基于设计演算的形式化用例分析建模框架

提出一种形式化用例分析建模框架,引入类图、用例顺序图、用例状态图、功能规约函数和系统不变式从多个角度为需求建模.通过定义这些视图的形式化语义,为需求的各个方面定义了准确的形式化描述.利用该框架,可以从方法的交互行为规约和功能规约合成描述方法全部行为的全规约;也可以定义用例模型的性质,并通过设计演算中的证明来分析验证这些性质.作为应用,研究了检查用例模型一致性的规则.给出一个实例说明建模框架的可行性.     

基于场景行为的需求建模及质量特性检测

为在需求分析阶段验证软件是否满足非功能质量要求,本文提出一种基于场景行为的需求建模及质量特性检测方案。该方案首先定义能够建立高精度、可推理、易理解的需求行为模型的行为描述语言BDL。然后构造需求行为模型到状态迁移模型CCS的模型转换函数。接着以互模拟的定义为前提,验证转换函数的正确性,进而开发可信建模检测工具MTS。该工具导出的行为模型能够与质量特性表达式一起导入特性检测工具CWB实现质量检测。最后,本文使用该工具对手机软件升级这一需求进行行为建模,成功验证手机软件的一致性、安全性、行为可信性及行为非终止性。     

基于环境的多形态时间需求建模方法

时间需求作为嵌入式系统的关键要素,其重要性越来越突出.但是目前的时间需求存在着多样的环境时间描述与单一的软件时间描述融合问题.文中在基于环境的功能性需求的基础上,提出基于环境的多形态时间需求建模方法,试图在需求层次上为该问题提供解决方案.文中构建了支持这个方法的多形态时间需求模型,在环境因素的基础上增加了多形态时间描述,并提出该需求模型制导的需求建模过程,帮助需求分析员在功能性需求的基础上建模时间需求.文中还给出了从多样的环境时间描述得到软件时间需求规约的步骤,指导需求分析人员抽取时间需求规约.     

一种基于场景的需求验证方法

在软件需求分析工作中,需要检验获取的需求是否同客户的需求相一致.文章提出一种基于场景的软件需求验证方法,给出了基于场景的系统模型检验验证算法,并通过一个实例对其进行了检验.该方法运用有限状态自动机对软件需求进行建模,以消息序列图描述作为验证条件的场景,对获取的需求的正确性和完备性进行验证.     

从用户需求到软件规约：一种问题变换的方法

研究的目的是在获取用户需求和领域描述的基础上规约出对软件规格的描述.提供了一种实现从用户需求到软件规约的平滑和可推理的变换方法.在深入研究问题框架方法的基础上,采用Hoare 的通信顺序进程语言CSP及Lai的最弱环境演算符实现了整个问题图的变换,且导出的软件规格是具有高抽象粒度的程序代码模型,能够被FDR模型检测工具所验证.该工作为实现嵌入式软件开发从需求到软件代码、文档的自动转化及验证等奠定了理论基础.此外,把该理论与模型检测工具FDR联合起来会有助于提高嵌入式软件开发的效率和准确性.     

基于场景构件式实时软件设计的一致性检验

在复杂的实时软件系统中使用构件式设计方法,已成为目前软件工程中的研究热点.如何有效地验证实时软件的设计是否满足给定的时间规约,是实时计算领域中的主要挑战之一.通过在接口自动机模型中添加时间区间标记,来扩展其对实时系统接口行为的表达能力;使用实时接口自动机网络来描述实时软件系统的构件式设计模型;使用带布尔不等式时间约束的UML顺序图表示基于场景的需求规约,对系统设计阶段实时软件构件的动态行为进行形式化分析与检验.通过对实时接口自动机网络状态空间的分析,构造了其可兼容的整型状态等价类空间的可达图,并在此基础上给出了验证算法,以检验构件式实时软件系统的设计与带时间约束的场景式规约之间的一致性.     

基于验证的自适应系统决策:一种模型驱动的方法

自适应系统需要根据运行时上下文和自身的变化进行其行为的调节.为实现自主调节,自适应系统必须被赋予运行时监测上下文和自身变化,分析需求满足程度的变化,以及推理得到自适应决策的能力.这种在线决策的行为在满足功能需求的同时,还需要保证系统满足特定的非功能需求,如可靠性和性能等.本文提出了一种基于验证的自适应系统优化决策方法,以保证非功能需求的满足.该方法在识别可调节目标以建模自适应机制的同时,将系统的目标模型映射为相应的行为模型,用标签转移系统表示;以可靠性需求为例,用标记目标模型规约任务的可靠性;然后将系统行为模型和可靠性规约整合为带可变状态的离散时间马尔可夫链,将候选自适应配置描述为不同可变状态间的组合;最终通过相关需求的在线验证,使系统找到关于某类上下文的最优决策配置.本文通过一个移动信息系统的案例展示了该方法的可行性和有效性.     

基于UML的软件形式化需求分析与验证

针对软件开发中传统的需求分析方法所存在的需求描述不完整、具有二义性和不一致性问题,提出一种形式化需求分析方法。介绍根据用户需求采用形式化方法获取软件需求说明书并设计软件的统一建模语言（UML）模型的过程,及对该UML模型进行形式化描述,采用形式化验证技术对形式化后的UML模型进行需求验证,以确保设计的UML模型的正确性。实验结果表明,形式化的需求分析方法克服了传统需求分析方法中存在的问题。     

基于用例的需求建模方法

传统的软件需求规约是采用功能分解的方式来描述系统功能,而采用用例的方法进行需求获取和建模,是以用户为中心的建模方法.用例模型是由用例图和用例规约所组成的.用例图用来规定系统的行为,用例规约是用文档的形式对每个用例进行描述的.通过对银行系统进行基于用例的需求分析和建模,可以了解用例模型的益处.     

Web应用中数据库交互行为验证

采用定理证明和逆向工程的方法,对Web应用中的数据库交互行为进行验证。使用Z规格说明描述需求模型,根据数据库交互的源代码和转换规则得到实现模型。从实现模型中获取Web应用的相关性质,通过Z/EVES定理证明器验证这些性质是否在需求模型的 Z规格说明中得到满足。在此基础上,设计该方法的验证框架,并开发相应的原型系统。通过图书馆数据库管理系统实例证明该方法的有 效性。     

基于软件开发过程的软件缺陷管理研究

分析了软件缺陷管理的理论、方法及业务流程,指出了传统软件缺陷管理模式的不足。在此基础上提出了基于软件开发过程的软件缺陷管理模式,此模型在考虑测试者、开发者和评审者的基础上依据软件生命周期各阶段对缺陷进行了管理。最后对此管理模型的业务流程进行了详细的分析及应用,指出此管理模式很好的达到了尽早发现、预防与排除缺陷,改进软件过程的目的。     

A model for software reuse

Software reusability is widely believed to be a key to help overcome the ongoing software crisis by improving software productivity and quality. New computer technology and the demands of an advancing society require new and more complicated software. It is unrealistic to expect that every software system can be developed solely reusing existing software; however, software reusability has proven to be a way of enhancing software productivity and quality in different organizations. It is also believed that reuse of code segments alone does not significantly reduce software development effort.By creating reuse support information while software is being developed (when the software is best known to software developers), the reuse effort for both software development and maintenance can be potentially reduced.In this paper, five types of RSI are presented: Semantic Web, Horizontal Web, Vertical Web, Syntactic Web, and Alternative Web. We collectively call these five webs a Quintet Web. The Semantic Web enables software developers to locate a software segment. The Horizontal Web provides a means to reuse a block of soflware along with other types of software from other phases of a development process. The inter-phase integration of software can be performed through this Web. The Vertical Web identifies the vertical relationship of a software block to its operational environment. The Syntactic Web locates all statements in which a variable is used. The Alternative Web provides alternative software blocks that perform an identical operation.A prototype of the Quintet Web is presented.     

基于XML的软件总线设计的研究与实现

随着软件工程的不断发展,以及面向对象技术、软件组件技术和软件复用技术的开发与利用,软件总线的研究与开发已逐步成为关注的重点。软件总线也像计算机硬件总线一样,只要符合总线标准的软件组件均可以插接到软件总线上去,以实现组件的即插即用(plug-and-play)。在此,基于对软件总线技术的研究,介绍了一种基于XML的软件总线设计方案,通过使用软件总线技术开发和集成软件,不但可以大大地缩短开发周期,还可以进一步提高软件的开发效率和质量。     

软件体系结构风格研究现状及存在的问题

针对现有软件体系结构风格定义在客观性和全面性方面存在的不足,从客观角度出发,站在软件工程的高度从多个方面对软件体系结构风格进行定义;同时通过研究分析软件体系结构风格的研究现状,发现并指出其四个重点研究方向及各自存在的问题。     

软件体系结构层次的结构度量研究

提出了一套可操作的度量组,利用该度量组可以对软件体系结构模型的结构特征（复杂性、耦合性、形态）进行测量。利用软件度量中常用的相关性分析方法对度量的经验值进行分析,初步得出了各种度量间可能存在的相关关系。此研究为研究软件体系结构的结构特征与软件其它质量属性的关系提供了必要的基础。     

ABC:基于体系结构、面向构件的软件开发方法

基于构件的软件复用和开发被认为是提高软件开发效率和质量的有效途径,并在分布式系统中得到了广泛的应用.但是,目前的软件构件技术主要还是着眼于构件实现模型和运行时互操作,缺乏一套系统的方法以指导整个开发过程.近年来,以构件为基本单元的软件体系结构研究取得了较大的发展.它通过对软件系统整体结构和特性的描述,为面向构件的软件开发提供了一个自顶向下的途径.介绍了一种以软件体系结构为指导,面向构件的软件开发方法,试图为基于构件的软件复用提供一种有效的解决方案.这种方法主要是将软件体系结构引入到软件开发的各个阶段,作为系统开发的蓝图,利用工具支持的自动转换机制缩小从高层设计到实现的距离,而后在构件平台的运行支持下实现自动的系统组装生成.     

软件体系结构研究与实践

软件体系结构的使用是提高软件开发质量、减少软件开销和促进软件生产率提高的最有效方法之一。对软件体系结构的研究也开始超出传统的对软件设计阶段的支持，并逐步扩展到整个软件生命周期。采用定性分析、比较研究等多种方法，阐述软件体系结构研究的基本内容及软件体系结构实践等相关内容。首先给出了软件体系结构的定义，介绍了软件体系结构风格，然后从软件生命周期的角度阐述了软件体系结构实践及相关内容，最后总结了软件体系结构的研究现状与发展趋势。     

软件体系结构研究与实践

软件体系结构的使用是提高软件开发质量、减少软件开销和促进软件生产率提高的最有效方法之一。对软件体系结构的研究也开始超出传统的对软件设计阶段的支持,并逐步扩展到整个软件生命周期。采用定性分析、比较研究等多种方法,阐述软件体系结构研究的基本内容及软件体系结构实践等相关内容。首先给出了软件体系结构的定义,介绍了软件体系结构风格,然后从软件生命周期的角度阐述了软件体系结构实践及相关内容,最后总结了软件体系结构的研究现状与发展趋势。     

软件测试与软件设计方法分析

软件测试是软件工程中非常重要的一个环节,是保证软件质量的重要手段。本文从软件设计角度出发,提出如何在软件设计中就考虑易测试性,使得软件更易维护和修改,并针对软件设计和测试的现状和特点,提出提高软件易测试性和易维护性的一些建议,以达到软件复用的目的。     

软件安全性技术在工程中的应用

载人航天工程等国家重大科技工程对软件安全性有着很高的要求.软件安全性技术在这些工程领域也在逐步得到推广应用.首先分析了软件安全性的概念,然后介绍了目前工程中主要应用的软件安全性技术,最后结合工程实际情况给出了一个软件关键等级的确定方法.