需求开发是C~4ISR系统开发的第一步,是后续各个开发阶段的基础和依据,也是成功开发系统的关键。需求验证作为需求开发的重要阶段之一,其必要性和重要性十分突出。由于C~4ISR系统需求具有内容的复杂性、过程的分布性以及方法的多样性等特点,相对于软件需求而言,需求验证在C~4ISR系统需求开发过程中的作用和地位显得尤为重要。但是目前C~4ISR系统需求验证还存在一系列的问题,其根本原因在于缺乏统一的C~4ISR系统需求描述规范和缺乏一致性验证方法的研究。为此,论文以解决上述问题为目的,提出了一套基于多视图方法论的C~4ISR系统需求描述框架,研究了需求产品的形式化描述方法,建立了基于多视图的C~4ISR系统需求一致性验证模型,重点对于C~4ISR系统需求静态一致性与行为一致性的验证方法开展研究,研制了C~4ISR系统需求描述与一致性验证原型系统,并以典型案例为背景检验了论文研究的C~4ISR系统需求一致性验证的基础理论与方法。论文主要研究了以下几个方面的内容:(1)研究了基于多视图的C~4ISR系统需求描述框架C~4ISR系统需求描述框架是进行需求开发和需求一致性验证以及其他方面验证的必要前提。论文分析了C~4ISR系统需求的定义及特点,并引入多视图方法论提出了一个C~4ISR系统需求描述框架,研究了框架的视图构成以及每个视图的产品组成,系统建立了各视图中的每个需求产品的规范化描述方法,研究了框架中各需求产品之间的相互关系。(2)研究了基于多视图的C~4ISR系统需求一致性验证模型基于多视图的C~4ISR系统需求一致性验证模型是进行一致性验证方法研究的理论基础。首先,研究了基于多视图的C~4ISR系统需求一致性验证模型的组成及关系;其次,建立了C~4ISR系统需求一致性验证概念模型中的主要概念;再次,从语法、语义的静态特性和行为特性等方面研究了C~4ISR系统需求一致性验证的内容模型;最后,研究了其中的过程模型,提出了C~4ISR系统需求一致性验证的主要阶段及各阶段的任务。(3)研究了C~4ISR系统需求静态一致性的验证方法根据需求要素之间的关系,将C~4ISR系统需求的静态一致性划分为三类:需求要素内部关系一致性、需求要素集间的“直接”关系一致性和“间接”关系一致性。论文对这三种类型的关系及其一致性进行了详细定义和研究,通过建立相应的图论模型,借助于图的连通性、有向路、可达性等,研究了各种关系的一致性性质,提出了三种静态一致性的检验方法。(4)研究了C~4ISR系统需求行为一致性的验证方法C~4ISR系统需求的行为一致性是指随时间演进反映系统有序活动的需求之间的一致性。论文首先对C~4ISR系统需求行为一致性验证的内容进行了分析,研究了基于可执行模型进行行为一致性验证的原理;其次分析了基本状态图的扩展形式,研究了面向转移的状态图(简称为TO_StateChart)的语法规则及其形式化描述方法;最后研究了TO_StateChart转换为对象Petri网模型的方法,并以此为基础,深入研究了基于可执行模型进行状态图和时序图之间行为一致性验证的方法。(5)原型系统设计与案例分析首先分析了支持需求描述与一致性验证的原型系统的主要功能,设计了系统的总体结构,研制实现了原型系统,为论文研究提出的理论和方法提供了实践检验的平台。其次,以某集团军(师)防空作战指挥信息系统需求开发为背景,借助该原型系统,基于C~4ISR系统需求描述框架系统描述了各需求产品,并对所描述的需求进行了静态一致性和行为一致性验证,进一步检验了论文研究提出的需求一致性验证方法。本文研究的上述内容,初步解决了C~4ISR系统需求的规范化描述问题,较为系统地解决了C~4ISR系统需求一致性的验证问题,对于提高C~4ISR系统需求分析能力、改善C~4ISR系统需求开发质量具有一定的理论和实践意义。