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为解决信息系统的需求获取难、描述难、验证难等关键问题,需求工程应运而生,并迅速成为软件工程的研究重点。在需求获取方面,目前已涌现出一批有代表性的方法,如面向目标或基于场景的方法,但由于这些方法主要通过分析员与用户进行交互来获取业务知识和用户需求,需求获取的质量和效率高度依赖于分析员的能力和用户的配合度。在需求建模方面,传统的结构化分析与建模方法面向解空间直接进行系统建模,由于逻辑上不连贯,难以保证所建立的系统模型能切实解决业务问题。虽然面向对象方法可以进行业务建模,如基于用例或基于过程的UML业务建模,但由于缺乏对表单和规则的描述,而且形式化程度不足,无法建立完整的、准确的业务模型。
本文首先针对目前需求工程在业务建模方面的不足,提出了一个面向信息系统问题空间的业务描述模型——活动联系模型。ARM是基于活动的,ARM以活动和活动间的联系来描述业务,可以有机结合业务流程和业务规则的建模,与UML活动图相比具有描述能力强、形式化程度高和完整准确等优点。
在ARM模型的基础上,本文针对现有需求获取方法的缺陷,提出了一种客观的、案例驱动的业务需求获取和建模方法——案例驱动建模方法。CDM通过对业务案例进行数据挖掘自动获取业务流程和业务规则并建立ARM模型。论文研究并提出了CDM-ARM建模的形式化框架和五个核心算法,包括基于案例的活动内容获取算法CBIaM、活动规则获取算法CBRaM、联系对象获取算法CBErM、联系条件获取算法CBCrM以及活动联系获取算法CBARM。基于上述算法,本文还开发了CDM-ARM的建模工具——CDMTools。与现有的交互式需求获取方法相比,CDM方法具有客观、无二义、高效等优点。最后进行了模拟实验。结果表明:CDM-ARM建模方法是可行的,不但可以降低对用户和分析员的依赖,并且可以提高业务需求的完整性和准确性。