專利名稱：一種基于拓?fù)鋭?shì)的軟件需求用例優(yōu)先級(jí)排序方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軟件工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種軟件需求用例優(yōu)先級(jí)排序方法。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)80年代以前，軟件開發(fā)的焦點(diǎn)一直是編碼和設(shè)計(jì)，需求分析很少受到重 視。隨著軟件系統(tǒng)規(guī)模的激增，需求分析在軟件開發(fā)中的地位越來越重要，直接關(guān)系到 軟件開發(fā)的成功與否[1]。需求分析的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是需求的優(yōu)先級(jí)排序(requirements prioritization)[2]，優(yōu)先級(jí)排序除了能輔助項(xiàng)目管理者判斷候選需求實(shí)施的輕重緩急，還 能幫助他們權(quán)衡各方要求、消解沖突和規(guī)劃增量式版本開發(fā)進(jìn)度，從而達(dá)到盡可能減小開 發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的目的。需求價(jià)值評(píng)估和基于“成本最小化，價(jià)值最大化”原則的比較法是目前需求優(yōu)先級(jí) 排序的主要方法。其中，需求價(jià)值評(píng)估包括層次分析法[3] (analytic hierarchyprocess), 成對(duì)比較法[4] (pair-wise comparisons)和規(guī)劃法 (planning game)等，但這些方法均受 用戶核心業(yè)務(wù)價(jià)值、開發(fā)團(tuán)隊(duì)可用資源、開發(fā)者和用戶對(duì)系統(tǒng)目標(biāo)和限制的理解程度、環(huán)境 的演化等諸多因素影響[6]，難以有效支持實(shí)際項(xiàng)目的實(shí)踐。以“成本最小化，價(jià)值最大化” 作為需求優(yōu)先級(jí)排序的原則[7]，基于自適應(yīng)[6]、動(dòng)態(tài)規(guī)劃[8]、多屬性群決策[9]等技術(shù)的新方 法被相繼提出，但上述方法也存在如下問題(1)需要綜合理解候選集中的用戶需求屬性(目標(biāo)、價(jià)值、風(fēng)險(xiǎn)、與其它需求的依 賴關(guān)系等)并做出權(quán)衡，在很大程度上依賴需求分析師的個(gè)人能力和經(jīng)驗(yàn)，這使得方法的 通用性受到很大的限制；(2)忽視了用戶需求之間的依賴關(guān)系_，而且實(shí)踐表明_，從整體和全局(如網(wǎng) 絡(luò))的角度來分析需求間的各種依賴，更有助于客觀地評(píng)價(jià)需求的重要性；(3)當(dāng)軟件需求的規(guī)模快速增長時(shí)，由于過于關(guān)注用戶需求的內(nèi)容，已有方法的可 伸縮性(scalability)不強(qiáng)[11]，導(dǎo)致處理需求優(yōu)先級(jí)排序的效率會(huì)受到明顯影響。用例(Use case)是一種從系統(tǒng)使用者角度描述軟件需求的方法，刻畫“誰”使用 目標(biāo)系統(tǒng)能做“什么”，而不是“怎么做”[12]。該方法最早由Ivar Jacobson博士提出，后被 集成到UML(Unified Modeling Language)規(guī)范[13]中，成為一種業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)化的需求表述方 式，廣泛應(yīng)用于軟件需求獲取和建模中。UML定義了包含(include)、擴(kuò)展(extend)和泛化 (generalization)關(guān)系來顯式描述需求用例間的依賴關(guān)系，從而形成較為完整的軟件需求 模型。如果忽略用戶需求中的一些主觀因素，將需求用例抽象為節(jié)點(diǎn)、需求用例間的依賴關(guān) 系抽象為有向邊，則可使用網(wǎng)絡(luò)模型來刻畫軟件需求模型，這樣需求用例的優(yōu)先級(jí)排序就 可抽象為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的重要性排序問題。傳統(tǒng)社會(huì)網(wǎng)分析(social network analysis) —般使用度(degree)、介數(shù) (betweenness)和接近度(closeness)等指標(biāo)來評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的重要性[14]，另外，Google 的PageRank[15]是一種通過鏈接分析來計(jì)算網(wǎng)頁相對(duì)重要性的算法，但上述方法在刻畫節(jié) 點(diǎn)間的相互作用和局域(local)影響方面存在不足[16]。例如，度、介數(shù)和接近度指標(biāo)均未考慮節(jié)點(diǎn)間的相互作用；PageRank算法雖然通過基于鏈接的評(píng)分機(jī)制來描述節(jié)點(diǎn)間的相 互作用，但卻未考慮節(jié)點(diǎn)間的局域影響，而在實(shí)際中這種影響確實(shí)是存在的，它類似于物理 學(xué)中的粒子(particle)的場(chǎng)(field)。粒子都具有一定的場(chǎng)，并對(duì)場(chǎng)內(nèi)的其它粒子產(chǎn)生影 響而形成勢(shì)，這種相互作用力反比于粒子間的距離，且隨著距離的增加而迅速減小[17]，具 有十分明顯的局域特性。 已有文獻(xiàn)[16’18]將物理學(xué)中“場(chǎng)”的概念引入到無向網(wǎng)絡(luò)中，利用高斯函數(shù)定義節(jié)
A
點(diǎn)的拓?fù)鋭?shì)(topological potential) =. xe—類 _；+)，用以描述節(jié)點(diǎn)間的局
域相互作用，從而獲得關(guān)于節(jié)點(diǎn)重要性的全局排序結(jié)果。其中，mj為節(jié)點(diǎn)質(zhì)量，為節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng) 實(shí)體的某種重要內(nèi)部屬性，如節(jié)點(diǎn)表示飛機(jī)場(chǎng)，其質(zhì)量可為每天進(jìn)出的航班架次；為節(jié) 點(diǎn)間的拓?fù)渚嚯x，通常表示為最短路徑；o為影響因子，用以調(diào)節(jié)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的局域影響范 圍。在網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)的拓?fù)鋭?shì)越大，其重要性越高。僅針對(duì)無向網(wǎng)絡(luò)，上述五種指標(biāo)的主要 特點(diǎn)對(duì)比如表1所示。
表1五種指標(biāo)主要特點(diǎn)對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種基于拓?fù)鋭?shì)的軟件需求用例優(yōu)先級(jí)排序方法，其特征在于，包括以下步驟(1)構(gòu)造并解析軟件需求用例模型，得到需求用例和需求用例間依賴關(guān)系的集合；(2)將上述獲得的集合中的需求用例和需求用例間的依賴關(guān)系映射為有向網(wǎng)絡(luò)模型 的節(jié)點(diǎn)和邊來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?3)根據(jù)公式=2>‘分別計(jì)算上述構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲兴泄?jié)點(diǎn)的拓?fù)鋭?shì)爾，其 >t中，k為指定節(jié)點(diǎn)i的局域影響范圍內(nèi)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目山」為指定節(jié)點(diǎn)i到其局域影響范圍內(nèi) 的節(jié)點(diǎn)J 的最短路徑長度；s為影響因子，取值范圍為W，勸，々為上述構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞闹睆剑?4)根據(jù)上述節(jié)點(diǎn)的拓?fù)鋭?shì)的大小對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲兴泄?jié)點(diǎn)進(jìn)行排序；(5)對(duì)排序后具有相同拓?fù)鋭?shì)的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的需求用例進(jìn)行基于重要程度的優(yōu)先級(jí)二 次排序；(6)以可視化的方式輸出上述排序結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于拓?fù)鋭?shì)的軟件需求用例優(yōu)先級(jí)排序方法，其特征在于 所述的軟件需求用例模型是采用UML 1. 4及以上版本標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造，并保存為XMI格式文件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于拓?fù)鋭?shì)的軟件需求用例優(yōu)先級(jí)排序方法，其特征在 于所述的解析軟件需求用例模型的工具是XML解析工具。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于拓?fù)鋭?shì)的軟件需求用例優(yōu)先級(jí)排序方法，其特征在于 所述的XML解析工具采用dom4j。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于拓?fù)鋭?shì)的軟件需求用例優(yōu)先級(jí)排序方法，其特征在 于所述的有向網(wǎng)絡(luò)模型采用JUNG支持的有向圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)格式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于拓?fù)鋭?shì)的軟件需求用例優(yōu)先級(jí)排序方法，其特征在 于所述的步驟(3)進(jìn)一步包括以下子步驟(3. 1)計(jì)算指定節(jié)點(diǎn)集合的未訪問的可達(dá)的直接鄰居節(jié)點(diǎn)集合功力or，其中， 集合論的初始值為指定節(jié)點(diǎn)，集合flei功力or的初始值為空；(3.2)根據(jù)公式爾=tp+ siMfcei功力^計(jì)算指定節(jié)點(diǎn)的拓?fù)鋭?shì)爾，其中，tp的初始值為0 ；函數(shù)sizeO用來計(jì)算指定集合中元素的規(guī)模-,1為從指定節(jié)點(diǎn)到集合 neighbor中節(jié)點(diǎn)的最短路徑長度，其初始值為1且循環(huán)一次值加1 ；(3.3)將集合論中節(jié)點(diǎn)訪問過的所有節(jié)點(diǎn)設(shè)置訪問標(biāo)志，論=neighbor；(3. 4)將指定節(jié)點(diǎn)的局域影響范圍半徑的值減1，其中，jump的初始值為6u + 1，如果大于0，執(zhí)行子步驟(3. 1)，否則結(jié)束本過程。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于拓?fù)鋭?shì)的軟件需求用例優(yōu)先級(jí)排序方法，其特征在 于所述的對(duì)排序后具有相同拓?fù)鋭?shì)的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的需求用例進(jìn)行基于重要程度的優(yōu)先級(jí)二 次排序采用需求價(jià)值評(píng)估方法。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于拓?fù)鋭?shì)的軟件需求用例優(yōu)先級(jí)排序方法，其特征在于 所述的需求價(jià)值評(píng)估方法是成對(duì)比較法。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于拓?fù)鋭?shì)的軟件需求用例優(yōu)先級(jí)排序方法，其特征在 于所述的以可視化的方式是采用pajek工具。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于拓?fù)鋭?shì)的軟件需求用例優(yōu)先級(jí)排序方法，包括以下步驟構(gòu)造并解析軟件需求用例模型，得到需求用例和需求用例間依賴關(guān)系的集合；將上述獲得的集合中的需求用例和需求用例間的依賴關(guān)系映射為有向網(wǎng)絡(luò)模型的節(jié)點(diǎn)和邊來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；?jì)算上述構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲兴泄?jié)點(diǎn)的拓?fù)鋭?shì)；根據(jù)上述節(jié)點(diǎn)拓?fù)鋭?shì)的大小對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲兴泄?jié)點(diǎn)進(jìn)行排序；對(duì)排序后具有相同拓?fù)鋭?shì)的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的需求用例進(jìn)行基于重要程度的優(yōu)先級(jí)二次排序；以可視化的方式輸出上述排序結(jié)果。本發(fā)明屏蔽了影響傳統(tǒng)需求分析正確性的一些主觀因素，有助于客觀地評(píng)價(jià)需求用例的優(yōu)先級(jí)；并將需求用例的內(nèi)容與需求用例間的依賴關(guān)系結(jié)合起來分析，排序結(jié)果會(huì)更為合理。
文檔編號(hào)G06F9/45GK102004641SQ20101055688
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者劉玉超, 尹峻松, 張松林, 張海粟, 陳桂生, 馬于濤 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)