基于本体的流程类业务需求建模方法研究

【摘要】：需求工程是指应用已证实有效的技术、方法进行需求分析,确定客户需求,帮助分析人员理解问题并定义目标系统的所有外部特征的一门学科。随着软件技术的发展,需求分析在软件开发过程中的地位变得越来越重要,如何获取正确完整的需求规约是目前各种需求分析方法的重点。本体近年来受到信息科学领域的广泛关注,在知识工程、人工智能、语义网、需求工程等相关领域得到了广泛关注和深入研究。用户需求是科技发展的决定性驱动力,将本体技术应用到领域需求工程中,建立领域需求模型,根据用户的需求描述,自动地提供给用户个性化的综合业务应用系统,从而实现按需服务,是当前发展的一个趋势。 目前,形式化的领域需求建模研究仍处于起步阶段,所涉及到的技术问题有很多,面向目标的需求工程方法近年来受到了广泛的关注,通过利用系统目标来进行需求的启发、求精、结构化、规约及验证,其语义的描述是基于线性时序逻辑的,具有严密性强的特点。本文结合流程类业务领域的领域特征及建模的具体需求,针对模型建模方法、目标分解与精化、模型一致性检测三方面技术问题进行研究,提出一种基于本体的流程类业务领域需求建模的整体解决方案,主要工作如下： 1、对流程类业务领域需求模型的形式化建模方法进行研究。首先,结合现有的流程类业务实例与相关文献,明确流程类业务领域的特征与领域范围；然后,在此基础上引入组织本体概念,作为驱动需求描述和分析的常识模型,建立了基于本体的领域需求模型,从组织、目标、资源、操作四个角度刻画流程类业务领域,给出模型的形式化描述,明确各模型之间的关系,为后续的工程实践和关键技术的进一步开展打下基础； 2、对目标精化与目标可操作化方法进行研究,针对KAOS (Knowledge Acquisition in automated Specification)方法实现目标操作化研究中主体、目标和操作描述语义不一致问题,在目标精化的基础上,提出一种基于BDI (Belief- Desire- Intention)主体模型的目标操作化方法,实现用一个目标操作模型解决原子目标操作化的问题,保证需求模型的完备性和可操作性； 3、对模型一致性检测方法进行研究,针对形式化需求模型一致性检测工具需专门设计的问题,提出一种基于模型转换技术的多视图模型一致性检测方法,使对模型的一致性检测转换为对关系型数据库记录的查询,增强检测的灵活性和可扩展性,进一步提高了模型的检测效率,具有较强的通用性； 4、通过实例,以工程化的方法从直观的角度验证了该建模框架的可行性,为今后模型的工程化应用奠定了基础。UML已成为面向对象建模实际上的标准,因此这里选择UML作为应用软件描述语言,对本体到UML元模型的映射方法进行研究,给出一个基于本体知识的UML图元生成方法,进而产生基于UML类图、对象图、转换图的软件需求文档。 基于本体的流程类业务需求建模方法实现用户需求信息的智能处理,整个处理过程体现了模块化、可扩展性、可重用性以及语义级的互操作性等特点,为面向流程类领域的需求获取与分析机制的实施,提供理论依据和及技术参考。