網(wǎng)絡(luò)式軟件需求驗(yàn)證的形式化方法研究.pdf

1、需求驗(yàn)證一直以來都是軟件開發(fā)過程中非常重要的一個(gè)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)和軟件行為可以動(dòng)態(tài)演化，因此，對(duì)傳統(tǒng)的需求驗(yàn)證方法提出了新的要求。形式化方法通過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的語(yǔ)法和語(yǔ)義定義，使得分析和推理能夠精確化、數(shù)學(xué)化，從而能夠完備的證明系統(tǒng)是否正確實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)者的意圖。
　　網(wǎng)絡(luò)式軟件需求模型的驗(yàn)證主要針

2、對(duì)目標(biāo)模型和過程模型，在973項(xiàng)目“需求模型驗(yàn)證與管理”（2007CB310803）的支持下，本文針對(duì)網(wǎng)絡(luò)式軟件需求模型目標(biāo)層和過程層的特點(diǎn)，充分利用已有的形式化規(guī)約語(yǔ)言和分析方法對(duì)其進(jìn)行形式化方法的研究。主要工作包括以下幾個(gè)方面：
　　1.針對(duì)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(diǎn)，提出應(yīng)用極大協(xié)調(diào)子集的思想進(jìn)行不一致信息的處理；針對(duì)處理后的信息，在目標(biāo)層模型思想的指導(dǎo)下，建立了一種新的描述需求目標(biāo)性質(zhì)和目

3、標(biāo)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(yàn)證算法，并設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)環(huán)境下目標(biāo)模型演化的相關(guān)規(guī)則。該方法可以刻畫目標(biāo)層中所有目標(biāo)之間的關(guān)系，包括低層目標(biāo)之間的關(guān)系和高層目標(biāo)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(biāo)。
　　2.在深入研究Z語(yǔ)言和Petri網(wǎng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展了集成Petri網(wǎng)和Z語(yǔ)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(dá)性和完整性具體分析方法，基于PZN模型對(duì)過程模型進(jìn)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(dá)性，通過PZN中的Z框架描述分析過程模型的完整性，同時(shí)，給出了動(dòng)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(rèn)的需求目標(biāo)及業(yè)務(wù)規(guī)則的一致性，在分析原子目標(biāo)和原子過程的映射關(guān)系的基礎(chǔ)上，分析了整個(gè)目標(biāo)模型與過程模型間的相互關(guān)系，提出了目標(biāo)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(shí)現(xiàn)用戶需求目標(biāo)，以及需求分析過程中目標(biāo)與過程的統(tǒng)一。
　　本文在網(wǎng)絡(luò)式軟件需求驗(yàn)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?yàn)橛脩粜枨蟮牟徽_而帶來的錯(cuò)誤以及資源的損失，提高軟件開發(fā)的效率。同時(shí)，本文作者參與了所在團(tuán)隊(duì)網(wǎng)絡(luò)式軟件需求模型驗(yàn)證器的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了本文中的需求驗(yàn)證方法，并對(duì)項(xiàng)目實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)例顯示