[發明專利]一種基于拓撲勢的軟件需求用例優先級排序方法

有效

• 申請號: 201010556884.0
• 申請日: 2010-11-23
• 公開（公告）號: CN102004641A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 馬于濤;陳桂生;張海粟;劉玉超;尹峻松;張松林
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06F9/44
• 分類號: G06F9/44;G06F9/45
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明涉及軟件工程技術領域，特別涉及一種軟件需求用例優先級排序方法。

背景技術

20世紀80年代以前，軟件開發的焦點一直是編碼和設計，需求分析很少受到重視。隨著軟件系統規模的激增，需求分析在軟件開發中的地位越來越重要，直接關系到軟件開發的成功與否^[1]。需求分析的一個重要環節是需求的優先級排序(requirements?prioritization)^[2]，優先級排序除了能輔助項目管理者判斷候選需求實施的輕重緩急，還能幫助他們權衡各方要求、消解沖突和規劃增量式版本開發進度，從而達到盡可能減小開發風險的目的。

需求價值評估和基于“成本最小化，價值最大化”原則的比較法是目前需求優先級排序的主要方法。其中，需求價值評估包括層次分析法^[3](analytic?hierarchyprocess)、成對比較法^[4](pair-wise?comparisons)和規劃法^[5](planning?game)等，但這些方法均受用戶核心業務價值、開發團隊可用資源、開發者和用戶對系統目標和限制的理解程度、環境的演化等諸多因素影響^[6]，難以有效支持實際項目的實踐。以“成本最小化，價值最大化”作為需求優先級排序的原則^[7]，基于自適應^[6]、動態規劃^[8]、多屬性群決策^[9]等技術的新方法被相繼提出，但上述方法也存在如下問題：

(1)需要綜合理解候選集中的用戶需求屬性(目標、價值、風險、與其它需求的依賴關系等)并做出權衡，在很大程度上依賴需求分析師的個人能力和經驗，這使得方法的通用性受到很大的限制；

(2)忽視了用戶需求之間的依賴關系^[10]，而且實踐表明^[10]，從整體和全局(如網絡)的角度來分析需求間的各種依賴，更有助于客觀地評價需求的重要性；

(3)當軟件需求的規模快速增長時，由于過于關注用戶需求的內容，已有方法的可伸縮性(scalability)不強^[11]，導致處理需求優先級排序的效率會受到明顯影響。

用例(Use?case)是一種從系統使用者角度描述軟件需求的方法，刻畫“誰”使用目標系統能做“什么”，而不是“怎么做”^[12]。該方法最早由Ivar?Jacobson博士提出，后被集成到UML(Unified?Modeling?Language)規范^[13]中，成為一種業界標準化的需求表述方式，廣泛應用于軟件需求獲取和建模中。UML定義了包含(include)、擴展(extend)和泛化(generalization)關系來顯式描述需求用例間的依賴關系，從而形成較為完整的軟件需求模型。如果忽略用戶需求中的一些主觀因素，將需求用例抽象為節點、需求用例間的依賴關系抽象為有向邊，則可使用網絡模型來刻畫軟件需求模型，這樣需求用例的優先級排序就可抽象為網絡節點在網絡中的重要性排序問題。

傳統社會網分析(social?network?analysis)一般使用度(degree)、介數(betweenness)和接近度(closeness)等指標來評價網絡中節點的重要性^[14]，另外，Google的PageRank^[15]是一種通過鏈接分析來計算網頁相對重要性的算法，但上述方法在刻畫節點間的相互作用和局域(local)影響方面存在不足^[16]。例如，度、介數和接近度指標均未考慮節點間的相互作用；PageRank算法雖然通過基于鏈接的評分機制來描述節點間的相互作用，但卻未考慮節點間的局域影響，而在實際中這種影響確實是存在的，它類似于物理學中的粒子(particle)的場(field)。粒子都具有一定的場，并對場內的其它粒子產生影響而形成勢，這種相互作用力反比于粒子間的距離，且隨著距離的增加而迅速減小^[17]，具有十分明顯的局域特性。