论文摘要
尽管当前大多数的软件开发技术和开发环境都视一致性为基本假设,但在软件开发过程中试图强行维护一致性的观点已经受到质疑。在需求工程中的每一阶段试图强行维护绝对一致性不仅受到需求描述本身形式化程度的影响,而且受到维护一致性的计算代价等方面的影响。反之,从软件开发的角度来看,不一致性可以将注意力转移到问题领域,对于不一致性的系统管理,不仅有助于识别不确定的领域,还可以促进开发人员之间的共同理解、交流和合作。特别重要的是可以引导需求获取的过程,改进过程建模以及为需求的有效性和正确性提供检验依据。关于不一致性在软件工程中的普遍性以及对于软件开发的驱动作用已经成为软件工程领域日益关注的研究主题。总的来说,在需求工程中,乃至软件开发过程中,对于不一致性的容忍已经得到一定程度的共识,并且关注的范围从对不一致性的检测逐渐扩展到容忍不一致性的推理研究。领域本体作为一种语义模型描述了特定领域中概念和概念之间的语义关系,而面向对象的需求分析方法是当前软件需求分析方法中比较流行和实用的方法。因此,本文研究了融合本体和面向对象技术的需求表示和获取方法；并对需求分析过程中出现的非规范需求（Non-canonical Requirements）进行了探讨,利用次协调逻辑的理论和方法,针对这些非规范需求建立新的分析模型。本文具体研究内容如下：1)给出需求分析中的非规范知识表示的解决方案；给出了一个非规范需求详细的分类,并对各类非规范需求进行自然语言的描述和形式化定义,使得对非规范需求有一个比较全面和清晰的理解。2)提出了非规范需求的扩展管理框架；借鉴一般意义上的非规范需求管理框架,提出一个基于领域知识、本体库和推理规则的框架,采用六个机制导出改进的需求信息,建立容忍不一致的需求分析模型。3)实现了基于7-值信任半格逻辑的融合本体和面向对象技术的需求获取方式；利用领域本体构建知识模型,并融合本体和面向对象技术提出需求获取方式,利用7-值信任半格逻辑获取非规范需求。4)给出了非规范需求的检测和处理方法；借鉴非规范知识的处理方法,结合各类非规范需求的特点,遵循容忍和改进的基本思想,给出了非规范需求的检测和解决方案。5)利用次协调逻辑的理论和方法,建立容忍不一致需求的分析模型。以领域知识为支撑,利用次协调逻辑的理论方法和面向对象的需求分析方法,建立能够容忍不一致需求存在的需求分析模型。在软件生命周期的需求、设计、编码、测试和维护等各个阶段,需求处于软件工程的开始部分,它提供了构建软件项目其余部分的根基,因而对于软件项目的成败尤为重要。随着面向对象、可视化编程和CASE等软件开发技术的发展和应用,软件设计、编码、测试等环节的技术日益成熟和稳定。而需求工程却由于没有可现成套用的方法而称为一个困难的课题。80年代中期,形成了软件工程的子领域——需求工程（requirements engineering.RE）。从社会系统层次出发,需求工程是系统工程的一个分支,它涉及到软件系统的目标,软件系统提供的服务、和对软件系统的约束；从软件系统层次出发,需求工程提供与软件系统相关的所有用户的显示世界的需要,和软件技术所能提供的能力之间的一个桥梁。人们开始从需求描述、需求获取、需求分析、需求的一致性、需求管理和需求建模等几个方面来研究需求工程,即将传统意义上的需求分析扩展为一整套需求工程的理论和方法。因此目前软件工程学科的重点和难点正逐渐转移到前期的需求阶段,通过对需求工程的研究来解决需求分析涉及到的诸多问题。以往研究需求工程的前提条件是：我们所获得的需求都是确定的、无不一致性的、精确的、甚至是不变的。但是人们逐渐意识到,在需求工程中的每一阶段试图强行维护需求的绝对一致性不仅受到需求描述本身形式化程度的影响,而且受到维护一致性的计算代价等方面的影响。需求不一致性的研究可以引导需求获取的过程,改进过程建模以及为需求的有效性和正确性提供检验依据。即是说,在需求工程中,乃至软件开发过程中,对于不一致性的容忍已经得到一定程度的共识,并且关注的范围从对不一致性的检测逐渐扩展到容忍不一致性的推理研究。因此,在需求工程中,如何看待和处理需求分析中的非规范知识（以下简称为非规范需求）成为热点和难点问题,并且随着知识工程,人工智能和需求工程的不断发展,人们越来越关注需分析中面对的非规范知识。本文借鉴非规范知识的表示和处理方法,将非规范需求视为非规范知识,主要介绍几种针对非规范知识的表示和处理方法,分析了将它们应用于非规范需求可能性和意义。其中特别介绍了次协调逻辑的理论和推理方法,从而使得它特别适合表示和推理非规范需求。本体和面向对象技术是两种知识表示的方法。它们在知识表示方面各有优缺点,本文首先介绍了它们的基本概念、思想和方法,然后对两种方法进行了比较分析,说明了结合两种方法来进行知识表示的可能性和意义。本文从非规范需求的定义、分类、表示、产生原因、管理,处理、检测、度量和评估几个方面介绍了非规范需求在这些方面的已有研究成果,并且分析了这些成果解决了的问题,解决方法的优点和不足之处。最后,本文介绍了将以上的技术方法结合到需求工程的各个阶段来解决需求分析的问题,着重介绍了需求获取和需求分析的方法,并且对当前几种需求工程的技术方法和非技术方法进行了探索和分析。
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基于领域本体知识和次协调逻辑的非规范需求分析研究摘要Abstract第1章 引言1.1 研究背景及意义1.2 研究内容1.3 论文组织结构第2章 融合本体与面向对象技术的需求表示和获取方法2.1 本体基本概念2.2 领域本体的构建方法2.2.1 领域本体2.2.2 构建方法2.3 基于本体知识的需求表示和获取2.3.1 领域本体的需求分析2.3.2 领域本体的需求获取2.3.3 领域本体的形式化表示2.3.4 应用本体的构建2.4 基于面向对象技术的本体的表示2.5 融合本体和面向对象技术的知识表示2.5.1 本体技术与面向对象技术的比较2.5.2 融合本体和面向对象技术的知识表示的基本思想2.6 融合本体和面向对象技术的只是表示实例说明第3章 非规范需求问题研究3.1 非规范需求产生的原因3.2 非规范需求的概念3.3 非规范需求的分类3.4 各类非规范需求的定义、解释及例示3.4.1 各类非规范需求的定义3.4.2 各类非规范需求的解释3.5 非规范需求的管理3.6 非规范需求的检测3.6.1 检测过程3.6.2 检测算法3.7 非规范需求处理的基本方法3.7.1 优先级冲突的需求3.7.2 不完整的需求3.7.3 模糊的需求3.7.4 领域术语不一致的需求3.7.5 冗余的需求3.7.6 矛盾的需求3.7.7 随时间变化的需求3.7.8 随环境变化的需求第4章 基于本体技术的容忍不一致需求的分析模型4.1 软件需求分析模型概述4.2 基于带标记的准经典逻辑的容忍不一致处理方法4.3 基于目标的需求不一致处理方法4.3.1 分歧检测技术4.3.2 分歧处理方法4.4 基于本体的容忍不一致需求的分析模型构建第5章 结束语参考文献附录A 企业销售系统领域场景描述攻读学位期间发表的论文致谢基于逻辑基础的需求分析方法探讨摘要Abstract第1章 前言1.1 需求分析研究背景1.2 需求分析研究意义1.3 需求分析的研究内容第2章 非规范知识的表示及推理2.1 非规范知识处理的基础理论和关键技术概述2.2 非规范知识的分类2.3 非规范知识的表示2.3.1 框架表示法2.3.2 谓词表示法2.3.3 面向对象的表示方法2.3.4 基于Rough Set的表示法2.4 应用于非规范知识的知识推理方法2.4.1 不确定性推理2.4.2 非单调推理2.4.3 次协调逻辑推理第3章 本体与面向对象技术3.1 本体的形式化表示3.1.1 本体的定义3.1.2 本体的组成3.1.3 本体的设计原则3.1.4 本体的分类3.1.5 本体的描述语言3.1.6 本体构建方法3.1.7 本体的应用3.2 面向对象技术概述3.2.1 基本概念3.2.2 面向对象的软件开发技术3.3 本体与面向对象技术的关系第4章 非规范需求的表示、管理及其处理方法4.1 需求中的非规范知识4.1.1 非规范需求的定义4.1.2 非规范需求的分类4.1.3 非规范需求的表示4.1.4 非规范需求产生的原因4.2 非规范需求的管理框架4.2.1 不一致需求管理的经典框架4.2.2 不一致需求管理的扩展框架4.3 需求不一致处理的主要方法4.3.1 需求不一致的处理4.3.2 需求不一致的检测、度量与评估第5章 需求工程的理论与方法5.1 需求工程5.2 需求工程的阶段5.3 需求工程方法5.3.1 需求获取方法5.3.2 需求分析方法5.3.3 当前需求工程方法的几点探索5.4 需求工程的非技术问题参考文献Research of non-canonical requirements analysis based on domain ontology knowledge and paraconsistent logicAbstractChapter one Preface1.1 Background of the research1.2 Content of research1.3 Organizational structure of the paperChapter two The method of requirements representation and capture integrate with ontology and object-oriented2.1 Overviews of ontology2.2 Methods for construction domain ontology2.2.1 Domain ontology2.2.2 Construction method2.3 Requirements description and elicitation based on ontology2.3.1 Requirements analysis of ontology2.3.2 Requirements elicitation of ontology2.3.3 The formalization of ontology2.3.4 The construction of application ontology2.4 The representation of object-oriented technology to ontology2.5 The method of knowledge representation integrate with ontology and object-oriented2.5.1 The comparison of ontology and object-oriented technology2.5.2 Knowledge representation ideas of fusion ontology and object-oriented technology2.6 Instance illumination of knowledge representation integrate with ontology and object-orientedChapter Three The research of non-canonical requirements3.1 The cause of non-canonical requirements3.2 Basic concepts in non-canonical requirements3.3 The classification of non-canonical requirements3.4 The semantic explanation of non-canonical requirement3.4.1 The definition of various of con-canonical requirements3.4.2 The explanation of various of non-canonical requirements3.5 The management of non-canonical requirements3.6 The detecting of non-canonical requirements3.6.1 Detecting process3.6.2 Detecting algorithm3.7 The handing of non-canonical requirements3.7.1 Requirements with priority conflicts3.7.2 Incomplete requirement3.7.3 Fuzzy requirement3.7.4 Domain term inconsistent requirement3.7.5 Redundant requirement3.7.6 Conflicting requirement3.7.7 Requirement with the changing of time3.7.8 Requirement with the changing of environmentChapter four The analysis model of tolerance of inconsistent requirement based on Ontology technology4.1 Outline of analysis model of software requirement4.2 Tolerance inconsistent approaches based on the classical logic with tag4.3 Solving method of inconsistent requirement based on target4.3.1 Divarication Detection Technology4.3.2 The treatment of divarication4.4 The construction of requirement analysis model toleranced inconsistencebased ontologyChapter five Concluding remarksResearch of regquirements analysis method based on logicalAbstractChapter one Preface11.1 The background of research on requirement analysis1.2 The significance of the research on requirement analysis1.3 The contents of the research on requirement analysisChapter two Overviews of non-canonical knowledge2.1 Basic theory and key technology for handing non-canonical knowledge2.2 The classification of non-canonical knowledge2.3 The description of non-canonical knowledge2.3.1 Framework method2.3.2 Predicate method2.3.3 Object-oriented method2.3.4 Rough set method2.4 The reasoning of non-canonical knowledge2.4.1 Uncertainty reasoning102.4.1.1 Probability inference2.4.1.2 Credibility-based method2.4.1.3 Fuzzy reasoning132.4.2 Nonmonotonic reasoning2.4.2.1 Nonmonotonic reasoning142.4.2.2 Default reasoning2.4.3 Paraconsistent logic reasoning2.4.3.1 Paraconsistent logic2.4.3.2 Annotated predicate calculusChapter three Ontology and object-oriented technology3.1 The formalization of ontology3.1.1 The definition of ontology3.1.2 The composition of ontology3.1.3 The design principles of ontology3.1.4 The classification of ontology3.1.5 The description language of ontology3.1.5.1 The development of ontology language .223.1.5.2 The type of description language of ontology3.1.6 Methods for construction ontology3.1.7 The application of ontology3.2 The overview of object-oriented Technology3.2.1 The basic concept3.2.2 Object-oriented software development technology3.2.2.1 Object-Oriented Analysis3.2.2.2 Object-oriented design3.2.2.3 Implementation of Object-Oriented3.3 The relations of ontology and object-oriented technologyChapter four Overviews of non-canonical software requirements4.1 Non-canonical knowledge in requirements4.1.1 The definition of non-canonical requirements4.1.2 The classification of non-canonical requirements4.1.3 The description of non-canonical requirement4.1.4 The cause of non-canonical requirements4.2 The management framework of non-canonical requirements4.2.1 The classical management framework of inconsistency requirements4.2.2 The expanded management framework of inconsistency requirement4.3 The main methods of inconsistency requirement4.3.1 Handing inconsistency requirement4.3.2 Detecting, evaluation and measuring inconsistency requirementsChapter five Overviews of requirement engineering5.1 Requirement engineering5.2 The phases of requirement engineering5.3 The method of requirement engineering5.3.1 The method of requirement elicitation5.3.2 The method of requirement analysis5.3.3 Analysis of the current requirement for the Exploration 5.4 The non-technology problem of requirement engmeermg
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