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基于MSC的需求建模方法研究

作　者: 于立兴
导　师: 陈中育
学　校: 浙江师范大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 需求分析场景行为建模形式化语言范畴 MSC
分类号: TP311.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 16次
引　用: 1次
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内容摘要

随着软件技术的快速发展和软件应用范围的不断扩大,软件系统规模越来越大,软件功能日趋复杂；软件的需求获取变得更加困难,这表明需求分析在整个软件开发过程中具有十分重要的地位。良好的需求不仅有助于避免或剔除开发前期的错误,而且可以降低软件开发成本,改进软件质量。如何有效地捕获用户需求,已经成为软件工程领域中的一个研究重点。场景是引出、文档化和验证需求的有效工具,基于场景的形式化或非形式化需求建模技术在软件工程中被广泛应用。在基于场景的需求分析与设计中,用户需求由多个局部场景构成,每个场景描述系统需求的片段,然而使用传统非形式化的手段描述场景,会造成最终的需求难以正确和完整,而且多个场景所描述的用户需求很可能存在着重叠。如何更加精确的对场景进行描述,如何对重复行为的场景进行分析和建模,如何根据这些局部场景描述的行为模型通过合并,产生一个较为完整的全局的系统行为模型是本文的主要研究内容。本文在范畴论的理论指导下,提出一种形式化需求引出及其行为建模的方法,采用消息序列图来描述场景规约,范畴论的理论方法进行行为建模。文章首先给出消息序列图的范畴结构,对MSC及实例、消息、事件等结构进行了描述,如同对MSC的各个部件进行了对象化,重点研究系统行为之间的交互关系,增强了其描述行以及功能扩展的灵活性。范畴由对象和对象之间的射构成,注重研究态射以及复合,通过函子、泛射、极限等概念,使一些模糊的概念得以精确地刻画,这种建立在数学模型上的形式化语言进行需求规约的描述,有效的避免了语义上的二义性,更加精确地描述了用户场景。然后基于范畴结构的MSC,提出一种合并算法,对场景片段进行合并,并且在合并过程中进行验证,去除重复场景和例外场景,以完成系统行为模型的建立。文章利用范畴的泛构造方法推出,给出多个范畴结构的MSC的合并算法。在合并方法上,以用户提交的期望场景和例外场景为输入,逐步进行局部场景的合并,合并过程中有效地去除了重复场景和例外场景,而且支持场景补充,完成了局部场景描述的行为模型的合并,最终产生一个较为完整的全局的系统行为模型。文章最后通过一个简化的手机短信信息服务系统作为一个实例,详细介绍了基于MSC的需求建模过程,验证了基于范畴论的理论来进行需求建模是可行的和有效的。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
第1章绪论  9-17
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-13
    1.2.1 需求分析方法与工具  10-11
    1.2.2 形式化方法  11-12
    1.2.3 形式化建模  12-13
  1.3 研究内容  13-15
    1.3.1 系统需求的获取与描述  13-14
    1.3.2 系统需求的形式化  14
    1.3.3 形式化需求的合并  14-15
    1.3.4 系统需求的确认和验证  15
  1.4 文章结构  15-17
第二章 MSC的范畴论语义  17-26
  2.1 引言  17-18
  2.2 消息序列图(MSC)  18-19
    2.2.1 MSC的组成元素  18
    2.2.2 MSC的优点  18-19
  2.3 范畴简介  19-20
  2.4 MSC范畴结构构建  20-24
  2.5 MSC形式化语义的扩展  24-25
  2.6 总结  25-26
第三章基于MSC的需求建模方法  26-41
  3.1 引言  26-27
  3.2 基于范畴结构MSC的需求形式化建模过程描述  27-28
    3.2.1 根据用户场景构造出范畴结构的MSC  27-28
    3.2.2 对范畴结构的MSC进行合并  28
    3.2.3 对合并所得模型进行确认和验证  28
  3.3 范畴结构MSC的合并  28-40
    3.3.1 相对独立的消息序列图  29-30
    3.3.2 带交互的消息序列图的并行组合  30-40
  3.4 需求模型的确认和验证  40
  3.5 本章小结  40-41
第四章实例分析  41-59
  4.1 实例简介  41
  4.2 系统功能描述  41-42
  4.3 系统行为建模  42-58
    4.3.1 场景描述  42-50
    4.3.2 场景合并  50-58
  4.4 本章小结  58-59
第五章总结  59-61
  5.1 主要工作  59
  5.2 未来工作  59-61
参考文献  61-67

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