨在从文本中提取出可能包含非功能需求的语句,尽可能地缩小人工检查的范围.分类过程则进一步将包含非功能需求的语句划分到性能、可靠性、可用性、安全性、可维护性这五大类非功能需求类型之中.分类训练和实验测试基于课题组工作项目整理的实验数据集进行,最终,基于一个工业界的实际应用案例数据,验证了方法的有效性.     

可信软件非功能需求可满足性经济学方法分析

针对软件可信性的重要性以及非功能需求的策略选取对软件可信性的影响,提出了一种在早期需求工程阶段将用于辅助决策的经济学和需求工程相结合的方法,并提出了可信软件非功能需求可满足性的策略选取框架,以辅助策略选取。首先,对功能需求及经济学方法概念进行了定义和转换,例如,将软件开发过程中的非功能需求看作经济学生产过程中的生产要素、软件的利益相关者看作生产过程中的生产者等;并定义了非功能需求分解模型。在此基础上,基于模糊集合论和信息熵对软件非功能需求进行模糊排序从而获取利益相关者的关键非功能需求,并利用经济学中生产过程的相关方法计算使用策略的可信性效益,辅助策略的选取。以移动基础维护管理平台为例,使用提出的方法,说明了所提方法的可行性。     

软件非功能需求的面向方面建模

软件系统的非功能需求通常横切整个系统,采用面向对象的软件开发方法会导致代码缠结和分散.提出一种面向方面的非功能需求建模方法,通过扩展UML表达面向方面的概念,识别系统的功能需求和非功能需求,根据相应的需求得出系统的功能模型和非功能模型,然后将系统的非功能需求用方面实现,功能需求用组件实现,最后将组件和方面编织在一起形成最终的系统.这种方法降低了软件系统的开发难度,提高了系统的模块性、可重用性和可维护性.最后给出了应用实例.     

基于XML的软件非功能需求建模研究

本文针对当前软件设计中非功能需求描述不清楚、难以实现等问题,对软件非功能需求建模方法进行了研究,提出了一个基于XML的软件非功能需求建模方法,构建了一个软件非功能需求元模型,该模型主要包括属性、约束和实现方法三个数据单元.在此基础上,利用XML Schema定义了软件非功能需求的数据模型结构,以一个通信系统的非功能需求建模为例说明了本模型的建模过程和方法,结果表明,该建模方法有助于设计人员对软件非功能需求进行清楚的定义.     

面向软件产品线中特征选择的多目标优化算法

软件产品线中产品定制的核心是选择合适的特征集.由于多个非功能需求间往往相互制约甚至冲突,特征选择的本质是多目标优化过程.优化过程的搜索空间被特征间错综复杂的依赖和约束关系以及明确的功能需求大大限制.另外,有些非功能需求有明确的数值约束,而有些则仅要求尽可能得到优化.多样的非功能需求约束类型也给优化选择过程带来极大挑战.本文提出一种含修正算子的多目标优化算法MOOFs.文中首先设计特征间依赖和约束关系描述语言DCF-DL来统一规范特征选择过程中必须遵守的规则.所有的非功能需求都转化为优化目标,相关的数值约束则作为优化过程中特征选择方案的过滤器.另外,设计了修正算子用于保证选择出的特征配置方案必满足产品线的特征规则约束.通过与四个常用的多目标优化算法在四个不同规模的特征模型上的运行结果做对比,证明本文的方法能够更快地产生满足约束的优化解,且优化解具备更好的收敛性与多样性.     

非功能需求的结构化定义以及概念性追踪管理框架

针对需求工程中非功能需求概念非常模糊甚至相互矛盾、非功能需求与其他非功能需求及功能需求之间的关系繁复而难以分析和建模、非功能需求与设计阶段制品之间的追踪关系模糊而不易记录和维护等问题,分析了与非功能需求相关的概念在需求分析阶段和体系结构设计阶段的表现形式,给出了一个结构化的非功能需求定义;规范了不同类型需求之间的各种复杂关系,建立了一个跨越分析和设计阶段的概念性非功能需求追踪管理框架,规范了需求分析和体系结构设计阶段与非功能需求相关的概念和制品之间的关系。提出的结构化定义以及概念性追踪管理框架明确地刻画了非功能需求概念的外延,为简化需求模型以及进一步研制系统化、实用化的非功能需求建模及追踪管理技术奠定了理论基础。     

一种面向特征的软件产品线非功能需求建模方法

分析传统非功能需求定义的不足,基于需求分析阶段的系统抽象—"需求模型"重新定义非功能需求,规范并简化功能需求与非功能需求之间的关系。扩展面向特征的软件产品线建模方法,在特征模型中显式地建模功能需求、非功能需求、非功能需求类型以及它们之间的相互关系,沿用传统特征模型中固有的变化性建模机制建模并管理非功能需求的变化性,显式地复用与非功能需求相关的建模知识和资产,为进一步研究定量评估产品线变体质量的新技术奠定基础。设计了一个基于多视图的特征建模方法,指导开发者在迭代的过程中建模非功能需求和功能需求,支持关注点分离和模型的复杂性管控。实现了工具原型并进行了实例验证。     

一种基于领域知识的非功能需求建模辅助方法

随着信息化的普及,人们对软件系统质量要求越来越高,由于体现涉众对软件质量要求的非功能需求具有抽象、主观、不确定等特性,纯粹依赖人工方式对非功能需求建模是一项十分困难的任务.利用领域工程具有的内聚性和稳定性,提出一种基于领域知识的非功能需求建模辅助方法,通过挖掘隐含领域知识,层次化地组织领域知识,能够弥补个人知识的不足,更准确、完整地建模非功能需求.该方法包含两个部分:(1)基于不确定性理论的领域知识获取及分析模块;(2)基于NFR(Non-Functional Requirements)框架的非功能需求辅助建模模块.通过建立非功能属性分解树、设计基于三角模糊数的评价语言值量化机制和传递依赖关系计算方法,实现了对领域知识的准备;建立了非功能属性及非功能需求间依赖关系的形式化定义和推理规则,提出了基于RE-Tools的NFR扩展,实现了对领域知识的应用.案例研究表明,文中方法具有良好的可操作性,能够辅助建模需求关联,减轻需求工程师的工作负荷;同时,交叉实验结果表明,该方法可提升传统NFR框架方法的效率和准确度.     

基于设计结构矩阵的可信软件非功能需求评估模型

可信软件非功能需求的量化评估是可信软件研究的一个重要领域。依据构件中非功能需求之间的相互关系,结合设计结构矩阵及矩阵变换、运算的方法,提出了非功能需求贡献值的概念,建立了构件和非功能需求关系的相关阵列及具有统一标准和评判尺度的可信软件非功能需求度量模型,并结合该模型构建了一种用来判断软件非功能需求是否符合软件开发者和用户预期的评估决策方法。最后通过一个实例来说明本模型的合理性和有效性。     

支持服务组合的需求模型及其可满足性判定

服务组合一般是根据用户需求来查找匹配的服务并对其进行组合,但用户需求往往是基于自然语.言的,很难用于服务的自动组合.提出了一种基于环境本体的组合服务需求模型,该模型以环境实体上的意图为基础,将关联意图集定义为任务.引入Petri网作为任务间的控制逻辑关系,并给出了一种判定需求可满足性的方法.最后选择旅行安排作为具体案例...     

实时图案协同设计中冲突问题的研究

在Internet环境中,允许多个用户同时对同一图案的任意绘图区进行设计是图案协同设计系统应满足的基本要求．然而不同设计者在协同设计过程中由于设计意图的不同而引起的操作冲突是不可避免的,因此冲突问题是图案协同设计系统的关键问题之一．着重讨论了冲突的定义,冲突的多种避免方式,提出了高效的冲突检测算法和一种能保护用户协同设计意图的冲突解决方法——基于冲突操作锁定的冲突解决方法．这些方法和算法的实现使得在分布式计算环境下协同设计的冲突问题得到了较完善的解决．     

满足客户个性化需求的服务匹配算法

为应用Web Services实现个性化流程,提出了一种满足客户个性化需求的服务匹配方法.基于虚拟旅游服务平台,将不同客户的兴趣偏好转化为对应不同权值的非功能性属性. 根据对非功能性属性语义的规范化表示,通过对非功能性属性语义和约束的匹配,以及对非功能性属性满意度的综合评价,实现了更贴近于客户需求的个性化流程.模拟算例表明,该算法有效,为个性化流程提供了可参考的求解算法,弥补了基于静态功能性属性服务匹配的不足.     

面向服务的领域需求分析方法及模型研究

面向特征方法是当前进行领域分析的基本方法,但是由于特征的抽象性,使得用面向特征方法所生成的领域模型在领域需求描述和向领域设计、领域实现的转换方面略显不足.提出了面向服务的领域需求分析方法,将Web服务结合到领域分析过程中,通过分析不同的领域需求来源,形成共性和个性领域服务,并以领域服务为中心构建领域需求模型,并在公共出行信息服务系统中进行应用.     

基于Snort规则库的冲突检测

为了解决Snort入侵检测系统中由于规则库存在冲突而可能导致的漏报和误报问题,提出了检测规则冲突的方法.定义了规则之间的关系;通过单根结构的策略树简单有效的表示规则,并揭示规则之间的关系;由规则之间的关系和相对顺序定义了冲突的类型,并通过冲突状态转换图反映冲突发现的过程,在此基础上进一步提出冲突检测算法;最后对Snort规则库的一部分进行检测,结果表明这种方法可以有效发现冲突.     

一种基于最小冲突集的约束冲突消解方法

为了在协同设计中建立以人为核心的冲突消解方法,使设计者在约束冲突发生时,对约束信息之间的制约关系有较清晰的把握,合理地消解冲突,提取最小冲突集是有效的方法。该文在分析最小冲突集特征和交边算法的基础上,给出了提取最小冲突集的方法,并结合一个算例说明最小冲突集在设计者参与下对识别、消解冲突的有效性。     

基于用例的软件需求开发与管理平台的研究

需求工程在软件生命周期中占有非常重要的地位,需求开发与管理工作也存在着相当多的困难.为解决需求开发中存在的软件开发人员与客户交互比较困难的问题,引入了一种基于客户角度来说明问题的需求描述方法,即用例分析技术.介绍了一个基于这种需求实践的软件需求开发与管理平台的设计与实现.通过实际应用证实,这个平台可以在一定程度上帮助软件开发组织提高软件需求开发与管理工作的效率与能力.     

一种改进的冲突表示方法

当证据高度冲突时, 使用经典D-S组合规则往往不能得出正确的结果。为此研究人员对证据理论的改进进行了大量的研究, 但如何度量证据之间的冲突程度却常常被忽视。针对这一问题, 分析了经典冲突系数的不足, 结合证据距离和经典冲突系数, 提出一种改进的证据冲突表示方法, 可更好地度量证据之间的冲突程度。通过算例验证了新方法的有效性。     

基于资源的需求描述方法

针对需求分析中的系统需求描述问题,本文提出了一种以资源描述需求的方法,分析了这种方法与传统需求描述方法的异同;实现了对资源及需求的形式化描述,并详细讲述了获取需求的过程;最后给出了需求的存储形式和需求同资源的映射算法。     

中小企业软件系统需求变更及应对策略

从目前中小企业信息化过程中软件系统开发的需求变更出发，分析了中小企业软件系统开发的特点，需求变更产生的原因，需求变更对软件系统开发的影响，进一步从如何应对需求变更以及控制风险两个角度进行论述，对软件分析和设计方面给出了一些策略和建议，以达到降低由于需求变更引起的项目风险和维护代价的目的。