面向软件非功能需求的软件过程建模方法

软件非功能需求决定了软件的质量,而软件质量需求的满足很大程度上依赖于软件开发或演化时所使用的过程.从软件过程的角度出发,总结凝练满足软件非功能需求的过程策略,使用面向方面方法,提出面向软件非功能需求的软件过程建模方法,从软件过程的方法和技术角度保证软件的质量需求贯穿软件生命周期全过程得以实现.首先,基于对软件非功能需求的分析,总结满足非功能需求的过程策略,构建过程策略知识库,在此基础上,使用面向方面方法将过程策略定义的活动封装为方面,并通过方面合成机制织入基本软件过程模型,既实现了基本模型与面向非功能需求活动间的分离,又实现了软件生命周期全过程注入有助于软件质量提升的活动,其中,重点解决了方面织入基本模型的冲突控制及检测问题;另外,通过开发面向非功能需求的软件过程建模辅助工具NPAT(non-functional requirements-oriented processes aided tool),为过程建模及冲突控制提供了技术支持;最后,通过在案例中使用所提出的理论、方法和技术,说明所提出的理论和方法是可行的,开发的辅助工具是有效的,可以通过非功能需求定制的软件生命周期过程达到提升软件质量的目标.     

网络式软件非功能需求冲突消解

在构建非功能需求冲突管理元模型的基础上,给出相关建模元素的形式化描述,将需求冲突的语义定义作为检测依据。根据不同的需求冲突类型和程度,提出一种排除冲突和降低冲突的网络式软件非功能需求冲突消解方法。以旅游出行领域中计算行程费用服务的非功能需求为例,验证了该方法的有效性。     

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.     

软件非功能需求国内外研究综述

软件非功能需求在需求工程中扮演着重要的角色,但目前国内针对软件非功能需求方面的系统性介绍还比较匮乏.鉴于此,对软件非功能需求进行了介绍,对它的定义进行了文献上的梳理;阐述了软件非功能需求研究的必要性,详细介绍了软件非功能需求研究的发展历史,并总结了软件非功能需求研究发展;对软件非功能需求研究存在的不足进行了总结,通过梳理可以发现软件非功能需求未来的研究方向.     

基于用例的软件需求建模研究

需求建模和用例技术是软件需求工程研究的热点,文中旨在通过讨论二者的作用及相互关系,得到如何使用用例分析技术为捕获的软件需求建立简洁明了的逻辑模型的一般方法。文章首先介绍了用例、软件需求、需求建模等基本概念,然后探讨了软件需求建模的一般过程,最后结合实际案例给出了使用用例进行需求建模的实现方法。整个过程侧重于需求的获取、用例分析和建模的实现,并提供了一个简单的用于描述软件需求的用例规约。     

基于用例的软件需求建模研究

需求建模和用例技术是软件需求工程研究的热点,文中旨在通过讨论二者的作用及相互关系,得到如何使用用例分析技术为捕获的软件需求建立简洁明了的逻辑模型的一般方法.文章首先介绍了用例、软件需求、需求建模等基本概念,然后探讨了软件需求建模的一般过程,最后结合实际案例给出了使用用例进行需求建模的实现方法.整个过程侧重于需求的获取、用例分析和建模的实现,并提供了一个简单的用于描述软件需求的用例规约.     

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.     

一种改进的Web软件非功能需求模型

针对Web软件非功能需求的复杂性, 基于ISO/IEC 9126模型以及Web软件属性图, 对基于ISO的Web软件非功能需求模型进行改进。由于已有的模型不具备明显的解释功能, 所以将Web软件所特有的非功能需求属性添加进原有模型对其进行改进, 将原有模型中的12个子属性扩充为18个子属性, 进而利用问卷调查确定原有模型与改进模型中各属性的评价值, 应用因子分析法计算出各属性的因子载荷与因子累计贡献率。结果表明, 改进后的模型能更好地解释Web软件的非功能需求。     

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.     

软件非功能需求权衡代价

软件非功能需求的实现涉及软件质量这一重要问题,非功能需求的满足程度,直接影响软件质量的满足程度.针对一直以来对软件质量的一贯重视以及软件非功能需求权衡的重要性,借鉴微观经济学领域的生产理论、替代弹性原理和线性规划方法,提出了软件非功能需求权衡代价分析方法并开发了辅助工具.首先,对项目组前期完成的可信软件非功能需求可满足性分析方法进行改进,提出了利益相关者通过协商获取非功能需求评估数据的方法,建立了非功能需求本体概念并构建本体知识库;针对实现非功能需求的策略,使用前期已完成的策略推理方法,对推理产生矛盾的策略提出权衡代价分析方法;通过分析策略实施代价,为软件开发及演化提供具有实际可操作的权衡决策依据,从更加符合产业化需要的角度解决软件非功能需求权衡问题;最后,基于可信第三方认证中心软件案例的维护及演化需要,对推理出矛盾的策略进行权衡代价分析,并给予决策建议,说明所提出方法的可行性.     

特征模型中非功能需求建模初探

在需求模型中准确、完整地规约与非功能需求(NFR)相关的语义是实现NFR的前提,也是需求建模的难点.本文探讨了特征模型中NFR的建模方法,该方法显式区分功能和非功能特征,根据精化关系将处于不同抽象层次上的非功能特征组织成树状结构,支持对NFR的系统化处理.该方法扩展特征模型以显式描述特定于NFR的语义,还给出了基于知识库(特别是中间件特征模型构成的知识库)识别并精化NFR的过程.该方法在奥运信息系统建模中得到了应用.     

基于特征组合的软件需求建模

需求建模在需求工程中起着重要的作用。为了提高软件需求建模的效率和质量,提出一种基于特征组合的软件需求建模方法。首先,将特征分为功能性特征和非功能性特征;其次,形式化定义功能性特征的各个部件,包括原子功能性特征和复合功能性特征;第三,把功能性特征之间的特征组合抽象为特征运算,并提出了23条特征运算的公理;第四,形式化定义非功能性特征并通过其作用域把功能性特征和非功能性特征统一为软件需求模型;最后,给出了基于特征组合的软件需求建模过程。     

基于环境的多形态时间需求建模方法

时间需求作为嵌入式系统的关键要素,其重要性越来越突出.但是目前的时间需求存在着多样的环境时间描述与单一的软件时间描述融合问题.文中在基于环境的功能性需求的基础上,提出基于环境的多形态时间需求建模方法,试图在需求层次上为该问题提供解决方案.文中构建了支持这个方法的多形态时间需求模型,在环境因素的基础上增加了多形态时间描述,并提出该需求模型制导的需求建模过程,帮助需求分析员在功能性需求的基础上建模时间需求.文中还给出了从多样的环境时间描述得到软件时间需求规约的步骤,指导需求分析人员抽取时间需求规约.     

建模样式:一种评估软件体系结构非功能属性的方法

软件体系结构设计是软件过程中最为重要的环节之一.在设计阶段完成对软件体系结构非功能属性的评估,对于高质量软件产品的开发非常重要.通过对统一建模语言(UML)的扩展,提出了“建模样式”用于在软件设计阶段对软件体系结构非功能属性进行评估,并结合“可用性链”建模样式在分析软件体系结构“单消息分发-多消息处理”可用性中的应用,给出了建模样式的使用示例.同时,针对建模样式的应用,还提出了“建模知识库”用于管理和维护建模样式,提供各建模样式中标签的参考值.基于UML的建模样式以及建模知识库的使用,可以简化对软件体系结构非功能属性评估的复杂度和工作量,使其可以为软件开发人员所用,并融入到高质量软件开发过程中.     

基于非功能性特征的软件动态自演化框架

针对软件系统的动态自适应演化要求,提出一个基于非功能性特征的软件动态自演化框架。该框架将非功能性特征与不同目标的方面实现相关联,刻画它们之间的正负影响及权衡关系,并通过对方面实现的动态编织实现动态自演化。实验结果表明,该框架是有效可行的。