網(wǎng)絡(luò)式軟件需求驗證的形式化方法研究.pdf

1、需求驗證一直以來都是軟件開發(fā)過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，軟件需求的正確性直接影響著后期開發(fā)工作中人力、物力和資源的消耗。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，一種部署在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的復(fù)雜軟件系統(tǒng)—網(wǎng)絡(luò)式軟件產(chǎn)生了，其拓撲結(jié)構(gòu)和軟件行為可以動態(tài)演化，因此，對傳統(tǒng)的需求驗證方法提出了新的要求。形式化方法通過對系統(tǒng)進行嚴格的語法和語義定義，使得分析和推理能夠精確化、數(shù)學化，從而能夠完備的證明系統(tǒng)是否正確實現(xiàn)了設(shè)計者的意圖。
　　網(wǎng)絡(luò)式軟件需求模型的驗證主要針

2、對目標模型和過程模型，在973項目“需求模型驗證與管理”（2007CB310803）的支持下，本文針對網(wǎng)絡(luò)式軟件需求模型目標層和過程層的特點，充分利用已有的形式化規(guī)約語言和分析方法對其進行形式化方法的研究。主要工作包括以下幾個方面：
　　1.針對因網(wǎng)絡(luò)式軟件復(fù)雜性而帶來的需求獲取信息不協(xié)調(diào)性難以避免的特點，提出應(yīng)用極大協(xié)調(diào)子集的思想進行不一致信息的處理；針對處理后的信息，在目標層模型思想的指導(dǎo)下，建立了一種新的描述需求目標性質(zhì)和目

3、標之間關(guān)系的GM模型，給出了GM模型正確性和完整性分析方法，以及相關(guān)驗證算法，并設(shè)計了動態(tài)環(huán)境下目標模型演化的相關(guān)規(guī)則。該方法可以刻畫目標層中所有目標之間的關(guān)系，包括低層目標之間的關(guān)系和高層目標之間的關(guān)系，并能融合用戶需求之間的不一致信息，保留需求初期還未能確定的系統(tǒng)目標。
　　2.在深入研究Z語言和Petri網(wǎng)特點的基礎(chǔ)上，擴展了集成Petri網(wǎng)和Z語言的 PZN模型，并將它應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)式軟件需求過程模型的建模分析，給出了PZN模

4、型的活性、可達性和完整性具體分析方法，基于PZN模型對過程模型進行形式化建模和分析，利用PZN中所含的Petri網(wǎng)性質(zhì)分析過程模型的活性和可達性，通過PZN中的Z框架描述分析過程模型的完整性，同時，給出了動態(tài)環(huán)境下，過程模型的增加、減少、模塊劃分等變化規(guī)則。
　　3.為了保證過程模型同已確認的需求目標及業(yè)務(wù)規(guī)則的一致性，在分析原子目標和原子過程的映射關(guān)系的基礎(chǔ)上，分析了整個目標模型與過程模型間的相互關(guān)系，提出了目標層與過程層的一致

5、性定義及其分析方法，以保證過程模型能夠正確的實現(xiàn)用戶需求目標，以及需求分析過程中目標與過程的統(tǒng)一。
　　本文在網(wǎng)絡(luò)式軟件需求驗證的形式化方法上的研究成果，能有效的刻畫用戶需求的功能屬性和非功能屬性，有利于提高需求分析階段的正確性和完整性，降低軟件中因為用戶需求的不正確而帶來的錯誤以及資源的損失，提高軟件開發(fā)的效率。同時，本文作者參與了所在團隊網(wǎng)絡(luò)式軟件需求模型驗證器的開發(fā)，實現(xiàn)了本文中的需求驗證方法，并對項目實例進行驗證，實例顯示