基于领域本体的需求获取方法与技术的研究.pdf

武汉科技大学要摘硕士学位论文需求工程作为软件工程的重要阶段,贯穿于软件开发的始终,需求工程阶段的质量影响软件开发的成本和速度,而需求不完全、表达模糊、相互矛盾等问题一直是制约需求工程快速正确有效开发的关键因素。传统的需求获取方法,比如基于情景、视点、原型等方法,并不能很好的解决需求获取过程中出现的问题,同时传统方法需求获取质量的保证很大程度上取决于需求工程师的沟通技巧和他自身对于目标领域的知识和了解,以及领域用户的表达能力。正是基于传统方法的局限,如何减少沟通问题带来的负面影响,从多个层次和角度获取目标领域的需求并进行正确合理的分析,达到对目标系统一致的理解,本文把本体引入到需求获取和分析的阶段,提出基于领域本体的需求获取方法。将特定的领域本体引入需求工程,可以指导用户把需求按照形式化的方法来表达,更好的保证需求获取的质量,同时利用本体的推理逻辑,进行需求分析,及早发现需求中潜在的问题。本文首先分析了需求获取面临的困难以及相应的解决办法,同时总结了目前需求获取所采用的技术和方法以及各个方法的优缺点和适用场合,然后对本体构建和表示的过程进行探讨,接着在此基础上提出了基于本体的需求获取框架,旨在通过框架来规范和指导需求获取领域,通过形式化的描述来达到需求共享和需求验证推理。本文对框架细化分解,探讨如何和领域用户进行交互,同时提出基于目标的需求分解技术和算法,以及对需求到本体的映射进行了探讨和研究,解决了如何从需求文档获取构建本体的技术,同时对虚拟本体构建以及本体集成和泛化都提出了详细的模型和算法。本文同时从本体映射和推理方面总结了相应的算法和衡量标准,对于需求本体的管理提供了支持,最后通过实例分析需求获取的技术规范以及流程。关键词:需求获取:本体;需求分解;本体集成:本体映射第��
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武汉科技大学第一章绪论��研究背景在过去几十年,软件工程取得了突飞猛进的发展,各种软件开发方法和规范流程逐渐被提出来,但是对于软件工程十分重要的需求工程,发展却十分的缓慢,到最近十年才逐渐被重视,但是介于需求工程的复杂性,需求工程的各种技术和手段往往局限于实际情况,不是停留于理论就是实现起来效率不高而且成本大。需求工程是软件工程的根基,需求工程的质量一定程度上决定了软件工程的质量和效率,需求不完全、表达模糊、相互矛盾等问题一直是困扰软件设计质量的关键因素之一,在最近针对于软件开发项目的调查显示,在美国,大约�%的工程没有按时完成甚至失败,另外还有大约一半是完成了一部分,真正达到规划的预期的不到�%,到问及项目失败的原因时,需求不完整,不清晰,需求分析不充分,导致项目频繁修改变更【�小9�内的许多案例分析也印证了需求工程的重要性,需求工程不仅仅是软件开发的第一个阶段,它应该贯穿于软件开发的始终。随着软件危机逐渐被人们意识到,并逐渐采用正式的指导方法和应用技术来规范软件开发的各个阶段,但是需求工程以其自身的独特特性,具有其自身的复杂性,它本身是一个交叉科学,与许多因素相关,包括社会学、心理学、人文、经济、政策、资金及教育状况等,而这些因素对于软件需求的获取和管理都有着或多或少的影响【�俊T谑导实南钅恐校�大部分的需求都是需求工程师通过和客户的交流取得的,这个过程应该是多方参与的过程,在交流的过程中,可能对于系统的目标,不同的人有不同的理解和表达,这样往往就会存在不容易发现的问题,比如虽然需求工程师有需求获取分析的技巧,但是没有某个特定领域活动的知识,而对于领域用户,他们虽然对这个领域很了解,但是可能并不能准确地表达出自己的需求,这就造成了需求捕获的一道鸿沟,同时由于需求工程师和领域用户的背景不同,知识成分不同,可能对相同的概念理解的角度不同,因此可能在需求文档中存在错误。而且随着项目开发的进行,由于用户对于项目的进一步了解,可能变更自己的需求,这就造成了需求的不稳定性。据研究表明,需求阶段的错误相对于软件开发阶段来说具有蝴蝶效应,需求阶段的检查和修复一个错误的成本只是开发阶段的五到十分之一【�浚��砑��て冢�冻龅拇�鄹�高,因此如何更早的发现需求的不完整、错误、约束条件等,或者发现在目前的技