基于問題框架與目標(biāo)相結(jié)合的需求分析技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，以及物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的普及，一些新型的應(yīng)用系統(tǒng)隨之產(chǎn)生。同時軟件系統(tǒng)的規(guī)模也在增大，復(fù)雜程度不斷提高，進(jìn)而加大了系統(tǒng)開發(fā)的難度，項(xiàng)目的失敗率也隨之提高，從而導(dǎo)致了軟件項(xiàng)目返工、失敗以及不能按時完成的例子屢見不鮮。對于重大的軟件開發(fā)項(xiàng)目，特別是一些醫(yī)療設(shè)備、航空航天系統(tǒng)、道路交通系統(tǒng)、國家政府信息安全系統(tǒng)等，一旦失敗或者是需要返工，則會造成巨大的影響，首先是會影響到人的生命安全，國家的信息遭到泄

2、密等，其次還會造成高額的返工代價，并影響所有項(xiàng)目參與人員的積極性。美國權(quán)威組織StandishGroup每年對大量實(shí)際軟件項(xiàng)目的調(diào)查研究結(jié)果表明，導(dǎo)致IT項(xiàng)目失敗的最主要以及最關(guān)鍵的因素都是需求，由此可見需求在系統(tǒng)開發(fā)各階段的重要性，因此對需求分析技術(shù)的研究，特別是對不同需求建模技術(shù)的研究和集成具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　目前人們對需求工程一直保持著研究熱情和興趣，并提出了一些需求建模和分析方法，主要有基于用例方法、場景方法、

3、目標(biāo)方法、多視點(diǎn)方法、本體方法及問題框架方法等。本文的工作主要是采用問題框架方法和目標(biāo)方法相結(jié)合的思路進(jìn)行研究的，旨在汲取這兩種方法在需求建模中的優(yōu)勢，并相互補(bǔ)充各自在獲取需求的過程中存在的局限性。問題框架方法注重對軟件系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境及相關(guān)的問題領(lǐng)域的考慮，在需求建模的過程中充分考慮到了系統(tǒng)的上下文并采用問題圖的形式提供一種結(jié)構(gòu)化的需求模型，使得需求的獲取具有一定的客觀性、準(zhǔn)確性和可量度性，但是該方法具有一定的抽象性并缺乏對復(fù)雜系統(tǒng)中各需

4、求之間的關(guān)系進(jìn)行精確表達(dá)?；谀繕?biāo)方法的建模理念則是把收集到的目標(biāo)作為獲取需求的來源，這種建模方式符合人的常規(guī)思路和思考方式，有助于對需求文檔的理解，而且它可以采用形式化方法表達(dá)需求及其相互之間的關(guān)系，這樣有利于追蹤和驗(yàn)證需求，但此方法獲取目標(biāo)的方式比較零散、開放，導(dǎo)致目標(biāo)來源可能存在主觀因素。鑒于以上的分析，這兩種方法在需求建模上都擁有自身獨(dú)特的優(yōu)勢并且有良好的互補(bǔ)性，因此本文把問題框架和目標(biāo)相結(jié)合具有一定的研究價值。
　　本文

5、首先在第1章介紹研究背景、意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，在第2章介紹需求工程，接著在第3章介紹有關(guān)問題框架和目標(biāo)的基礎(chǔ)知識，為后面的研究作好理論鋪墊。第4章介紹了一種將問題框架和目標(biāo)相結(jié)合的方法，并在第5章運(yùn)用一了個案例去展示應(yīng)用本方法的過程和可行性。第6章討論并展望將來的工作。
　　本文工作的主要貢獻(xiàn)，可以從三個方面總結(jié)如下:
　　(1)本文針對面向目標(biāo)方法KAOS的局限性，即對上下文分析和描述不充分的缺陷提出了一種結(jié)合問題框架的

6、方法來克服該局限性。實(shí)現(xiàn)了將問題框架方法中的問題圖與系統(tǒng)目標(biāo)相匹配，通過對需求本身及相互間關(guān)系進(jìn)行精確的形式化表達(dá)來協(xié)助提高需求分析過程的完備性和嚴(yán)謹(jǐn)性。
　　(2)問題框架方法和基于目標(biāo)的方法在需求建模分析過程中，通常都是演示靜態(tài)的建模過程。本文從動態(tài)的角度進(jìn)行分析和研究，即在兩種方法的背景下通過引入了消息序列圖(MSC)來進(jìn)行動態(tài)建模，并描述和表征需求行為和現(xiàn)實(shí)世界交互的過程，使得需求建模和分析過程更具可操作性、可理解性及可跟

7、蹤性。
　　(3)本文在基于問題框架方法上，運(yùn)用一種從用戶需求模型半自動地轉(zhuǎn)換成為軟件規(guī)約設(shè)計(jì)模型的變換方法和技術(shù)，稱之為問題變換[1]。變換的結(jié)果是使得需求直接和機(jī)器領(lǐng)域相連接，從而使需求只涉及和約束機(jī)器領(lǐng)域。同時在實(shí)現(xiàn)變換之后通過在需求中連接可滿足的目標(biāo)，并通過進(jìn)一步細(xì)化目標(biāo)，最終使得機(jī)器領(lǐng)域直接與細(xì)化之后的目標(biāo)關(guān)聯(lián)和匹配，這樣可以更加精化對于機(jī)器領(lǐng)域的要求。另外，本文利用問題框架在非功需求建模上的獨(dú)特思想-將它們看作約束整個