基于問題框架與目標相結合的需求分析技術研究.pdf

1、近年來，隨著計算機科學技術的快速發(fā)展，以及物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)的普及，一些新型的應用系統(tǒng)隨之產(chǎn)生。同時軟件系統(tǒng)的規(guī)模也在增大，復雜程度不斷提高，進而加大了系統(tǒng)開發(fā)的難度，項目的失敗率也隨之提高，從而導致了軟件項目返工、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)項目，特別是一些醫(yī)療設備、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，并影響所有項目參與人員的積極性。美國權威組織StandishGroup每年對大量實際軟件項目的調查研究結果表明，導致IT項目失敗的最主要以及最關鍵的因素都是需求，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的研究，特別是對不同需求建模技術的研究和集成具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
　　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、目標方法、多視點方法、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方法相結合的思路進行研究的，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)實環(huán)境及相關的問題領域的考慮，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構化的需求模型，使得需求的獲取具有一定的客觀性、準確性和可量度性，但是該方法具有一定的抽象性并缺乏對復雜系統(tǒng)中各需

4、求之間的關系進行精確表達?；谀繕朔椒ǖ慕＠砟顒t是把收集到的目標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需求及其相互之間的關系，這樣有利于追蹤和驗證需求，但此方法獲取目標的方式比較零散、開放，導致目標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特的優(yōu)勢并且有良好的互補性，因此本文把問題框架和目標相結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章介紹有關問題框架和目標的基礎知識，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相結合的方法，并在第5章運用一了個案例去展示應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，可以從三個方面總結如下:
　　(1)本文針對面向目標方法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合問題框架的

6、方法來克服該局限性。實現(xiàn)了將問題框架方法中的問題圖與系統(tǒng)目標相匹配，通過對需求本身及相互間關系進行精確的形式化表達來協(xié)助提高需求分析過程的完備性和嚴謹性。
　　(2)問題框架方法和基于目標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)來進行動態(tài)建模，并描述和表征需求行為和現(xiàn)實世界交互的過程，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，運用一種從用戶需求模型半自動地轉換成為軟件規(guī)約設計模型的變換方法和技術，稱之為問題變換[1]。變換的結果是使得需求直接和機器領域相連接，從而使需求只涉及和約束機器領域。同時在實現(xiàn)變換之后通過在需求中連接可滿足的目標，并通過進一步細化目標，最終使得機器領域直接與細化之后的目標關聯(lián)和匹配，這樣可以更加精化對于機器領域的要求。另外，本文利用問題框架在非功需求建模上的獨特思想-將它們看作約束整個