第10卷第1期 智能系统学报 Vol.10 No.1 2015年2月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Feb.2015 D0I:D0I:10.3969/j.issn.1673-4785.201409015 网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/doi/10.3969/j.issn.1673-4785.html 扩展断言知识检验一致的需求建模方法 郭新峰1，马世龙2，吕江花2，李睿2 (1.山西大学软件学院，山西太原030013：2.北京航空航天大学计算机学院，北京100191) 摘要：保证需求完整一致是需求建模的关键，文中提出一种基于知识库推理检验一致性的需求建模方法，该方法 在建模中引入本体以增强表达能力，并结合语义建立约束规则构建需求模型知识库，基于描述逻辑描述需求和检验 需求一致性，将需求建模过程作为断言知识库的扩展过程，把需求完整性问题转化为需求一致性问题，并归结其为 规则约束下的可满足问题。利用Tableau算法等实现需求一致性的检验，在整个建模活动中保证需求一致。应用实 践中使用自行编制的R0B半自动建模软件进行需求建模与分析，验证了建模方法的需求一致性，并通过案例说明了 扩展断言知识库检验一致的需求建模过程。 关键词：需求模型：一致性：完整性：多视点：描述逻辑：知识库：可满足性：Tableau:需求工程 中图分类号：TP311文献标志码：A文章编号：1673-4785(2015)01-0081-10 中文引用格式：郭新峰，马世龙，吕江花，等.扩展断言知识检验一致的需求建模方法[J].智能系统学报，2015,10(1)：81-89. 英文引用格式：GUO Xinfeng,MA Shilong,LYU Jianghua,etal.Requirement modeling method for inspecting the consistency of the expanded asserted knowledge [J].CAAI Transactions on Intelligent Systems,2015,10(1):81-89. Extension abox requirements modeling method GUO Xinfeng',MA Shilong?,LYU Jianghua2,LI Rui? (1.College of Software,Shanxi University,Taiyuan 030013,China;2.Computer College,Beihang University,Beijing 100191.China) Abstract:Assuring a complete and consistent requirement is the key to requirement modeling.This paper proposes a requirement modeling method for inspecting consistency on the basis of knowledge base reasoning.An ontology is added into the modeling process to improve the expression ability.In addition,the semantic establishment constraint rule is used to build the knowledge base of requirement modeling.The requirement modeling process is taken as an expansion process of the assertion knowledge base based on the consistency among the descriptive logic,descriptive requirement and inspection requirement.The matter of requirement completeness is converted into requirement con- sistency and attributed to the satisfiability under the constraint by rules.Tableau algorithm is utilized to realize the inspection on requirement consistency,assuring the requirement to be consistent in the entire modeling process.In the application practice,the self-programmed ROB semiautomatic modeling software was applied to requirement modeling and analysis to verify the requirement consistency of the modeling method.In addition,the requirement modeling process on detecting the consistency of an expanded asserted knowledge base was shown by cases. Keywords:model;consistency;completeness;multi-view;description logic;knowledge base;satisfiability;Tab- leau;requirement engineering 软件依据需求而建模，需求建模目的是抽取和 一致难以避免：1)需求冲突、语义矛盾；2)需求信息 验证需求，以期真实可靠、稳定。需求是人们对真实 不完整、模糊：3)需求冗余是需求不一致的根本原 世界现象的期望，由于人类认识常存在矛盾，需求不 因a。目前相关研究有一些成果，如Nuseibeh等 提出不一致需求管理框架)，认为不一致的需求是 收稿日期：2014-09-09.网络出版日期：2015-01-13 不满足规则的命题，而任何需求建模方法隐含一组 基金项目：国家自然科学基金资助项目(61300007,61003016)：软件开 检验规则：还有一些相关研究是多视点需求建模的 发环境国家重点实验室开放基金资助项目(SKLSDE- 2012ZX-28,SKLSDE-2013ZX-11). 不一致管理)，认为需求的不一致源自不同角度的 通信作者：郭新峰.E-mail:jy_f@sxu.cdu.cn. 认识和表达，从不同视点将系统分解为多个局部视
第 员园 卷第 员 期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 摇摇摇 智 能 系 统 学 报摇摇摇摇摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 灾燥造援员园 翼援员 圆园员缘 年 圆 月摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 悦粤粤陨 栽则葬灶泽葬糟贼蚤燥灶泽 燥灶 陨灶贼藻造造蚤早藻灶贼 杂赠泽贼藻皂泽 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 云藻遭援 圆园员缘 阅韵陨院阅韵陨院员园援猿怨远怨 辕 躁援蚤泽泽灶援员远苑猿鄄源苑愿缘援圆园员源园怨园员缘 网络出版地址院澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援糟灶噪蚤援灶藻贼 辕 噪糟皂泽 辕 凿燥蚤 辕 员园援猿怨远怨 辕 躁援蚤泽泽灶援员远苑猿鄄源苑愿缘援澡贼皂造 扩展断言知识检验一致的需求建模方法 郭新峰员 袁马世龙圆 袁吕江花圆 袁李睿圆 渊员援山西大学 软件学院袁山西 太原 园猿园园员猿曰圆援 北京航空航天大学 计算机学院袁北京 员园园员怨员冤 摘 要院保证需求完整一致是需求建模的关键袁文中提出一种基于知识库推理检验一致性的需求建模方法袁该方法 在建模中引入本体以增强表达能力袁并结合语义建立约束规则构建需求模型知识库袁基于描述逻辑描述需求和检验 需求一致性袁将需求建模过程作为断言知识库的扩展过程袁把需求完整性问题转化为需求一致性问题袁并归结其为 规则约束下的可满足问题遥 利用 栽葬遭造藻葬怎 算法等实现需求一致性的检验袁在整个建模活动中保证需求一致遥 应用实 践中使用自行编制的 砸韵月 半自动建模软件进行需求建模与分析袁验证了建模方法的需求一致性袁并通过案例说明了 扩展断言知识库检验一致的需求建模过程遥 关键词院需求模型曰一致性曰完整性曰多视点曰描述逻辑曰知识库曰可满足性曰栽葬遭造藻葬怎曰需求工程 中图分类号院栽孕猿员员 摇 文献标志码院粤摇 文章编号院员远苑猿鄄源苑愿缘渊圆园员缘冤园员鄄园园愿员鄄员园 中文引用格式院郭新峰袁马世龙袁吕江花袁等援扩展断言知识检验一致的需求建模方法咱允暂援 智能系统学报袁 圆园员缘袁 员园渊员冤 院 愿员鄄愿怨援 英文引用格式院郧哉韵 载蚤灶枣藻灶早袁 酝粤 杂澡蚤造燥灶早袁 蕴再哉 允蚤葬灶早澡怎葬袁 藻贼 葬造援 砸藻择怎蚤则藻皂藻灶贼 皂燥凿藻造蚤灶早 皂藻贼澡燥凿 枣燥则 蚤灶泽责藻糟贼蚤灶早 贼澡藻 糟燥灶泽蚤泽贼藻灶糟赠 燥枣 贼澡藻 藻曾责葬灶凿藻凿 葬泽泽藻则贼藻凿 噪灶燥憎造藻凿早藻 咱允暂援 悦粤粤陨 栽则葬灶泽葬糟贼蚤燥灶泽 燥灶 陨灶贼藻造造蚤早藻灶贼 杂赠泽贼藻皂泽袁 圆园员缘袁 员园渊员冤 院 愿员鄄愿怨援 耘曾贼藻灶泽蚤燥灶 葬遭燥曾 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼泽 皂燥凿藻造蚤灶早 皂藻贼澡燥凿 郧哉韵 载蚤灶枣藻灶早员 袁 酝粤 杂澡蚤造燥灶早圆 袁 蕴再哉 允蚤葬灶早澡怎葬圆 袁 蕴陨 砸怎蚤圆 渊员援悦燥造造藻早藻 燥枣 杂燥枣贼憎葬则藻袁 杂澡葬灶曾蚤 哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠袁 栽葬蚤赠怎葬灶 园猿园园员猿袁 悦澡蚤灶葬曰圆援 悦燥皂责怎贼藻则 悦燥造造藻早藻袁 月藻蚤澡葬灶早 哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠袁 月藻蚤躁蚤灶早 员园园员怨员袁 悦澡蚤灶葬冤 粤遭泽贼则葬糟贼院粤泽泽怎则蚤灶早 葬 糟燥皂责造藻贼藻 葬灶凿 糟燥灶泽蚤泽贼藻灶贼 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼 蚤泽 贼澡藻 噪藻赠 贼燥 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼 皂燥凿藻造蚤灶早援 栽澡蚤泽 责葬责藻则 责则燥责燥泽藻泽 葬 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼 皂燥凿藻造蚤灶早 皂藻贼澡燥凿 枣燥则 蚤灶泽责藻糟贼蚤灶早 糟燥灶泽蚤泽贼藻灶糟赠 燥灶 贼澡藻 遭葬泽蚤泽 燥枣 噪灶燥憎造藻凿早藻 遭葬泽藻 则藻葬泽燥灶蚤灶早援 粤灶 燥灶贼燥造燥早赠 蚤泽 葬凿凿藻凿 蚤灶贼燥 贼澡藻 皂燥凿藻造蚤灶早 责则燥糟藻泽泽 贼燥 蚤皂责则燥增藻 贼澡藻 藻曾责则藻泽泽蚤燥灶 葬遭蚤造蚤贼赠援 陨灶 葬凿凿蚤贼蚤燥灶袁 贼澡藻 泽藻皂葬灶贼蚤糟 藻泽贼葬遭造蚤泽澡皂藻灶贼 糟燥灶泽贼则葬蚤灶贼 则怎造藻 蚤泽 怎泽藻凿 贼燥 遭怎蚤造凿 贼澡藻 噪灶燥憎造藻凿早藻 遭葬泽藻 燥枣 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼 皂燥凿藻造蚤灶早援 栽澡藻 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼 皂燥凿藻造蚤灶早 责则燥糟藻泽泽 蚤泽 贼葬噪藻灶 葬泽 葬灶 藻曾责葬灶泽蚤燥灶 责则燥糟藻泽泽 燥枣 贼澡藻 葬泽泽藻则贼蚤燥灶 噪灶燥憎造藻凿早藻 遭葬泽藻 遭葬泽藻凿 燥灶 贼澡藻 糟燥灶泽蚤泽贼藻灶糟赠 葬皂燥灶早 贼澡藻 凿藻泽糟则蚤责贼蚤增藻 造燥早蚤糟袁 凿藻泽糟则蚤责贼蚤增藻 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼 葬灶凿 蚤灶泽责藻糟贼蚤燥灶 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼援 栽澡藻 皂葬贼贼藻则 燥枣 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼 糟燥皂责造藻贼藻灶藻泽泽 蚤泽 糟燥灶增藻则贼藻凿 蚤灶贼燥 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼 糟燥灶鄄 泽蚤泽贼藻灶糟赠 葬灶凿 葬贼贼则蚤遭怎贼藻凿 贼燥 贼澡藻 泽葬贼蚤泽枣蚤葬遭蚤造蚤贼赠 怎灶凿藻则 贼澡藻 糟燥灶泽贼则葬蚤灶贼 遭赠 则怎造藻泽援 栽葬遭造藻葬怎 葬造早燥则蚤贼澡皂 蚤泽 怎贼蚤造蚤扎藻凿 贼燥 则藻葬造蚤扎藻 贼澡藻 蚤灶泽责藻糟贼蚤燥灶 燥灶 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼 糟燥灶泽蚤泽贼藻灶糟赠袁 葬泽泽怎则蚤灶早 贼澡藻 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼 贼燥 遭藻 糟燥灶泽蚤泽贼藻灶贼 蚤灶 贼澡藻 藻灶贼蚤则藻 皂燥凿藻造蚤灶早 责则燥糟藻泽泽援 陨灶 贼澡藻 葬责责造蚤糟葬贼蚤燥灶 责则葬糟贼蚤糟藻袁 贼澡藻 泽藻造枣鄄责则燥早则葬皂皂藻凿 砸韵月 泽藻皂蚤葬怎贼燥皂葬贼蚤糟 皂燥凿藻造蚤灶早 泽燥枣贼憎葬则藻 憎葬泽 葬责责造蚤藻凿 贼燥 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼 皂燥凿藻造蚤灶早 葬灶凿 葬灶葬造赠泽蚤泽 贼燥 增藻则蚤枣赠 贼澡藻 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼 糟燥灶泽蚤泽贼藻灶糟赠 燥枣 贼澡藻 皂燥凿藻造蚤灶早 皂藻贼澡燥凿援 陨灶 葬凿凿蚤贼蚤燥灶袁 贼澡藻 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼 皂燥凿藻造蚤灶早 责则燥糟藻泽泽 燥灶 凿藻贼藻糟贼蚤灶早 贼澡藻 糟燥灶泽蚤泽贼藻灶糟赠 燥枣 葬灶 藻曾责葬灶凿藻凿 葬泽泽藻则贼藻凿 噪灶燥憎造藻凿早藻 遭葬泽藻 憎葬泽 泽澡燥憎灶 遭赠 糟葬泽藻泽援 运藻赠憎燥则凿泽院皂燥凿藻造曰 糟燥灶泽蚤泽贼藻灶糟赠曰 糟燥皂责造藻贼藻灶藻泽泽曰 皂怎造贼蚤鄄增蚤藻憎曰 凿藻泽糟则蚤责贼蚤燥灶 造燥早蚤糟曰 噪灶燥憎造藻凿早藻 遭葬泽藻曰 泽葬贼蚤泽枣蚤葬遭蚤造蚤贼赠曰 栽葬遭鄄 造藻葬怎曰 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼 藻灶早蚤灶藻藻则蚤灶早 收稿日期院圆园员源鄄园怨鄄园怨援 摇 网络出版日期院圆园员缘鄄园员鄄员猿援 基金项目院国家自然科学基金资助项目渊远员猿园园园园苑袁 远员园园猿园员远冤 曰 软件开 发环境 国 家 重 点 实 验 室 开 放 基 金 资 助 项 目 渊 杂运蕴杂阅耘鄄 圆园员圆在载鄄圆愿袁杂运蕴杂阅耘鄄圆园员猿在载鄄员员冤援 通信作者院郭新峰援 耘鄄皂葬蚤造院则躁曾赠赃早曾枣岳 泽曾怎援藻凿怎援糟灶援 摇 摇 软件依据需求而建模袁需求建模目的是抽取和 验证需求袁以期真实可靠尧稳定遥 需求是人们对真实 世界现象的期望袁由于人类认识常存在矛盾袁需求不 一致难以避免院员冤需求冲突尧语义矛盾曰圆冤需求信息 不完整尧模糊曰猿冤 需求冗余是需求不一致的根本原 因咱员鄄圆暂 遥 目前相关研究有一些成果袁如 晕怎泽藻蚤遭藻澡 等 提出不一致需求管理框架咱猿暂 袁认为不一致的需求是 不满足规则的命题袁而任何需求建模方法隐含一组 检验规则曰还有一些相关研究是多视点需求建模的 不一致管理咱源暂 袁认为需求的不一致源自不同角度的 认识和表达袁从不同视点将系统分解为多个局部视
·82 智能系统学报 第10卷 图，分别获取需求完整建模，在集成过程中检测不一 间存在辖制关系：角色是最基本的组织，角色在特定 致：而王学智等对C4ISR系统能力需求中存在的不 资源上具有一组操作能力。3)资源分为复合资源 一致问题深入分析，构建能力模糊本体，研究了能力 和原子资源：复合资源可由更基本的资源构成，这些 需求模型一致性验证技术) 基本资源可分为主资源和非主资源，二者有确定的 需求不一致的处理方法主要有：1)逻辑推理证 函数依赖关系：原子资源是最基本的资源，由一组属 明方法采用带标记的逻辑公式作为需求表示形式， 性组成，包括主属性和非主属性，主属性和非主属性 通过禁止所有平凡推理暂时容忍不一致需求，然后 间存在确定的函数依赖关系。ROB将需求抽象为 维护需求一致性断言集并设置需求优先级别，检测、 统一的树形模型，如图1所示。 跟踪并自动处理不一致需求：2)模型检验方法采用 完整需求树 状态变迁作为需求建模原则，并利用模型检验技术 进行需求不一致性处理；3)基于目标的方法区分了 资源树 业务树 组织树 需求不一致的4种程度，包括矛盾、分歧、竞争和障 碍，通过检测和处理分歧解决不一致问题。这些研 更基本 函数依 更基本 业务 更基本 辖制与 的资源 赖关系 的业务 流程 的组织 制约关系 究成果已有很多应用，在一些特定领域取得很好效 果，为相关研究做出很多有益指导，但这一过程对建 原子 复合 综合 机构 模人员有较高的知识要求，缺少更接近普通认知的 活动 资源 资源 业务 组织 过渡，进一步的应用受到很大限制，其根本原因是不 能将易理解方便沟通与高度自动化形式化2个要求 函数 活动参 性 资调 Api 角色 资源操 统一起来，导致需求模型难以与实际对应，建模理论 赖 权限 作权限 难以转换为实际应用，需求分析管理自动化程度和 前置 过 后置 智能化水平不高。基于资源、组织与业务的需求模 条件 出目标 requirement model on resources,organization and business,.ROB),用人们认识世界的一般方法抽取 图1ROB模型树形结构 需求，将数据、角色和功能指称到描述真实世界的资 Fig.1 Tree-shaped diagram of ROB-model 源、组织与业务，从不同视角基于递归分解思想将需 求抽象为需求树，以期确定、完整一致的表达需求。 ROB本体概念体系 文中在ROB基础上提出建立ROB知识库，通过知 从需求理解的角度看，需求工程依赖于人们对 识推理检验需求一致性，并将一致需求增加到断言 现实世界的认识程度，现实世界被抽象为概念与关 知识库中，形成逐步扩展断言库的需求建模方法，保 系，因此在需求工程中引入本体增强了表达能力，在 证了需求完整性、一致性。 很大程度上满足了需求分析的要求。本体是相关专 题的基本术语和关系，以及利用这些术语和关系构 ROB结构 成该专题的规则的集合[6，本体是领域概念模型的 ROB从3个视点（资源、组织与业务）进行需求 显示表示)。陆汝钤等将对象和本体结合，提出面 分析，形成多视点结构：1)业务视点通过分类、分解 向本体的需求分析OORA[⑧劉，此后本体论应用于需 的方法分析业务以描述功能需求：2)组织视点分析 求工程的研究有了很大发展，如金芝等提出的基于 角色权限和人为活动等需求：3)资源视点获取数据 问题框架的需求建模[」 需求。 2.1 ROB本体概念层次 ROB具有层次结构：1)资源层建立数据模型形 本体概念是ROB建模全过程所有方法及对象分 成数据需求：2)组织层将参与者抽象为角色，通过 类的概括，主要包括需求任务(Errand)、业务功能 权限、关系建立需求模型：3)业务层为真实模拟业 (Business)、执行模块(Task)、业务状态(State)、组织 务活动过程，从业务分解与协同（角色、资源与业务 与角色(Organization)、资源(Resource)、需求任务类 协作)建立功能需求模型。ROB层次间具有关联。 型(ERdType)、资源类型(RscType)和操作类型(Opt ROB基于递归分解的思想：1)业务分为复合业 Type)。ROB本体概念层次结构如图2所示，T表示 务和活动：复合业务由一组更基本的业务构成，这些 ROB本体概念全域。Errand分为基本简单任务(Bas- 基本业务之间存在线性、并行等关系，即业务流：活 ic)和复合任务(Composite);Task分为前置模块(Pre 动是最基本的业务，包括角色、资源和API:API定 task)和核心模块(Stage):State分为前置条件(Pre 义为五元组，包括前置条件、起始状态、过程状态，终 condit)、输入(nput)、过程(Procedure)、输出(Out- 止状态和目标状态。2)组织分为机构组织和角色： put)和后置服务(Postcondi);Organization分为部门 机构组织由更基本的机构组织构成，这些基本组织 (Department)和角色(Role),Department分为领导 (Leader)和员工(Subject):Resource分为元素(Ele
图袁分别获取需求完整建模袁在集成过程中检测不一 致曰而王学智等对 悦源陨杂砸 系统能力需求中存在的不 一致问题深入分析袁构建能力模糊本体袁研究了能力 需求模型一致性验证技术咱缘暂 遥 需求不一致的处理方法主要有院员冤逻辑推理证 明方法采用带标记的逻辑公式作为需求表示形式袁 通过禁止所有平凡推理暂时容忍不一致需求袁然后 维护需求一致性断言集并设置需求优先级别袁检测尧 跟踪并自动处理不一致需求曰圆冤模型检验方法采用 状态变迁作为需求建模原则袁并利用模型检验技术 进行需求不一致性处理曰猿冤基于目标的方法区分了 需求不一致的 源 种程度袁包括矛盾尧分歧尧竞争和障 碍袁通过检测和处理分歧解决不一致问题遥 这些研 究成果已有很多应用袁在一些特定领域取得很好效 果袁为相关研究做出很多有益指导袁但这一过程对建 模人员有较高的知识要求袁缺少更接近普通认知的 过渡袁进一步的应用受到很大限制袁其根本原因是不 能将易理解方便沟通与高度自动化形式化 圆 个要求 统一起来袁导致需求模型难以与实际对应袁建模理论 难以转换为实际应用袁需求分析管理自动化程度和 智能化水平不高遥 基于资源尧组织与业务的需求模 型渊 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼 皂燥凿藻造 燥灶 则藻泽燥怎则糟藻泽袁 燥则早葬灶蚤扎葬贼蚤燥灶 葬灶凿 遭怎泽蚤灶藻泽泽袁 砸韵月冤 袁用人们认识世界的一般方法抽取 需求袁将数据尧角色和功能指称到描述真实世界的资 源尧组织与业务袁从不同视角基于递归分解思想将需 求抽象为需求树袁以期确定尧完整一致的表达需求遥 文中在 砸韵月 基础上提出建立 砸韵月 知识库袁通过知 识推理检验需求一致性袁并将一致需求增加到断言 知识库中袁形成逐步扩展断言库的需求建模方法袁保 证了需求完整性尧一致性遥 员摇 砸韵月 结构 砸韵月 从 猿 个视点渊资源尧组织与业务冤进行需求 分析袁形成多视点结构院员冤业务视点通过分类尧分解 的方法分析业务以描述功能需求曰圆冤组织视点分析 角色权限和人为活动等需求曰猿冤资源视点获取数据 需求遥 砸韵月 具有层次结构院员冤资源层建立数据模型形 成数据需求曰圆冤 组织层将参与者抽象为角色袁通过 权限尧关系建立需求模型曰猿冤 业务层为真实模拟业 务活动过程袁从业务分解与协同渊角色尧资源与业务 协作冤建立功能需求模型遥 砸韵月 层次间具有关联遥 砸韵月 基于递归分解的思想院员冤业务分为复合业 务和活动曰复合业务由一组更基本的业务构成袁这些 基本业务之间存在线性尧并行等关系袁即业务流曰活 动是最基本的业务袁包括角色尧资源和 粤孕陨曰粤孕陨 定 义为五元组袁包括前置条件尧起始状态尧过程状态尧终 止状态和目标状态遥 圆冤组织分为机构组织和角色曰 机构组织由更基本的机构组织构成袁这些基本组织 间存在辖制关系曰角色是最基本的组织袁角色在特定 资源上具有一组操作能力遥 猿冤 资源分为复合资源 和原子资源曰复合资源可由更基本的资源构成袁这些 基本资源可分为主资源和非主资源袁二者有确定的 函数依赖关系曰原子资源是最基本的资源袁由一组属 性组成袁包括主属性和非主属性袁主属性和非主属性 间存在确定的函数依赖关系遥 砸韵月 将需求抽象为 统一的树形模型袁如图 员 所示遥 图 员摇 砸韵月 模型树形结构 云蚤早援员摇 栽则藻藻鄄泽澡葬责藻凿 凿蚤葬早则葬皂 燥枣 砸韵月鄄皂燥凿藻造 圆摇 砸韵月 本体概念体系 从需求理解的角度看袁需求工程依赖于人们对 现实世界的认识程度袁现实世界被抽象为概念与关 系袁因此在需求工程中引入本体增强了表达能力袁在 很大程度上满足了需求分析的要求遥 本体是相关专 题的基本术语和关系袁以及利用这些术语和关系构 成该专题的规则的集合咱远暂 袁本体是领域概念模型的 显示表示咱苑暂 遥 陆汝钤等将对象和本体结合袁提出面 向本体的需求分析 韵韵砸粤咱愿暂 袁此后本体论应用于需 求工程的研究有了很大发展袁如金芝等提出的基于 问题框架的需求建模咱怨暂 遥 圆援员摇 砸韵月 本体概念层次 本体概念是 砸韵月 建模全过程所有方法及对象分 类的概括袁主要包括需求任务渊 耘则则葬灶凿冤尧业务功能 渊月怎泽蚤灶藻泽泽冤尧执行模块渊栽葬泽噪冤尧业务状态渊 杂贼葬贼藻冤尧组织 与角色 渊韵则早葬灶蚤扎葬贼蚤燥灶冤尧资源渊砸藻泽燥怎则糟藻冤尧需求任务类 型渊耘砸凿栽赠责藻冤尧资源类型渊砸泽糟栽赠责藻冤和操作类型渊韵责贼鄄 栽赠责藻冤遥 砸韵月 本体概念层次结构如图 圆 所示袁栽 表示 砸韵月 本体概念全域遥 耘则则葬灶凿 分为基本简单任务渊月葬泽鄄 蚤糟冤和复合任务渊悦燥皂责燥泽蚤贼藻冤曰栽葬泽噪 分为前置模块渊孕则藻鄄 贼葬泽噪冤和核心模块渊 杂贼葬早藻冤曰杂贼葬贼藻 分为前置条件渊 孕则藻鄄 糟燥灶凿蚤贼冤尧输入渊 陨灶责怎贼冤尧过程渊 孕则燥糟藻凿怎则藻冤尧输出渊 韵怎贼鄄 责怎贼冤和后置服务渊 孕燥泽贼糟燥灶凿蚤冤曰韵则早葬灶蚤扎葬贼蚤燥灶 分为部门 渊阅藻责葬则贼皂藻灶贼冤 和角色渊 砸燥造藻 冤袁 阅藻责葬则贼皂藻灶贼 分为领导 渊蕴藻葬凿藻则冤和员工渊 杂怎遭躁藻糟贼冤曰砸藻泽燥怎则糟藻 分为元素渊耘造藻鄄 窑愿圆窑 智 能 系 统 学 报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 第 员园 卷
第1期 郭新峰，等：扩展断言知识检验一致的需求建模方法 83· ment)和属性(Attribute),Element分为主成员(Key) 和普通成员(Member);Attribute有一组操作权限。 Organization Opt Type Errand perator State RscTtoe ERD Type Attrlbote Eleacn Role Depar tam oecoslte Baste recondit npo rocedure utput Pretaik Stare Key Meabe eoder 图2ROB本体概念层次 Fig.2 Concept categories of ROB ontology B),语义解释为一个主资源可函数决定一组普通资 2.2R0B模型本体关系 源；lI)hasPremise,描述格式为hasPremise(A,B),语 ROB本体中概念不是孤立存在的，概念间存在 义解释为一个核心执行模块存在必须先执行的一组 关系，主要包括：1)isA,描述格式为isA(A,B),表示 前置模块；l2)hasCon,描述格式为hasCon(A,B),语 A是B的子类(subclass):2)hasRsc,描述格式为 义解释为业务功能含一前置条件描述：l3)hasInt,描 hasRsc(A,B),语义解释为一个A(需求任务/角色 述格式为hasInt(A,B),语义解释为业务功能含一个 状态)涉及到一个资源B;3)hasOrg,描述格式为ha 输入描述；l4)hasPro,描述格式为hasPro(A,B),语 sOg(A,B),语义解释为一个A(需求任务/状态)涉 义解释为业务功能有一个过程描述：l5)has0ut,描述 及一个组织B:4)hasBusi,描述格式为hasBusi(A, 格式为hasOut(A,B),语义解释为业务功能含一输 B),语义解释为一个基本需求任务A由一个业务功 出描述：16)hasPost,.描述格式为hasPost(A,B),语 能B实现：5)hasTask,描述格式为hasTask(A,B),语 义解释为业务功能必含一后置结果描述；l7)has- 义解释为一个复合需求任务A需要分解为一组核心 Type,描述格式为hasType(A,B),语义解释为需求 执行模块B:6)hasErd,描述格式为hasErd(A,B), 任务必有一个任务类型；l8)hasErand,描述格式为 语义解释为一个执行模块A必须作为一个需求任务 hasErand(A,B),语义解释为角色可参与需求任务； B进行分析；7)hasSubR,描述格式为hasSubR(A), 19)hasOpt,描述格式为hasOpt(A,B),语义解释为 语义解释为一个资源A是一组规模更小的子资源集： 角色可拥有一组操作使用权：20)hasAttr,描述格式为 8)hasSubO,描述格式为hasSubO(A),语义解释为一 hasAttr(A,B),语义解释为每一具体操作是在具体 个组织A是一组规模更小的子组织集：9)hasLead,描 Attribute上的操作：21)hasOptTp,描述格式为hasOpt-- 述格式为hasLead(A,B),语义解释为领导可管辖普 Tp(A,B),语义解释为每一具体操作有一操作类型。 通成员；l0)hasFuncdep,描述格式为hasFuncdep(A, ROB模型本体关系如图3所示。 Precondit State Member -hasFuncdep- Key Pretask SA- isA isA Subject Element hasSubR Resource Input isA hasPremise hasl ead Department Attribute hasRscType hasRsc Stage Procedure SA Leader isA RscType Role OptType 101 Output hasErand hasAttr hasPro Organi ation hasOrg / hasOpt Errand Postcondi s41 Basic hasType isA Operator hasPost hasErd hasBusi Business ERdType 、Composite hasTask Task 图3ROB本体关系 Fig.3 Associations in ROB ontology
皂藻灶贼冤和属性渊粤贼贼则蚤遭怎贼藻冤袁耘造藻皂藻灶贼 分为主成员渊运藻赠冤 和普通成员渊酝藻皂遭藻则冤曰粤贼贼则蚤遭怎贼藻 有一组操作权限遥 图 圆摇 砸韵月 本体概念层次 云蚤早援圆摇 悦燥灶糟藻责贼 糟葬贼藻早燥则蚤藻泽 燥枣 砸韵月 燥灶贼燥造燥早赠 圆援圆摇 砸韵月 模型本体关系 砸韵月 本体中概念不是孤立存在的袁概念间存在 关系袁主要包括院员冤蚤泽粤袁描述格式为 蚤泽粤 渊 粤袁月 冤袁表示 粤 是 月 的子类渊 泽怎遭糟造葬泽泽 冤曰 圆冤 澡葬泽砸泽糟袁 描述格式为 澡葬泽砸泽糟渊 粤袁月 冤袁语义解释为一个 粤 渊需求任务辕 角色辕 状态冤涉及到一个资源 月 曰猿冤 澡葬泽韵则早袁描述格式为 澡葬鄄 泽韵则早渊 粤袁月 冤袁语义解释为一个 粤 渊需求任务辕 状态冤涉 及一个组织 月 曰源冤 澡葬泽月怎泽蚤袁描述格式为 澡葬泽月怎泽蚤 渊 粤袁 月 冤袁语义解释为一个基本需求任务 粤 由一个业务功 能 月 实现曰缘冤澡葬泽栽葬泽噪袁描述格式为 澡葬泽栽葬泽噪渊 粤袁月 冤袁语 义解释为一个复合需求任务 粤 需要分解为一组核心 执行模块 月 曰远冤 澡葬泽耘则凿袁描述格式为 澡葬泽耘则凿渊 粤袁月 冤袁 语义解释为一个执行模块 粤 必须作为一个需求任务 月 进行分析曰苑冤 澡葬泽杂怎遭砸袁描述格式为 澡葬泽杂怎遭砸渊 粤 冤袁 语义解释为一个资源 粤 是一组规模更小的子资源集曰 愿冤澡葬泽杂怎遭韵袁描述格式为 澡葬泽杂怎遭韵渊 粤 冤袁语义解释为一 个组织 粤 是一组规模更小的子组织集曰怨冤 澡葬泽蕴藻葬凿袁描 述格式为 澡葬泽蕴藻葬凿渊 粤袁月 冤袁语义解释为领导可管辖普 通成员曰员园冤 澡葬泽云怎灶糟凿藻责袁描述格式为 澡葬泽云怎灶糟凿藻责渊 粤袁 月 冤袁语义解释为一个主资源可函数决定一组普通资 源曰员员冤澡葬泽孕则藻皂蚤泽藻袁描述格式为 澡葬泽孕则藻皂蚤泽藻渊 粤袁月 冤袁语 义解释为一个核心执行模块存在必须先执行的一组 前置模块曰员圆冤澡葬泽悦燥灶袁描述格式为 澡葬泽悦燥灶渊 粤袁月 冤袁语 义解释为业务功能含一前置条件描述曰员猿冤 澡葬泽陨灶贼袁描 述格式为 澡葬泽陨灶贼渊 粤袁月 冤袁语义解释为业务功能含一个 输入描述曰员源冤 澡葬泽孕则燥袁描述格式为 澡葬泽孕则燥渊 粤袁月 冤袁语 义解释为业务功能有一个过程描述曰员缘冤 澡葬泽韵怎贼袁描述 格式为 澡葬泽韵怎贼渊 粤袁月 冤袁语义解释为业务功能含一输 出描述曰员远冤 澡葬泽孕燥泽贼袁描述格式为 澡葬泽孕燥泽贼 渊 粤袁月 冤袁语 义解释为业务功能必含一后置结果描述曰员苑冤 澡葬泽鄄 栽赠责藻袁描述格式为 澡葬泽栽赠责藻渊 粤袁月 冤袁语义解释为需求 任务必有一个任务类型曰员愿冤 澡葬泽耘则葬灶凿袁描述格式为 澡葬泽耘则葬灶凿渊 粤袁月 冤袁语义解释为角色可参与需求任务曰 员怨冤澡葬泽韵责贼袁描述格式为 澡葬泽韵责贼 渊 粤袁月 冤袁语义解释为 角色可拥有一组操作使用权曰圆园冤 澡葬泽粤贼贼则袁描述格式为 澡葬泽粤贼贼则渊 粤袁月 冤袁语义解释为每一具体操作是在具体 粤贼贼则蚤遭怎贼藻 上的操作曰圆员冤 澡葬泽韵责贼栽责袁描述格式为 澡葬泽韵责贼鄄 栽责渊 粤袁月 冤袁语义解释为每一具体操作有一操作类型遥 砸韵月 模型本体关系如图 猿 所示遥 图 猿摇 砸韵月 本体关系 云蚤早援猿摇 粤泽泽燥糟蚤葬贼蚤燥灶泽 蚤灶 砸韵月 燥灶贼燥造燥早赠 第 员 期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 郭新峰袁等院扩展断言知识检验一致的需求建模方法 窑愿猿窑
·84 智能系统学报 第10卷 3检验一致的需求建模 类含有属性，这些属性与相关类关联，相应概念 定义等知识加入到TBox。如，Errand具有属性has 3.1描述逻辑语言 Type关联ERdType类，而其子类Basic的属性has 计算机作为智能化信息处理工具，需要将信息 Busi关联Business,属性hasRsc关联Resource,属性 或程序赋予某种程度的知识语义，并编码表示：需求 hasOrg关联Organization。ROB模型核心概念相应 富含语义知识，描述逻辑是重要的知识表示工具，用 的公式如表1所示。 描述逻辑处理需求工程问题是计算智能的一个具体 表1ROB概念集合 应用。 Table 1 Concept definition in ROB 通过一阶逻辑赋予非逻辑方法以形式语义是描 Concept Super Definition 述逻辑最初思想。本体是对知识显示的概念化 Errand:Tn 3hasType.ER- 描述山，而描述逻辑是一种本体描述语言[]。描 dType n3 hasRsc.Resourcen 述逻辑建立在概念和关系之上，有很强的语义表达 ①Errand T 3hasOrg.Organization (3 has- 和推理能力，可用于描述需求，检测需求一致性。 Busi.Busines UhasBusi.Bus- ALC是最小的命题封闭的描述逻辑]语言，在 inesU3 has a sk.Tasks). 保证推理能力基础上有很强表达能力，近年来有关 Basic::Errand n 3hasBusi. ②Basic Errand 描述逻辑语言扩展方面的研究也已有很多，如引入 Busines 构造子，引入具体域15)。文中采用扩展描述逻辑 Composite::Errand n3has ③Composite Errand SHOIN(D),是通用本体语言OWL-DL的逻辑基础。 Task.Tasks 描述逻辑基本符号包括：1)原子概念：A;2)概 Business::=3hasPro.Procedure 念：C,D;3)全概念T,空概念⊥：4)原子关系：P; n(T U 3hasCon.Precondit U ④Business 5)关系：R;6)概念构造子：，∩，U;7)量词： 3hasInt.Input UhasOut.Output R,3R:8)包含符号：C,2:9)括号：(，)；10)个 U3 hasPost.Postcondi). 体：a。根据ROB描述需求，文中采用描述逻辑 ⑤Task Task:=Tn 3 hasErd.Errand SHIQ,SHIQ有如下语法[16：①C:=AI(T1(⊥1 Stage::=Tn3hasPremise.Pre- -CICN D)I CUD)IV R.CI3 R.C I 0_n ⑥Stage Task task. RImR.CInR;②R:=PI-RIR∩SIRU State:=Tn 3hasRsc.Resource ⑦State T SIRSIR+IR-。 n3 hasOrg.Organization 描述逻辑知识库包括术语公理库TBOx和断言事 ⑧Resource T Resource:=ElementU Attribute 实库ABox。TBox公理公式形如A÷C和ASC。 Organization:Role U Depart- ABox包括个体断言和关系断言。描述逻辑推理问 ⑨0 rganization T ment 题包括面向概念的推理和面向个体的推理2类。描 述逻辑推理的核心问题是可满足性问题，所有推理 Attribute:Resourcen 3 hasR- 10Attribute Resource scType.RscType 问题可化为可满足性问题。Tableau算法是判定可 满足性问题有效算法，已得到广泛应用。目前Tab- Role:=Organization3 hasOpt. ①Role Organization leau算法扩展、复杂性及优化策略等研究已较为深 Operator 3 hasErand.Errand 入且有具体应用。 Operator:=Tn hasAttr.Attrib- ②Operator T 3.2ROB本体知识库 uten3 hasOptTp.OptType ROB本体知识库包括概念集合(Concept)、关 Key:Element n 3has Func- 系集合(Association)和规则集合(Constraint)。 BKey Element dep.Member. 1)概念 ROB本体概念表示类，如基本概念ERdType和 Leader:Department n 3 has- ④Leader Department RscType定义为集合：ERdType:={basic,compos- Lead.Subject. ite,RscType::=int,float,char,string,struct,enum, 2)关系 *OptType::={create,insert,delete,update,se- ROB知识库中还以描述逻辑刻画了关系，如关 lect 系hasBusi描述为：（了has Busi..Business)CBasic
猿摇 检验一致的需求建模 猿援员摇 描述逻辑语言 计算机作为智能化信息处理工具袁需要将信息 或程序赋予某种程度的知识语义袁并编码表示曰需求 富含语义知识袁描述逻辑是重要的知识表示工具袁用 描述逻辑处理需求工程问题是计算智能的一个具体 应用遥 通过一阶逻辑赋予非逻辑方法以形式语义是描 述逻辑最初思想咱员园暂 遥 本体是对知识显示的概念化 描述咱员员暂 袁而描述逻辑是一种本体描述语言咱员圆暂 遥 描 述逻辑建立在概念和关系之上袁有很强的语义表达 和推理能力袁可用于描述需求袁检测需求一致性遥 粤蕴悦 是最小的命题封闭的描述逻辑咱员猿暂 语言袁在 保证推理能力基础上有很强表达能力袁近年来有关 描述逻辑语言扩展方面的研究也已有很多袁如引入 构造子尧引入具体域咱员源鄄员缘暂 遥 文中采用扩展描述逻辑 杂匀韵陨晕渊阅冤 袁是通用本体语言 韵宰蕴鄄阅蕴 的逻辑基础遥 描述逻辑基本符号包括院员冤原子概念院 粤 曰圆冤概 念院 悦 袁 阅 曰猿冤全概念 栽袁空概念彝曰源冤原子关系院 孕 曰 缘冤关系院 砸 曰远冤 概念构造子院劭 袁疑袁胰曰苑冤 量词院坌 砸 援袁 埚 砸 援曰愿冤包含符号院哿袁勐曰怨冤括号院渊袁冤曰员园冤个 体院 葬 遥 根据 砸韵月 描述需求袁文中采用描述逻辑 杂匀陨匝袁杂匀陨匝 有如下语法咱员远暂 院淤 悦 院院 越 粤 渣 渊 栽 渣渊彝渣 劭 悦 渣 悦 疑 阅 冤 渣 悦 胰 阅 冤渣坌 砸 援 悦 渣 埚 砸 援 悦 渣 兹 赃 灶 砸 渣 兹灶砸 援 悦 渣 兹灶砸 曰于 砸 院院越 孕 渣 劭 砸 渣 砸 疑 杂 渣 砸 胰 杂 渣 砸 毅 杂 渣 砸 赞垣 渣 砸 赞原遥 描述逻辑知识库包括术语公理库 栽月燥曾 和断言事 实库 粤月燥曾遥 栽月燥曾 公理公式形如 粤 芊 悦 和 粤 哿 悦 遥 粤月燥曾 包括个体断言和关系断言遥 描述逻辑推理问 题包括面向概念的推理和面向个体的推理 圆 类遥 描 述逻辑推理的核心问题是可满足性问题袁所有推理 问题可化为可满足性问题遥 栽葬遭造藻葬怎 算法是判定可 满足性问题有效算法袁已得到广泛应用遥 目前 栽葬遭鄄 造藻葬怎 算法扩展尧复杂性及优化策略等研究已较为深 入且有具体应用遥 猿援圆摇 砸韵月 本体知识库 砸韵月 本体知识库包括概念集合渊 悦燥灶糟藻责贼冤 尧关 系集合渊粤泽泽燥糟蚤葬贼蚤燥灶冤和规则集合渊悦燥灶泽贼则葬蚤灶贼冤 遥 员冤概念 砸韵月 本体概念表示类袁如基本概念 耘砸凿栽赠责藻 和 砸泽糟栽赠责藻 定义为集合院 耘砸凿栽赠责藻院院 越 喳 遭葬泽蚤糟袁 糟燥皂责燥泽鄄 蚤贼藻札 袁砸泽糟栽赠责藻院院 越 喳蚤灶贼袁枣造燥葬贼袁糟澡葬则袁泽贼则蚤灶早袁泽贼则怎糟贼袁藻灶怎皂袁 鄢札 袁 韵责贼栽赠责藻院院 越 喳 糟则藻葬贼藻袁 蚤灶泽藻则贼袁 凿藻造藻贼藻袁 怎责凿葬贼藻袁 泽藻鄄 造藻糟贼札 类含有属性袁这些属性与相关类关联袁相应概念 定义等知识加入到 栽月燥曾遥 如袁耘则则葬灶凿 具有属性 澡葬泽鄄 栽赠责藻 关联 耘砸凿栽赠责藻 类袁而其子类 月葬泽蚤糟 的属性 澡葬泽鄄 月怎泽蚤 关联 月怎泽蚤灶藻泽泽袁属性 澡葬泽砸泽糟 关联 砸藻泽燥怎则糟藻袁属性 澡葬泽韵则早 关联 韵则早葬灶蚤扎葬贼蚤燥灶遥 砸韵月 模型核心概念相应 的公式如表 员 所示遥 表 员 砸韵月 概念集合 栽葬遭造藻 员摇 悦燥灶糟藻责贼 凿藻枣蚤灶蚤贼蚤燥灶 蚤灶 砸韵月 悦燥灶糟藻责贼 杂怎责藻则 阅藻枣蚤灶蚤贼蚤燥灶 淤耘则则葬灶凿 栽 耘则则葬灶凿院院 越 栽 疑 埚澡葬泽栽赠责藻援 耘砸鄄 凿栽赠责藻 疑 埚澡葬泽砸泽糟援 砸藻泽燥怎则糟藻 疑 埚澡葬泽韵则早援 韵则早葬灶蚤扎葬贼蚤燥灶疑 渊 埚澡葬泽鄄 月怎泽蚤援 月怎泽蚤灶藻泽 胰 埚澡葬泽月怎泽蚤援 月怎泽鄄 蚤灶藻泽胰埚 澡葬泽 葬 泽噪援栽葬泽噪泽冤援 于月葬泽蚤糟 耘则则葬灶凿 月葬泽蚤糟院院 越 耘则则葬灶凿 疑 埚澡葬泽月怎泽蚤援 月怎泽蚤灶藻泽 盂悦燥皂责燥泽蚤贼藻 耘则则葬灶凿 悦燥皂责燥泽蚤贼藻院院 越 耘则则葬灶凿 疑 埚澡葬泽 栽葬泽噪援 栽葬泽噪泽援 榆月怎泽蚤灶藻泽泽 栽 月怎泽蚤灶藻泽泽院院 越 埚澡葬泽孕则燥援 孕则燥糟藻凿怎则藻 疑 渊 栽 胰 埚澡葬泽悦燥灶援 孕则藻糟燥灶凿蚤贼 胰 埚澡葬泽陨灶贼援陨灶责怎贼胰埚澡葬泽韵怎贼援韵怎贼责怎贼 胰埚澡葬泽孕燥泽贼援孕燥泽贼糟燥灶凿蚤冤援 虞栽葬泽噪 栽 栽葬泽噪院院越 栽疑埚澡葬泽耘则凿援 耘则则葬灶凿 愚杂贼葬早藻 栽葬泽噪 杂贼葬早藻院院 越 栽疑埚澡葬泽孕则藻皂蚤泽藻援 孕则藻鄄 贼葬泽噪援 舆杂贼葬贼藻 栽 杂贼葬贼藻院院 越 栽疑 埚澡葬泽砸泽糟援 砸藻泽燥怎则糟藻 疑埚澡葬泽韵则早援韵则早葬灶蚤扎葬贼蚤燥灶 余砸藻泽燥怎则糟藻 栽 砸藻泽燥怎则糟藻院院越耘造藻皂藻灶贼胰粤贼贼则蚤遭怎贼藻 俞韵则早葬灶蚤扎葬贼蚤燥灶 栽 韵则早葬灶蚤扎葬贼蚤燥灶院院 越 砸燥造藻 胰 阅藻责葬则贼鄄 皂藻灶贼 逾粤贼贼则蚤遭怎贼藻 砸藻泽燥怎则糟藻 粤贼贼则蚤遭怎贼藻院院 越 砸藻泽燥怎则糟藻疑埚澡葬泽砸鄄 泽糟栽赠责藻援砸泽糟栽赠责藻 訛輥輯砸燥造藻 韵则早葬灶蚤扎葬贼蚤燥灶 砸燥造藻院院 越韵则早葬灶蚤扎葬贼蚤燥灶疑埚澡葬泽韵责贼援 韵责藻则葬贼燥则疑埚澡葬泽耘则葬灶凿援耘则则葬灶凿 訛輥輰韵责藻则葬贼燥则 栽 韵责藻则葬贼燥则院院越 栽疑埚澡葬泽粤贼贼则援粤贼贼则蚤遭鄄 怎贼藻疑埚澡葬泽韵责贼栽责援韵责贼栽赠责藻援 訛輥輱运藻赠 耘造藻皂藻灶贼 运藻赠院院 越 耘造藻皂藻灶贼 疑 埚澡葬泽 云怎灶糟鄄 凿藻责援酝藻皂遭藻则援 訛輥輲蕴藻葬凿藻则 阅藻责葬则贼皂藻灶贼 蕴藻葬凿藻则院院 越 阅藻责葬则贼皂藻灶贼 疑 埚澡葬泽鄄 蕴藻葬凿援杂怎遭躁藻糟贼援 摇 摇 圆冤关系 砸韵月 知识库中还以描述逻辑刻画了关系袁如关 系 澡葬泽月怎泽蚤 描述为院渊埚 澡葬泽 月怎泽蚤援 月怎泽蚤灶藻泽泽冤 哿月葬泽蚤糟袁 窑愿源窑 智 能 系 统 学 报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 第 员园 卷
第1期 郭新峰，等：扩展断言知识检验一致的需求建模方法 85 Basic C(VhasBusi..Business)。表示hasBusi定义域 一个功能实现等，表4列出主要的概念约束。 为Basic,.而值域为Business。表2列出主要关系。 表4ROB概念约束 表2ROB关系集合 Table 4 Numbers constraint on ROB concept Table 2 Associations in ROB Numbers Constraint on Concept Associat Super Mult Domain Range ① ErrandC≥IhasRscn≤1hasRsc ①hasOrg T 1:1 ErrandUState Organization ②hasStat T 1:5 Business State @ Errand C≥1hasOrgn≤1hasOrg ③hasPost hasStat 1:1 Business Postcondi ③ Basic C≥1hasBusi∩≤1hasBusi ④hasCon hasStat 1:1 Business Precondit ④ Business G≥0 hasPost∩≤1hasPost ⑤hasInt hasStat 1:1 Business Input ⑤ Business C≥0 hasInt∩≤1hasInt ⑥hasPro hasStat 1:1 Business Procedure ⑦hasOut hasStat 1:1 Business Output ⑥ Business G≥1hasPron≤1 hasPro ⑧hasErd T 1:1 Task Errand ⑦ BusinessC≥0 hasOutn≤lhasOut ⑨hasTask 1:N Composite Task ⑧ Business C≥0 hasConn≤1 hasCon ①has Funcdep hasMain 1:N Key Member ⑨ Composite C≥2 hasTask ①hasPremise hasMain 1:N Stage Pretask ②hasLead hasMain 1:N Leader Subject 0 Task C≥IhasErdn≤1 hasErd ROB知识库还包括概念间的子类关系和关系之 ① LeaderC≥OhasLeadn≤NhasLead 间的子类关系，描述为公理加入到TBox中，描述逻 ② Stage G≥OhasPremise∩≤NhasPremise 辑中将子类描述为公式，形如：Composite C Errand, hasPost C hasStat等，表3列出主要子类关系。 B State C≥lhasRsc∩≤1hasRsc 表3ROB子类关系集合 ① State C≥lhasOrgn≤1hasOrg Table 3 Included associations in ROB Included assertion ⑤ KeyS≥OhasFuncdepn≤N has Funcdep DComposite C Errand,Basic C Errand (2)关系约束，限定概念必要的属性，表示概念 必须存在一些关系，如：每个需求任务必对应一组执 2Stage CTask,Pretask CTask 行模块，对应一个表示功能过程的状态等：表5列出 3LeaderC Department,Subject C Department,Role COrgani- 了主要关系约束。 zation,Department Organization 表5ROB关系约束 Table 5 Relation constraints in ROB 4Postcondi State,Precondit State,Input State,Proce- Relation Constraint dure CState,Output CState ① Operator V hasAttr(Attributen 3 hasRscType) 5Key C Element,Member C Element,Attribute C Resource, 2 Basic C V hasBusi(Businessn 3 hasPro) Element C Resource ③RoleC VhasOpt(Operator3 hasOptTp） ④ Task V hasErd Errandn 3 hasType) 6hasPost C hasStat,hasCon C hasStat,hasInt C hasStat. hasPro ChasStat,hasOut C hasStat ⑤ Task V hasErd Errandn 3hasRsc) ⑥ Task V hasErd Errandn 3hasOrg) 3)约束 ROB模型概念和关系必须满足一组约束，这些 ⑦ Business V hasStat(Staten 3 hasRsc) 约束用于保证需求完整性和一致性。按约束来源可 ⑧BusinessC V hasStat(Staten hasOrg） 分为概念约束、关系约束和实例约束。 (3)实例约束，通过限定实例间的对应关系，保 (1)概念约束，限定实例必须的数量，保证概念 证语义完整和一致性，如：若任务a对应组织b和资 完整，如：每个需求任务必有一个资源、一个组织和 源c,而b对应资源d,则d与c是相同实例。表6列
月葬泽蚤糟哿渊坌澡葬泽月怎泽蚤援月怎泽蚤灶藻泽泽冤 遥 表示 澡葬泽月怎泽蚤 定义域 为 月葬泽蚤糟袁而值域为 月怎泽蚤灶藻泽泽遥 表 圆 列出主要关系遥 表 圆摇 砸韵月 关系集合 栽葬遭造藻 圆 粤泽泽燥糟蚤葬贼蚤燥灶泽 蚤灶 砸韵月 粤泽泽燥糟蚤葬贼 杂怎责藻则 酝怎造贼 阅燥皂葬蚤灶 砸葬灶早藻 淤澡葬泽韵则早 栽 员院员 耘则则葬灶凿胰杂贼葬贼藻 韵则早葬灶蚤扎葬贼蚤燥灶 于澡葬泽杂贼葬贼 栽 员院缘 月怎泽蚤灶藻泽泽 杂贼葬贼藻 盂澡葬泽孕燥泽贼 澡葬泽杂贼葬贼 员院员 月怎泽蚤灶藻泽泽 孕燥泽贼糟燥灶凿蚤 榆澡葬泽悦燥灶 澡葬泽杂贼葬贼 员院员 月怎泽蚤灶藻泽泽 孕则藻糟燥灶凿蚤贼 虞澡葬泽陨灶贼 澡葬泽杂贼葬贼 员院员 月怎泽蚤灶藻泽泽 陨灶责怎贼 愚澡葬泽孕则燥 澡葬泽杂贼葬贼 员院员 月怎泽蚤灶藻泽泽 孕则燥糟藻凿怎则藻 舆澡葬泽韵怎贼 澡葬泽杂贼葬贼 员院员 月怎泽蚤灶藻泽泽 韵怎贼责怎贼 余澡葬泽耘则凿 栽 员院员 栽葬泽噪 耘则则葬灶凿 俞澡葬泽栽葬泽噪 栽 员院 晕 悦燥皂责燥泽蚤贼藻 栽葬泽噪 逾澡葬泽 云怎灶糟凿藻责 澡葬泽酝葬蚤灶 员院 晕 运藻赠 酝藻皂遭藻则 訛輥輯澡葬泽孕则藻皂蚤泽藻 澡葬泽酝葬蚤灶 员院 晕 杂贼葬早藻 孕则藻贼葬泽噪 訛輥輰澡葬泽蕴藻葬凿 澡葬泽酝葬蚤灶 员院 晕 蕴藻葬凿藻则 杂怎遭躁藻糟贼 摇 摇 砸韵月 知识库还包括概念间的子类关系和关系之 间的子类关系袁描述为公理加入到 栽月燥曾 中袁描述逻 辑中将子类描述为公式袁形如院悦燥皂责燥泽蚤贼藻哿耘则则葬灶凿袁 澡葬泽孕燥泽贼哿澡葬泽杂贼葬贼 等袁表 猿 列出主要子类关系遥 表 猿摇 砸韵月 子类关系集合 栽葬遭造藻 猿摇 陨灶糟造怎凿藻凿 葬泽泽燥糟蚤葬贼蚤燥灶泽 蚤灶 砸韵月 陨灶糟造怎凿藻凿 葬泽泽藻则贼蚤燥灶 淤悦燥皂责燥泽蚤贼藻哿耘则则葬灶凿袁月葬泽蚤糟哿耘则则葬灶凿 于杂贼葬早藻哿栽葬泽噪袁孕则藻贼葬泽噪哿栽葬泽噪 盂蕴藻葬凿藻则哿阅藻责葬则贼皂藻灶贼袁杂怎遭躁藻糟贼哿阅藻责葬则贼皂藻灶贼袁砸燥造藻哿韵则早葬灶蚤鄄 扎葬贼蚤燥灶袁阅藻责葬则贼皂藻灶贼哿韵则早葬灶蚤扎葬贼蚤燥灶 榆孕燥泽贼糟燥灶凿蚤哿 杂贼葬贼藻袁 孕则藻糟燥灶凿蚤贼哿杂贼葬贼藻袁 陨灶责怎贼哿 杂贼葬贼藻袁 孕则燥糟藻鄄 凿怎则藻哿杂贼葬贼藻袁韵怎贼责怎贼哿杂贼葬贼藻 虞运藻赠哿耘造藻皂藻灶贼袁酝藻皂遭藻则哿耘造藻皂藻灶贼袁粤贼贼则蚤遭怎贼藻哿砸藻泽燥怎则糟藻袁 耘造藻皂藻灶贼哿砸藻泽燥怎则糟藻 愚 澡葬泽孕燥泽贼 哿 澡葬泽杂贼葬贼袁 澡葬泽悦燥灶 哿 澡葬泽杂贼葬贼袁 澡葬泽陨灶贼 哿 澡葬泽杂贼葬贼袁 澡葬泽孕则燥哿澡葬泽杂贼葬贼袁澡葬泽韵怎贼哿澡葬泽杂贼葬贼 摇 摇 猿冤约束 砸韵月 模型概念和关系必须满足一组约束袁这些 约束用于保证需求完整性和一致性遥 按约束来源可 分为概念约束尧关系约束和实例约束遥 渊员冤概念约束袁限定实例必须的数量袁保证概念 完整袁如院每个需求任务必有一个资源尧一个组织和 一个功能实现等袁表 源 列出主要的概念约束遥 表 源摇 砸韵月 概念约束 栽葬遭造藻 源摇 晕怎皂遭藻则泽 糟燥灶泽贼则葬蚤灶贼 燥灶 砸韵月 糟燥灶糟藻责贼 晕怎皂遭藻则泽 悦燥灶泽贼则葬蚤灶贼 燥灶 悦燥灶糟藻责贼 淤 耘则则葬灶凿哿逸员澡葬泽砸泽糟疑臆员澡葬泽砸泽糟 于 耘则则葬灶凿 哿逸员澡葬泽韵则早疑臆员澡葬泽韵则早 盂 月葬泽蚤糟哿逸员澡葬泽月怎泽蚤疑臆员澡葬泽月怎泽蚤 榆 月怎泽蚤灶藻泽泽哿逸园澡葬泽孕燥泽贼疑臆员澡葬泽孕燥泽贼 虞 月怎泽蚤灶藻泽泽哿逸园澡葬泽陨灶贼疑臆员澡葬泽陨灶贼 愚 月怎泽蚤灶藻泽泽哿逸员澡葬泽孕则燥疑臆员澡葬泽孕则燥 舆 月怎泽蚤灶藻泽泽哿逸园澡葬泽韵怎贼疑臆员澡葬泽韵怎贼 余 月怎泽蚤灶藻泽泽哿逸园澡葬泽悦燥灶疑臆员澡葬泽悦燥灶 俞 悦燥皂责燥泽蚤贼藻哿逸圆澡葬泽栽葬泽噪 逾 栽葬泽噪哿逸员澡葬泽耘则凿疑臆员澡葬泽耘则凿 訛輥輯 蕴藻葬凿藻则哿逸园澡葬泽蕴藻葬凿疑臆晕澡葬泽蕴藻葬凿 訛輥輰 杂贼葬早藻哿逸园澡葬泽孕则藻皂蚤泽藻疑臆晕澡葬泽孕则藻皂蚤泽藻 訛輥輱 杂贼葬贼藻哿逸员澡葬泽砸泽糟疑臆员澡葬泽砸泽糟 訛輥輲 杂贼葬贼藻哿逸员澡葬泽韵则早疑臆员澡葬泽韵则早 訛輥輳 运藻赠哿逸园澡葬泽云怎灶糟凿藻责疑臆晕 澡葬泽 云怎灶糟凿藻责 摇 摇 渊圆冤关系约束袁限定概念必要的属性袁表示概念 必须存在一些关系袁如院每个需求任务必对应一组执 行模块袁对应一个表示功能过程的状态等曰表 缘 列出 了主要关系约束遥 表 缘摇 砸韵月 关系约束 栽葬遭造藻 缘摇 砸藻造葬贼蚤燥灶 糟燥灶泽贼则葬蚤灶贼泽 蚤灶 砸韵月 砸藻造葬贼蚤燥灶 悦燥灶泽贼则葬蚤灶贼 淤 韵责藻则葬贼燥则哿坌澡葬泽粤贼贼则渊粤贼贼则蚤遭怎贼藻疑埚澡葬泽砸泽糟栽赠责藻冤 于 月葬泽蚤糟哿坌澡葬泽月怎泽蚤渊月怎泽蚤灶藻泽泽疑埚澡葬泽孕则燥冤 盂 砸燥造藻哿坌澡葬泽韵责贼渊韵责藻则葬贼燥则疑埚澡葬泽韵责贼栽责冤 榆 栽葬泽噪哿坌澡葬泽耘则凿 渊耘则则葬灶凿疑埚澡葬泽栽赠责藻冤 虞 栽葬泽噪哿坌澡葬泽耘则凿 渊耘则则葬灶凿疑埚澡葬泽砸泽糟冤 愚 栽葬泽噪哿坌澡葬泽耘则凿 渊耘则则葬灶凿疑埚澡葬泽韵则早冤 舆 月怎泽蚤灶藻泽泽哿坌澡葬泽杂贼葬贼渊杂贼葬贼藻疑埚澡葬泽砸泽糟冤 余 月怎泽蚤灶藻泽泽哿坌澡葬泽杂贼葬贼渊杂贼葬贼藻疑埚澡葬泽韵则早冤 摇 摇 渊猿冤实例约束袁通过限定实例间的对应关系袁保 证语义完整和一致性袁如院若任务 葬 对应组织 遭 和资 源 糟袁而 遭 对应资源 凿袁则 凿 与 糟 是相同实例遥 表 远 列 第 员 期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 郭新峰袁等院扩展断言知识检验一致的需求建模方法 窑愿缘窑
·86 智能系统学报 第10卷 出主要的实例约束规则。 如：一个ROB断言模块(AssertionBlock)ablock含一 表6ROB实例约束 组断言：概念断言Errand(?e),表示e是一个需求 Table 6 Individual constraints in ROB 任务：Business(?b),表示b是一个业务功能；Or Individual Constraint ganization(?o),表示o是一个组织；关系断言has ① hasErand(？e,?x)A hasOrg(？x,？z)→hasSubO(？e,？ Sub0(?0,?o1),表示组织o中包含规模更小的组 z) 织01 ②hasSub(0(?x,？o)→hasLead(?x,？o) 通过定义ROB本体概念体系以及约束、性质， hasRse(??y A hasBusi(?AhasStale(?? 在描述逻辑中建立知识库，并将需求建模过程描述 s)Ahas0rg(？s,？o)→hasRscR(?x,？o) 为创建ROB断言模块的过程，利用描述逻辑推理能 ④ hasOrg(?x,?y)AhasBusi(?x,?)AhasState(?2,? 力进行一致性检查和验证，目的是发现不完整、不一 s)Ahas0rg(？s,?o)→hasSub0(？x,？o) 致问题。 ⑤hasTask(?x,？y）A hasErd(?y,?z)→isA(?x,？z) 性质1完整性。一个ROB断言模块若满足 ⑥hasErd(?x,?y)AhasTask(?y,?z)→isA(?x,?z） 所有概念约束则称为具有概念完整性：满足所有关 4)性质 系约束称具有关系完整性：满足所有实例约束称具 通过限定实例间关系和性质，建立可推导的公 有实例完整性。一个ROB断言模块具有完整性当 式，约束对应的需求语义冲突，如：hasSub与isA存 且仅当同时具有概念完整性、关系完整性和实例完 在互逆性质：ROB概念、实例间所有性质包括传递 整性。 性(Transitive)、对称性(Symmetry)、函数关系(Func- 定义3冲突。对一个ROB知识库KBK,ROB ion)和逆关系(inverse)、属性继承(Property Inherit) 断言模块中任意断言按ROB性质推导公式，若出现 和特性继承(Characteristics inherit)。表7列出 形如-R(a,b)AR(a,b)的推论，即ROB断言模 ROB性质。 块冲突。 表7ROB性质 性质2一致性。若一个ROB断言模块具有 Table 7 Universal inference-rule in ROB 完整性，且对知识库KBK不存在冲突，则称具有一 regular Associate 致性。 ROB需求一致的建模过程是在本体知识库基 hasSubO,hasSubR,hasSub,isA,has- Transitive 础上不断扩展断言知识的过程，下面进行说明： Lead,has Funcdep,hasPremise, 第一，扩展断言知识过程描述：1)创建ROB断 Symmetry differentFrom,sameAs 言模块，捕获需求，根据语义抽取ROB需求对象及 Function hasBusi,hasOrg,hasRsc,hasErd 联系，将这些对象、联系表示为ROB断言，形成ROB inverse hasSub,isA),hasErd,has 断言模块：2)完整性检查，若具有完整性则进行第3 Property Inherit hasSub.isA.InstancOf 步，否则根据检查结果增加断言以扩展ROB断言模 hasLead,hasSubo),hasFuncdep, 块，扩展后重新执行第2步完整性检查：3)一致性 Characteristics inherit hasSubR),(hasSub0,hasSub), 检查，若具有一致性则进行第4步，否则根据检查结 hasSubR,hasSub) 果修改断言后执行第2步完整性检查：4)扩展断言 根据关系性质可构造出更多推导公式，用于推 知识。 理验证，以检查和判定实例断言可满足性。 ROB断言模块对应一个在知识库KB上的解释 3.3检验一致的需求建模过程 (即ROB断言模块的一个模型)M1,M,作为新的断 ROB本体知识库包括概念集合(Concept)、关 言知识扩展为特定断言库ABox A,;ROB断言模块 系集合(Association)和规则集合(Constraint)。 具有原子性，一个ROB断言模块要么被取消，要么 定义1ROB知识库。ROB知识库KB= 作为断言知识增加到ABox。 {TBox,ABox},其中TBox术语公理集合包含了ROB 第二，扩展断言库过程描述：ROB基于递归分 概念（表1）、关系（表2、3）、约束（表4~6）公式： 解思想反复获取需求，每次增加新的ROB断言模块 ABOx是ROB断言模块的有限集合。 都对应一模型M,整个建模过程就是一个有限集 定义2ROB断言模块。ROB断言模块是 合：{M:Ii=1,2,…,n},其中每个元素M:是一个 ROB断言的有限集合，包括概念断言和角色断言。 模型；模型M:对应特定的断言库ABox A:,可作为
出主要的实例约束规则遥 表 远摇 砸韵月 实例约束 栽葬遭造藻 远摇 陨灶凿蚤增蚤凿怎葬造 糟燥灶泽贼则葬蚤灶贼泽 蚤灶 砸韵月 陨灶凿蚤增蚤凿怎葬造 悦燥灶泽贼则葬蚤灶贼 淤 澡葬泽耘则葬灶凿渊 钥 藻 袁钥 曾 冤夷澡葬泽韵则早渊 钥 曾 袁钥 扎 冤寅澡葬泽杂怎遭韵渊 钥 藻 袁钥 扎 冤 于 澡葬泽杂怎遭韵渊钥 曾 袁钥 燥冤寅澡葬泽蕴藻葬凿渊 钥 曾 袁钥 燥冤 盂 澡葬泽砸泽糟渊 钥 曾 袁钥 赠 冤夷澡葬泽月怎泽蚤渊 钥 曾 袁钥 扎 冤 夷澡葬泽杂贼葬贼藻渊 钥 扎 袁钥 泽冤夷澡葬泽韵则早渊 钥 泽袁钥 燥冤寅澡葬泽砸泽糟砸渊 钥 曾 袁钥 燥冤 榆 澡葬泽韵则早渊 钥 曾 袁钥 赠 冤夷澡葬泽月怎泽蚤渊 钥 曾 袁钥 扎 冤 夷 澡葬泽杂贼葬贼藻渊 钥 扎 袁钥 泽冤夷澡葬泽韵则早渊 钥 泽袁钥 燥冤寅澡葬泽杂怎遭韵渊 钥 曾 袁钥 燥冤 虞 澡葬泽栽葬泽噪渊 钥 曾 袁钥 赠 冤夷澡葬泽耘则凿渊 钥 赠 袁钥 扎 冤寅蚤泽粤渊 钥 曾 袁钥 扎 冤 愚 澡葬泽耘则凿渊 钥 曾 袁钥 赠 冤夷澡葬泽栽葬泽噪渊 钥 赠 袁钥 扎 冤寅蚤泽粤渊 钥 曾 袁钥 扎 冤 摇 摇 源冤性质 通过限定实例间关系和性质袁建立可推导的公 式袁约束对应的需求语义冲突袁如院澡葬泽杂怎遭 与 蚤泽粤 存 在互逆性质曰砸韵月 概念尧实例间所有性质包括传递 性渊栽则葬灶泽蚤贼蚤增藻冤 尧对称性渊 杂赠皂皂藻贼则赠冤 尧函数关系渊 云怎灶糟鄄 贼蚤燥灶冤和逆关系渊蚤灶增藻则泽藻冤 尧属性继承渊孕则燥责藻则贼赠 陨灶澡藻则蚤贼冤 和特性继承 渊 悦澡葬则葬糟贼藻则蚤泽贼蚤糟泽 蚤灶澡藻则蚤贼 冤 遥 表 苑 列 出 砸韵月 性质遥 表 苑摇 砸韵月 性质 栽葬遭造藻 苑摇 哉灶蚤增藻则泽葬造 蚤灶枣藻则藻灶糟藻鄄则怎造藻 蚤灶 砸韵月 则藻早怎造葬则 粤泽泽燥糟蚤葬贼藻 栽则葬灶泽蚤贼蚤增藻 澡葬泽杂怎遭韵袁 澡葬泽杂怎遭砸袁 澡葬泽杂怎遭袁 蚤泽粤袁 澡葬泽鄄 蕴藻葬凿袁澡葬泽 云怎灶糟凿藻责袁澡葬泽孕则藻皂蚤泽藻袁 杂赠皂皂藻贼则赠 凿蚤枣枣藻则藻灶贼云则燥皂袁 泽葬皂藻粤泽 云怎灶糟贼蚤燥灶 澡葬泽月怎泽蚤袁澡葬泽韵则早袁澡葬泽砸泽糟袁澡葬泽耘则凿 蚤灶增藻则泽藻 渊 澡葬泽杂怎遭袁蚤泽粤冤 袁 渊 澡葬泽耘则凿袁澡葬泽 孕则燥责藻则贼赠 陨灶澡藻则蚤贼 澡葬泽杂怎遭袁蚤泽粤袁陨灶泽贼葬灶糟韵枣 悦澡葬则葬糟贼藻则蚤泽贼蚤糟泽 蚤灶澡藻则蚤贼 渊 澡葬泽蕴藻葬凿袁 澡葬泽杂怎遭韵 冤 袁 渊 澡葬泽云怎灶糟凿藻责袁 澡葬泽杂怎遭砸 冤 袁 渊 澡葬泽杂怎遭韵袁 澡葬泽杂怎遭 冤 袁 渊 澡葬泽杂怎遭砸袁澡葬泽杂怎遭冤 摇 摇 根据关系性质可构造出更多推导公式袁用于推 理验证袁以检查和判定实例断言可满足性遥 猿援猿摇 检验一致的需求建模过程 砸韵月 本体知识库包括概念集合渊 悦燥灶糟藻责贼冤 尧关 系集合渊粤泽泽燥糟蚤葬贼蚤燥灶冤和规则集合渊悦燥灶泽贼则葬蚤灶贼冤 遥 定义 员 摇 砸韵月 知识库遥 砸韵月 知识库 运月 越 喳栽月燥曾袁粤月燥曾札 袁其中 栽月燥曾 术语公理集合包含了 砸韵月 概念渊表 员冤尧关系渊表 圆尧猿冤尧约束渊表 源 耀 远冤 公式曰 粤月燥曾 是 砸韵月 断言模块的有限集合遥 定义 圆 摇 砸韵月 断言模块遥 砸韵月 断言模块是 砸韵月 断言的有限集合袁包括概念断言和角色断言遥 如院一个 砸韵月 断言模块渊粤泽泽藻则贼蚤燥灶月造燥糟噪冤 葬遭造燥糟噪 含一 组断言院概念断言 耘则则葬灶凿渊 钥 藻 冤 袁 表示 藻 是一个需求 任务曰月怎泽蚤灶藻泽泽渊 钥 遭 冤 袁 表示 遭 是一个业务功能曰 韵则鄄 早葬灶蚤扎葬贼蚤燥灶渊 钥 燥 冤 袁 表示 燥 是一个组织曰 关系断言 澡葬泽鄄 杂怎遭韵渊 钥 燥 袁钥 燥员 冤 袁 表示组织 燥 中包含规模更小的组 织 燥员 遥 通过定义 砸韵月 本体概念体系以及约束尧性质袁 在描述逻辑中建立知识库袁并将需求建模过程描述 为创建 砸韵月 断言模块的过程袁利用描述逻辑推理能 力进行一致性检查和验证袁目的是发现不完整尧不一 致问题遥 性质 员摇 完整性遥 一个 砸韵月 断言模块若满足 所有概念约束则称为具有概念完整性曰满足所有关 系约束称具有关系完整性曰满足所有实例约束称具 有实例完整性遥 一个 砸韵月 断言模块具有完整性当 且仅当同时具有概念完整性尧关系完整性和实例完 整性遥 定义 猿摇 冲突遥 对一个 砸韵月 知识库 运月 运袁砸韵月 断言模块中任意断言按 砸韵月 性质推导公式袁若出现 形如劭 砸渊葬袁遭冤 夷 砸渊葬袁遭冤 的推论袁即 砸韵月 断言模 块冲突遥 性质 圆摇 一致性遥 若一个 砸韵月 断言模块具有 完整性袁且对知识库 运月 运 不存在冲突袁则称具有一 致性遥 砸韵月 需求一致的建模过程是在本体知识库基 础上不断扩展断言知识的过程袁下面进行说明院 第一袁扩展断言知识过程描述院员冤创建 砸韵月 断 言模块袁捕获需求袁根据语义抽取 砸韵月 需求对象及 联系袁将这些对象尧联系表示为 砸韵月 断言袁形成 砸韵月 断言模块曰圆冤完整性检查袁若具有完整性则进行第 猿 步袁否则根据检查结果增加断言以扩展 砸韵月 断言模 块袁扩展后重新执行第 圆 步完整性检查曰猿冤 一致性 检查袁若具有一致性则进行第 源 步袁否则根据检查结 果修改断言后执行第 圆 步完整性检查曰源冤扩展断言 知识遥 砸韵月 断言模块对应一个在知识库 运月 上的解释 渊即 砸韵月 断言模块的一个模型冤 酝员 袁 酝员 作为新的断 言知识扩展为特定断言库 粤月燥曾 粤员 曰砸韵月 断言模块 具有原子性袁一个 砸韵月 断言模块要么被取消袁要么 作为断言知识增加到 粤月燥曾遥 第二袁扩展断言库过程描述院砸韵月 基于递归分 解思想反复获取需求袁每次增加新的 砸韵月 断言模块 都对应一模型 酝 袁整个建模过程就是一个有限集 合院喳 酝蚤 渣 蚤 越 员袁圆袁噎袁灶札 袁其中每个元素 酝蚤 是一个 模型曰模型 酝蚤 对应特定的断言库 粤月燥曾 粤蚤 袁可作为 窑愿远窑 智 能 系 统 学 报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 第 员园 卷
第1期 郭新峰，等：扩展断言知识检验一致的需求建模方法 87· 模型M,+1的ABox,与公理知识库TBox T一起构成 ABox上应用扩展规则直到无可用规则；(4)只要存 M:+1的完整知识库。 在解释，也就是说只要有一个ABox一致，则原始 ROB建模过程不断创建ROB断言模块，经过 ABox一致。 完整性、一致性检验后转化为断言知识增加到断言 4)扩展断言知识 知识库，核心工作就是完整性、一致性检验。由性质 将ROB断言模块中的所有断言公式添加到 2可知，一致性问题包含完整性问题：一致性检验是 ABox A0中，如：Ao=AoUablock0;ablock0={Task( 在ROB知识库基础上的推理问题，可转化为可满足 to),Basic(eo),Business(bo),Organization (0o), 问题；可满足问题推理验证Tableau算法等可参阅 Resource(ro),Procedure Po),hasErand (to,eo), 文献[17-20]，文中主要提出R0B需求一致的建模 hasBusi(eo,bo),hasOrg(eo,0o),hasRsc(eo,ro), 方法，Tableau算法的扩展、复杂性和优化策略等。 hasOrg(Po,0o),hasRsc(Po,ro). 4 案例分析 4.2扩展断言库 I)ROB需求分解 需求建模是一项浩大工程，常需反复迭代。文 ROB建模基本方法是分解，每一次分解都对应 中在论述理论的基础上编制了相应的建模分析软 一组ROB断言模块：(1)分解得新需求转化为ROB 件，提高了ROB建模自动化与智能化水平，本节以 需求断言模块：(2)分解本身需转化为ROB断言模 一个案例展示ROB需求建模过程。案例：某学校研 块。对每一个ROB断言模块，都需要经过完整扩展 发智能化综合实训管理平台的需求。 断言知识(4.1)的过程。 4.1扩展断言知识 例如，按ROB结构对需求任务eo分解为：t(实 ROB知识库中初始ABox A为空，即ABox A,=☑。 训教学核心任务)；t,(实训教学基础任务)：（实训 1)创建ROB断言模块 教学日常任务)。（1)分解得新的需求：①Task (1)捕获需求：①项目名称：智能化综合实训管 (t1);②Task(2);③Task(t3)。分别执行完整的 理平台：②需求单位：某学校；③目标任务：实训教学 扩展断言知识的过程：分别对应为有序的断言知识 教务综合管理：④项目目的：提高实训教学质量，提 库：①ABox A1;②ABox A2;③ABox A3。(2)分解本 高实训室管理水平。(2)抽取ROB需求对象个体： 身是断言知识：①对应的ROB断言模块ablock(de- t。:实训室、实训教学综合管理；b。:智能化综合实训 composed)=(KB-Basic eo))UComposite 管理平台；0o:某学校；To:整体资源；(3)创建ROB (e)};②完整性检查，得：ablock(decomposed)= 断言模块：ablock0={Task(to),Basic(eo),Business ablock decomposed)U hasTask eo,t),hasTask (6o),Organization (0),Resource (ro),hasErand eo,t2),hasTask eo,t3)UhasPremise (t1, to,eo),hasBusi(eo,bo),hasOrg(eo,0o),hasRsc t2)};③ablock(decomposed)经过一致性检查和扩展 eo,ro) 断言知识后，对应新的断言知识库ABox Adel。 2)完整性检查 分解说明：①需求分解逐步进行，细化的程度由 遍历ROB断言模块中断言，应用Tableau算法 分析人员确定：②分解的结果作为新需求，扩展为断 依次进行完整性检查，完整性可满足性问题约束包 言知识的过程是相同的：③重点讨论保证一致地建 括：(1)概念完整性约束：(2)关系完整性约束；(3) 模过程和方法，为论述方便，这里不对详细分解过程 实例完整性约束。 描述。 例如：遍历ROB断言模块ablock0中个体断言， 2)扩展断言库 检验对概念约束的可满足性，由于不满足Business ROB建模过程逐步分解细化需求，不断产生 C≥1 hasPro∩≤1hasPro(表4公式⑥)，ablock(0不 ROB断言模块，每一个ROB断言模块经过一致性 具有完整性，添加个体断言Procedure(Po)以扩展 检验和扩展，作为断言知识增加到知识库中，在初始 ablock0,即：ablock0=ablock(0U{Procedure(Pa)},然 知识库基础上形成一个新的ABox。从最初对应原 后重新执行完整性检查。 始知识库ABox=⑦，到分析结束整个过程，形成一 3)一致性检查 个有序的ABox有限集合：ABox Aset={ABox A,Ii= 遍历ROB断言模块中断言，应用Tableau算法 1,2,…,n},其中每个元素是一个特定的断言知识 依次判定可满足性：(1)把TBox带入到ABox中消 库，Ast记录了断言知识库的扩展过程，表示了需求 除TBox;(2)ABox中断言转化为否定正则形：(3) 分析的整个过程，为基于推理的需求管理提供了方
模型 酝蚤 垣员 的 粤月燥曾袁与公理知识库 栽月燥曾 栽 一起构成 酝蚤 垣员 的完整知识库遥 砸韵月 建模过程不断创建 砸韵月 断言模块袁经过 完整性尧一致性检验后转化为断言知识增加到断言 知识库袁核心工作就是完整性尧一致性检验遥 由性质 圆 可知袁一致性问题包含完整性问题曰一致性检验是 在 砸韵月 知识库基础上的推理问题袁可转化为可满足 问题曰可满足问题推理验证 栽葬遭造藻葬怎 算法等可参阅 文献咱员苑鄄圆园暂 袁文中主要提出 砸韵月 需求一致的建模 方法袁栽葬遭造藻葬怎 算法的扩展尧复杂性和优化策略等遥 源摇 案例分析 需求建模是一项浩大工程袁常需反复迭代遥 文 中在论述理论的基础上编制了相应的建模分析软 件袁提高了 砸韵月 建模自动化与智能化水平袁本节以 一个案例展示 砸韵月 需求建模过程遥 案例院某学校研 发智能化综合实训管理平台的需求遥 源援员摇 扩展断言知识 砸韵月 知识库中初始 粤月燥曾 粤 为空袁即 粤月燥曾 粤园 越堙遥 员冤创建 砸韵月 断言模块 渊员冤捕获需求院淤项目名称院智能化综合实训管 理平台曰于需求单位院某学校曰盂目标任务院实训教学 教务综合管理曰榆项目目的院提高实训教学质量袁提 高实训室管理水平遥 渊圆冤抽取 砸韵月 需求对象个体院 贼园 院实训室尧实训教学综合管理曰 遭园 院智能化综合实训 管理平台曰 燥园 院某学校曰 则园 院整体资源曰渊猿冤创建 砸韵月 断言模块院葬遭造燥糟噪园 越 喳 栽葬泽噪渊 贼园 冤 袁月葬泽蚤糟渊 藻园 冤 袁月怎泽蚤灶藻泽泽 渊 遭园 冤 袁 韵则早葬灶蚤扎葬贼蚤燥灶 渊 燥园 冤 袁 砸藻泽燥怎则糟藻 渊 则园 冤 袁 澡葬泽耘则葬灶凿 渊 贼园 袁 藻园 冤 袁 澡葬泽月怎泽蚤 渊 藻园 袁 遭园 冤 袁 澡葬泽韵则早 渊 藻园 袁 燥园 冤 袁 澡葬泽砸泽糟 渊 藻园 袁 则园 冤 札 圆冤完整性检查 遍历 砸韵月 断言模块中断言袁应用 栽葬遭造藻葬怎 算法 依次进行完整性检查袁完整性可满足性问题约束包 括院渊员冤概念完整性约束曰渊圆冤关系完整性约束曰渊猿冤 实例完整性约束遥 例如院遍历 砸韵月 断言模块 葬遭造燥糟噪园 中个体断言袁 检验对概念约束的可满足性袁由于不满足 月怎泽蚤灶藻泽泽 哿逸员澡葬泽孕则燥疑臆员澡葬泽孕则燥渊表 源 公式愚冤 袁葬遭造燥糟噪园 不 具有完整性袁添加个体断言 孕则燥糟藻凿怎则藻 渊 责园 冤 以扩展 葬遭造燥糟噪园袁即院葬遭造燥糟噪园 越 葬遭造燥糟噪园胰喳孕则燥糟藻凿怎则藻渊 责园 冤札袁然 后重新执行完整性检查遥 猿冤一致性检查 遍历 砸韵月 断言模块中断言袁应用 栽葬遭造藻葬怎 算法 依次判定可满足性院渊员冤把 栽月燥曾 带入到 粤月燥曾 中消 除 栽月燥曾曰渊圆冤 粤月燥曾 中断言转化为否定正则形曰渊猿冤 粤月燥曾 上应用扩展规则直到无可用规则曰 渊源冤只要存 在解释袁 也就是说只要有一个 粤月燥曾 一致袁 则原始 粤月燥曾 一致遥 源冤扩展断言知识 将 砸韵月 断言模块中的所有断言公式添加到 粤月燥曾 粤园 中袁如院 粤 园 越 粤 园胰葬遭造燥糟噪园曰葬遭造燥糟噪园 越 喳栽葬泽噪渊 贼园 冤 袁 月葬泽蚤糟 渊 藻园 冤 袁 月怎泽蚤灶藻泽泽 渊 遭园 冤 袁 韵则早葬灶蚤扎葬贼蚤燥灶 渊 燥园 冤 袁 砸藻泽燥怎则糟藻 渊 则园 冤 袁 孕则燥糟藻凿怎则藻 渊 责园 冤 袁 澡葬泽耘则葬灶凿 渊 贼园 袁 藻园 冤 袁 澡葬泽月怎泽蚤渊 藻园 袁 遭园 冤 袁澡葬泽韵则早渊 藻园 袁 燥园 冤 袁澡葬泽砸泽糟渊 藻园 袁 则园 冤 袁 澡葬泽韵则早渊 责园 袁 燥园 冤 袁澡葬泽砸泽糟渊 责园 袁 则园 冤札援 源援圆摇 扩展断言库 员冤砸韵月 需求分解 砸韵月 建模基本方法是分解袁每一次分解都对应 一组 砸韵月 断言模块院渊员冤分解得新需求转化为 砸韵月 需求断言模块曰渊圆冤分解本身需转化为 砸韵月 断言模 块遥 对每一个 砸韵月 断言模块袁都需要经过完整扩展 断言知识渊源援员冤的过程遥 例如袁按 砸韵月 结构对需求任务 藻园 分解为院 贼员渊实 训教学核心任务冤 曰 贼圆渊实训教学基础任务冤 曰 贼猿渊实训 教学日常任务冤遥 渊员冤 分解得新的需求院 淤 栽葬泽噪 渊 贼员 冤 曰于栽葬泽噪 渊 贼圆 冤 曰盂 栽葬泽噪 渊 贼猿 冤 遥 分别执行完整的 扩展断言知识的过程曰分别对应为有序的断言知识 库院淤粤月燥曾 粤员 曰于粤月燥曾 粤圆 曰盂粤月燥曾 粤猿 遥 渊圆冤 分解本 身是断言知识院淤对应的 砸韵月 断言模块 葬遭造燥糟噪渊 凿藻鄄 糟燥皂责燥泽藻凿冤 越 渊 运月 原 喳 月葬泽蚤糟 渊 藻园 冤 札 冤 胰 喳 悦燥皂责燥泽蚤贼藻 渊 藻园 冤札曰于完整性检查袁得院 葬遭造燥糟噪 渊 凿藻糟燥皂责燥泽藻凿 冤 越 葬遭造燥糟噪 渊 凿藻糟燥皂责燥泽藻凿 冤 胰 喳 澡葬泽栽葬泽噪 渊 藻园 袁 贼员 冤 袁 澡葬泽栽葬泽噪 渊 藻园 袁 贼圆 冤 袁 澡葬泽栽葬泽噪 渊 藻园 袁 贼猿 冤 札 胰 喳 澡葬泽孕则藻皂蚤泽藻 渊 贼员 袁 贼圆 冤 札 曰盂葬遭造燥糟噪渊 凿藻糟燥皂责燥泽藻凿冤经过一致性检查和扩展 断言知识后袁对应新的断言知识库 粤月燥曾 粤凿藻员遥 分解说明院淤需求分解逐步进行袁细化的程度由 分析人员确定曰于分解的结果作为新需求袁扩展为断 言知识的过程是相同的曰盂重点讨论保证一致地建 模过程和方法袁为论述方便袁这里不对详细分解过程 描述遥 圆冤扩展断言库 砸韵月 建模过程逐步分解细化需求袁不断产生 砸韵月 断言模块袁每一个 砸韵月 断言模块经过一致性 检验和扩展袁作为断言知识增加到知识库中袁在初始 知识库基础上形成一个新的 粤月燥曾遥 从最初对应原 始知识库 粤月燥曾 越 堙袁到分析结束整个过程袁形成一 个有序的 粤月燥曾 有限集合院粤月燥曾 粤泽藻贼 越 喳粤月燥曾 粤蚤 渣 蚤 越 员袁圆袁噎袁灶 札 袁其中每个元素是一个特定的断言知识 库袁粤泽藻贼 记录了断言知识库的扩展过程袁表示了需求 分析的整个过程袁为基于推理的需求管理提供了方 第 员 期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 郭新峰袁等院扩展断言知识检验一致的需求建模方法 窑愿苑窑
·88 智能系统学报 第10卷 便。例如，案例需求分解过程对应一个有序ABx 的集合，断言库扩展过程如图4所示。 知识库(KB) 知识库(KB) TBox 智能化实训综合管理台 ROB断言模块：MO TBox ABox A0-M0 概念定义（表1） 关系： 般关系（表2 实训教学任务管理（核心 实训教学基础支撑任务 实教学基础支撑任务 子类关系（表3） ROB断言模块：M1 ROB断言模块：M2 ROB断言模块：MB 约束：概念约束（表4 关系约束（表5 知识库(KB) 实例约束（表6】 知识库(KB) 知识库(KB) TBox ABox A= TBox TBox ABox A3=A2UM3 ABox A1=AOUMI ABox A2=AIUM2 知识库(KB) TBox 分解过程蕴含的知识 ABox A4=A0UM4 ROB断言模块：M4 图4需求任务分解案例断言库扩展过程 Fig.4 Expansion process of ROB assertion knowledge 断言知识库扩展过程每一步通过断言知识扩展 实验分析和数据比对，发现实际可行的有效算法： 实现，断言知识扩展需经过完整性检查、一致性检 2)通过专家审议和验证分析，规范ROB需求分解过 查，保证了完整一致地进行需求分析。 程和评估度量体系，以进一步提高建模的自动化程 5结束语 度：3)分析运用非功能需求等其他需求的建模研究 成果，从功能需求、非功能需求等扩展ROB模型，形 ROB需求建模提取需求分析要素：资源、组织 成全面、统一的建模方法：4)分析软件全生命周期 和业务，从这3个视点抽取需求信息，通过演绎分解 的工作，基于ROB在软件工程各阶段设计相应的工 建立需求树，分析约束规则消除冗余，将不同视点下 作，以形成完整的需求建模体系，进一步提高软件工 的需求树装配为完整需求树。ROB模型引人本体 程的自动化智能化水平。 理论，建立概念层次体系，形成概念及关系，进一步 结合语义建立了约束与规则，基于描述逻辑构建了 参考文献： 需求模型公理知识库，根据推理规则及公式性质建 [1]SPANOUDAKIS G,ZISMAN A.Inconsistency management 立了基本的断言知识库，ROB需求建模过程不断建 in software engineering:survey and open research issues 立新的实例断言，将需求建模过程转化为断言知识 M].Handbook of Software Engineering and Knowledge 库的逐步扩展过程。由于将需求完整问题转化为需 Engineering.Singapore:World Scientific Publishing Co., 求一致问题，需求一致检验归结为规则约束下的可 2001:329-380. 满足问题，利用现有研究成果Tableau算法等检验， [2]SPANOUDAKIS G,FINKELSTEIN A,TILL D.Overlaps in 保证了ROB建模的需求一致性。 requirements engineering[J].Automated Software Engineer- 检验一致的ROB需求建模方法借鉴了现有的 ing,1999,6(2):171-198. 需求建模技术和观点，设计了一组规则用于推理、验 [3]NUSEIBEH B,EASTERBROOK S,RUSSO A.Leveraging 证和约束，并基于逻辑知识库的推理能力实现需求 inconsistency in software development [J].Computer, 2000,33(4):24-29. 模型的一致性检验。目前研究存在一些不足：1)主 [4]NUSEIBEH B,FINKELSTEIN A,KRAMER J.Viewpoints: 要关注功能需求而对非功能需求等其他需求问题考 meaningful relationships are difficult![C]//Proc of the 虑不足：2)着重于特定需求建模实例和复杂问题的 25th Int'I Conf.on Software Engineering.Portland:IEEE 解决，没有从软件工程全局设计模型：3)专注于描 Computer Press,2003:676-683. 述逻辑知识库中逻辑推理问题而对ROB需求分解 [5]王智学，董庆超，朱卫星，等.一种支持能力需求概念一致 方法缺乏规范指导，依然依赖于专家经验；4)由于 性和合理性分析的方法[J]计算机学报，2013,36(1)： 将需求一致性问题转化为可满足问题，而Tableau 10-21. 算法复杂难解。 WANG Zhixue,DONG Qingchao,ZHU Weixing.An ap- 进一步工作主要有：1)设计合理的实验，通过 proach for conceptual analysis on capability requirements
便遥 例如袁案例需求分解过程对应一个有序 粤月燥曾 的集合袁断言库扩展过程如图 源 所示遥 图 源摇 需求任务分解案例断言库扩展过程 云蚤早援源摇 耘曾责葬灶泽蚤燥灶 责则燥糟藻泽泽 燥枣 砸韵月 葬泽泽藻则贼蚤燥灶 噪灶燥憎造藻凿早藻 摇 摇 断言知识库扩展过程每一步通过断言知识扩展 实现袁断言知识扩展需经过完整性检查尧一致性检 查袁保证了完整一致地进行需求分析遥 缘摇 结束语 砸韵月 需求建模提取需求分析要素院资源尧组织 和业务袁从这 猿 个视点抽取需求信息袁通过演绎分解 建立需求树袁分析约束规则消除冗余袁将不同视点下 的需求树装配为完整需求树遥 砸韵月 模型引入本体 理论袁建立概念层次体系袁形成概念及关系袁进一步 结合语义建立了约束与规则袁基于描述逻辑构建了 需求模型公理知识库袁根据推理规则及公式性质建 立了基本的断言知识库袁砸韵月 需求建模过程不断建 立新的实例断言袁将需求建模过程转化为断言知识 库的逐步扩展过程遥 由于将需求完整问题转化为需 求一致问题袁需求一致检验归结为规则约束下的可 满足问题袁利用现有研究成果 栽葬遭造藻葬怎 算法等检验袁 保证了 砸韵月 建模的需求一致性遥 检验一致的 砸韵月 需求建模方法借鉴了现有的 需求建模技术和观点袁设计了一组规则用于推理尧验 证和约束袁并基于逻辑知识库的推理能力实现需求 模型的一致性检验遥 目前研究存在一些不足院员冤主 要关注功能需求而对非功能需求等其他需求问题考 虑不足曰圆冤着重于特定需求建模实例和复杂问题的 解决袁没有从软件工程全局设计模型曰猿冤 专注于描 述逻辑知识库中逻辑推理问题而对 砸韵月 需求分解 方法缺乏规范指导袁依然依赖于专家经验曰源冤 由于 将需求一致性问题转化为可满足问题袁而 栽葬遭造藻葬怎 算法复杂难解遥 进一步工作主要有院员冤设计合理的实验袁通过 实验分析和数据比对袁发现实际可行的有效算法曰 圆冤通过专家审议和验证分析袁规范 砸韵月 需求分解过 程和评估度量体系袁以进一步提高建模的自动化程 度曰猿冤分析运用非功能需求等其他需求的建模研究 成果袁从功能需求尧非功能需求等扩展 砸韵月 模型袁形 成全面尧统一的建模方法曰源冤 分析软件全生命周期 的工作袁基于 砸韵月 在软件工程各阶段设计相应的工 作袁以形成完整的需求建模体系袁进一步提高软件工 程的自动化智能化水平遥 参考文献院 咱员暂 杂孕粤晕韵哉阅粤运陨杂 郧袁 在陨杂酝粤晕 粤援 陨灶糟燥灶泽蚤泽贼藻灶糟赠 皂葬灶葬早藻皂藻灶贼 蚤灶 泽燥枣贼憎葬则藻 藻灶早蚤灶藻藻则蚤灶早院 泽怎则增藻赠 葬灶凿 燥责藻灶 则藻泽藻葬则糟澡 蚤泽泽怎藻泽 咱 酝 暂援 匀葬灶凿遭燥燥噪 燥枣 杂燥枣贼憎葬则藻 耘灶早蚤灶藻藻则蚤灶早 葬灶凿 运灶燥憎造藻凿早藻 耘灶早蚤灶藻藻则蚤灶早援 杂蚤灶早葬责燥则藻院 宰燥则造凿 杂糟蚤藻灶贼蚤枣蚤糟 孕怎遭造蚤泽澡蚤灶早 悦燥援袁 圆园园员院 猿圆怨鄄猿愿园援 咱圆暂 杂孕粤晕韵哉阅粤运陨杂 郧袁 云陨晕运耘蕴杂栽耘陨晕 粤袁 栽陨蕴蕴 阅援 韵增藻则造葬责泽 蚤灶 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼泽 藻灶早蚤灶藻藻则蚤灶早咱 允暂援 粤怎贼燥皂葬贼藻凿 杂燥枣贼憎葬则藻 耘灶早蚤灶藻藻则鄄 蚤灶早袁 员怨怨怨袁 远渊圆冤 院 员苑员鄄员怨愿援 咱猿暂晕哉杂耘陨月耘匀 月袁 耘粤杂栽耘砸月砸韵韵运 杂袁 砸哉杂杂韵 粤援 蕴藻增藻则葬早蚤灶早 蚤灶糟燥灶泽蚤泽贼藻灶糟赠 蚤灶 泽燥枣贼憎葬则藻 凿藻增藻造燥责皂藻灶贼 咱 允 暂援 悦燥皂责怎贼藻则袁 圆园园园袁 猿猿渊源冤 院 圆源鄄圆怨援 咱 源暂晕哉杂耘陨月耘匀 月袁 云陨晕运耘蕴杂栽耘陨晕 粤袁 运砸粤酝耘砸 允援 灾蚤藻憎责燥蚤灶贼泽院 皂藻葬灶蚤灶早枣怎造 则藻造葬贼蚤燥灶泽澡蚤责泽 葬则藻 凿蚤枣枣蚤糟怎造贼浴 咱 悦暂 辕 辕 孕则燥糟 燥枣 贼澡藻 圆缘贼澡 陨灶贼爷 造 悦燥灶枣援 燥灶 杂燥枣贼憎葬则藻 耘灶早蚤灶藻藻则蚤灶早援 孕燥则贼造葬灶凿院 陨耘耘耘 悦燥皂责怎贼藻则 孕则藻泽泽袁 圆园园猿院 远苑远鄄远愿猿援 咱缘暂王智学袁董庆超袁朱卫星袁等援一种支持能力需求概念一致 性和合理性分析的方法咱允暂援计算机学报袁 圆园员猿袁 猿远渊 员冤 院 员园鄄圆员援 宰粤晕郧 在澡蚤曾怎藻袁 阅韵晕郧 匝蚤灶早糟澡葬燥袁 在匀哉 宰藻蚤曾蚤灶早援 粤灶 葬责鄄 责则燥葬糟澡 枣燥则 糟燥灶糟藻责贼怎葬造 葬灶葬造赠泽蚤泽 燥灶 糟葬责葬遭蚤造蚤贼赠 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼泽 窑愿愿窑 智 能 系 统 学 报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 第 员园 卷
第1期 郭新峰，等：扩展断言知识检验一致的需求建模方法 ·89· consistency and reasonability [J].Chinese Joumal of Com- 1512 puters,2013,36(1):10-21. SHEN Guohua,ZHANG Wei,HUANG Zhiqiu.Descrip- [6]NECHES R,FIKES R E,FININ T,et al.Enabling tech- tion-logic-based feature modeling and verification [J]. nology for knowledge sharing[J].AI Magazine,1991,12 Joumal of Computer Research and Development,2013,50 (3):36-56. (7):1501-1512. [7]GRUBER T R.A translation approach to portable ontology [17]刘全，崔志明，高阳，等.一种逻辑强化学习的tableau推 specifications[].Knowledge Acquisition,1993,5(3): 理方法[J].智能系统学报，2008,3(4)：355-360， 199-220. LIU Quan,CUI Zhi-ming,GAO Yang,et al.Tableau rea- [8]陆汝钤，金芝，陈刚面向本体的需求分析J].软件学报， soning method based on logical reinforcement learning[]. 2000.11(8):1009-1017. CAAI Transactions on Intelligent Systems,2008,3(4): LU Rugian,JIN Zhi,CHEN Gang.Ontology-oriented re- 355-360. quirements analysis[J].Journal of Software,2000,11(8): [18]叶育鑫，欧阳丹彤，刘瑶，等.基于SHOIQ(D)的本体一 1009-1017. 致性检测[J]计算机工程与科学，2009,31(8)：7-10. [9]陈小红，尹斌，金芝基于问题框架的需求建模：一种本体 YE Yuxin,OUYANG Dantong,LIU Yao,et al.Consisten- 制导的方法[J].软件学报，2011,22(2)：177-194. cy checking of the SHOIQ(D)-based ontology[J].Comput- CHEN Xiaohong,YIN Bin,JIN Zhi.Ontology-guided re- er Engineering Science,2009,31(8):7-10. quirements modeling based on problem frames approach[]. [19]石莲，孙吉贵描述逻辑综述[J].计算机科学，2006,33 Journal of Software,2011,22(2):177-194. (1):194-197 [10]FRANZ B,DIEGO C,DEBORAH L,et al.The descrip- SHI Lian,SUN Jigui.Description Logic Survey J].Com- tion logic handbook:theory,implementation,and applica- puter Science,2006,33(1):194-197. tions[M].New York Cambridge University Press,2003: [20]古华茂，王勋，凌云，等.完全析取范式群判定SHON 555-574. (D)-可满足性[J].软件学报，2010,21(8)：1863-1877. [11]GRUBER T R.A translation approach to portable ontology GU Huamao,WANG Xun,LING Yun,et al.Determining specifications[J].Knowledge Acquisition,1993,5(2): the SHOIN (D)-satisfiability with a complete disjunctive 199-220. normal form group[]].Journal of Software,2010,21(8): [12]FRANZ B,IAN H,ULRIKE S.Description logics as on- 1863-1877. tology languages for the semantic web[C]//Mechanizing 作者简介： Mathematical Reasoning:Essays in Honor of JORG H 郭新峰，男，1974年生，硕士，主要 Siekmann on the Occasion of His 60th Birthday.2005: 研究方向软件工程、智能计算及应用。 228-248. [13]SCHMIDT S,SMOLKA G.Attributive concept descriptions with complements [J].Artificial Intelligence,1991.48 (1):1-26. [14]常亮，史忠植，陈立民，等.一类扩展的动态描述逻辑 马世龙.男，1953年生，教授，博士 [J].软件学报，2010.21(1)：1-13. 生导师，博士，主要研究方向为计算机 CHANG Liang,SHI Zhongzhi,CHEN Limin,et al.Fami- 软件与理论。 ly of extended dynamic description logics[J].Journal of Software,2010,21(1):1-13. [15]常亮，史忠植，古天龙，等.可判定的时序动态描述逻辑 [J]软件学报，2011,22(7)：1524-1537 吕江花，女，1975年生，副教授，博土 CHANG Liang,SHI Zhongzhi,GU Tianlong,et al.Decid- 后，主要研究方向为计算机软件与理论。 able Temporal Dynamic Description Logics[J].Journal of Software,2011,22(7):1524-1537. [16]沈国华，张伟，黄志球，等.基于描述逻辑的特征语义建 模及验证[J1.计算机研究与发展，2013,50(7)：1501-
糟燥灶泽蚤泽贼藻灶糟赠 葬灶凿 则藻葬泽燥灶葬遭蚤造蚤贼赠 咱 允暂援 悦澡蚤灶藻泽藻 允燥怎则灶葬造 燥枣 悦燥皂鄄 责怎贼藻则泽袁 圆园员猿袁 猿远渊员冤 院 员园鄄圆员援 咱远暂晕耘悦匀耘杂 砸袁 云陨运耘杂 砸 耘袁 云陨晕陨晕 栽袁 藻贼 葬造援 耘灶葬遭造蚤灶早 贼藻糟澡鄄 灶燥造燥早赠 枣燥则 噪灶燥憎造藻凿早藻 泽澡葬则蚤灶早 咱 允暂援 粤陨 酝葬早葬扎蚤灶藻袁 员怨怨员袁 员圆 渊猿冤 院 猿远鄄缘远援 咱苑暂 郧砸哉月耘砸 栽 砸援 粤 贼则葬灶泽造葬贼蚤燥灶 葬责责则燥葬糟澡 贼燥 责燥则贼葬遭造藻 燥灶贼燥造燥早赠 泽责藻糟蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶泽咱 允暂援 运灶燥憎造藻凿早藻 粤糟择怎蚤泽蚤贼蚤燥灶袁 员怨怨猿袁 缘 渊 猿冤 院 员怨怨鄄圆圆园援 咱愿暂陆汝钤袁金芝袁陈刚援面向本体的需求分析咱允暂援软件学报袁 圆园园园袁员员渊愿冤 院员园园怨鄄员园员苑援 蕴哉 砸怎择蚤葬灶袁 允陨晕 在澡蚤袁 悦匀耘晕 郧葬灶早援 韵灶贼燥造燥早赠鄄燥则蚤藻灶贼藻凿 则藻鄄 择怎蚤则藻皂藻灶贼泽 葬灶葬造赠泽蚤泽咱 允暂援 允燥怎则灶葬造 燥枣 杂燥枣贼憎葬则藻袁 圆园园园袁 员员渊愿冤 院 员园园怨鄄员园员苑援 咱怨暂陈小红袁尹斌袁金芝援基于问题框架的需求建模院一种本体 制导的方法咱允暂援软件学报袁 圆园员员袁 圆圆渊圆冤 院 员苑苑鄄员怨源援 悦匀耘晕 载蚤葬燥澡燥灶早袁 再陨晕 月蚤灶袁 允陨晕 在澡蚤援 韵灶贼燥造燥早赠要早怎蚤凿藻凿 则藻鄄 择怎蚤则藻皂藻灶贼泽 皂燥凿藻造蚤灶早 遭葬泽藻凿 燥灶 责则燥遭造藻皂 枣则葬皂藻泽 葬责责则燥葬糟澡咱 允暂援 允燥怎则灶葬造 燥枣 杂燥枣贼憎葬则藻袁 圆园员员袁 圆圆渊圆冤 院 员苑苑鄄员怨源援 咱员园暂云砸粤晕在 月袁 阅陨耘郧韵 悦袁 阅耘月韵砸粤匀 蕴袁 藻贼 葬造援 栽澡藻 凿藻泽糟则蚤责鄄 贼蚤燥灶 造燥早蚤糟 澡葬灶凿遭燥燥噪院 贼澡藻燥则赠袁 蚤皂责造藻皂藻灶贼葬贼蚤燥灶袁 葬灶凿 葬责责造蚤糟葬鄄 贼蚤燥灶泽咱酝暂援 晕藻憎 再燥则噪 院 悦葬皂遭则蚤凿早藻 哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠 孕则藻泽泽袁 圆园园猿院 缘缘缘鄄缘苑源援 咱员员暂郧砸哉月耘砸 栽 砸援 粤 贼则葬灶泽造葬贼蚤燥灶 葬责责则燥葬糟澡 贼燥 责燥则贼葬遭造藻 燥灶贼燥造燥早赠 泽责藻糟蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶泽咱 允暂援 运灶燥憎造藻凿早藻 粤糟择怎蚤泽蚤贼蚤燥灶袁 员怨怨猿 袁 缘渊 圆冤 院 员怨怨鄄圆圆园援 咱员圆暂云砸粤晕在 月袁 陨粤晕 匀袁 哉蕴砸陨运耘 杂援 阅藻泽糟则蚤责贼蚤燥灶 造燥早蚤糟泽 葬泽 燥灶鄄 贼燥造燥早赠 造葬灶早怎葬早藻泽 枣燥则 贼澡藻 泽藻皂葬灶贼蚤糟 憎藻遭咱 悦暂 辕 辕 酝藻糟澡葬灶蚤扎蚤灶早 酝葬贼澡藻皂葬贼蚤糟葬造 砸藻葬泽燥灶蚤灶早院 耘泽泽葬赠泽 蚤灶 匀燥灶燥则 燥枣 允韵砸郧 匀 杂蚤藻噪皂葬灶灶 燥灶 贼澡藻 韵糟糟葬泽蚤燥灶 燥枣 匀蚤泽 远园贼澡 月蚤则贼澡凿葬赠袁 圆园园缘院 圆圆愿鄄圆源愿援 咱 员猿暂 杂悦匀酝陨阅栽 杂袁 杂酝韵蕴运粤 郧援 粤贼贼则蚤遭怎贼蚤增藻 糟燥灶糟藻责贼 凿藻泽糟则蚤责贼蚤燥灶泽 憎蚤贼澡 糟燥皂责造藻皂藻灶贼泽 咱 允 暂援 粤则贼蚤枣蚤糟蚤葬造 陨灶贼藻造造蚤早藻灶糟藻袁 员怨怨员援 源愿 渊员冤 院 员鄄圆远援 咱员源暂常亮袁史忠植袁陈立民袁等援一类扩展的动态描述逻辑 咱允暂援软件学报袁 圆园员园袁 圆员渊员冤 院 员鄄员猿援 悦匀粤晕郧 蕴蚤葬灶早袁 杂匀陨 在澡燥灶早扎澡蚤袁 悦匀耘晕 蕴蚤皂蚤灶袁 藻贼 葬造援 云葬皂蚤鄄 造赠 燥枣 藻曾贼藻灶凿藻凿 凿赠灶葬皂蚤糟 凿藻泽糟则蚤责贼蚤燥灶 造燥早蚤糟泽 咱 允暂援 允燥怎则灶葬造 燥枣 杂燥枣贼憎葬则藻袁 圆园员园袁 圆员渊员冤 院 员鄄员猿 援 咱员缘暂常亮袁史忠植袁古天龙袁等援可判定的时序动态描述逻辑 咱允暂援软件学报袁 圆园员员袁 圆圆渊苑冤 院 员缘圆源鄄员缘猿苑 悦匀粤晕郧 蕴蚤葬灶早袁 杂匀陨 在澡燥灶早扎澡蚤袁 郧哉 栽蚤葬灶造燥灶早袁 藻贼 葬造援 阅藻糟蚤凿鄄 葬遭造藻 栽藻皂责燥则葬造 阅赠灶葬皂蚤糟 阅藻泽糟则蚤责贼蚤燥灶 蕴燥早蚤糟泽咱 允暂援 允燥怎则灶葬造 燥枣 杂燥枣贼憎葬则藻袁 圆园员员袁 圆圆渊苑冤 院 员缘圆源鄄员缘猿苑 援 咱员远暂沈国华袁张伟袁黄志球袁等援基于描述逻辑的特征语义建 模及验证咱允暂援计算机研究与发展袁 圆园员猿袁 缘园渊苑冤 院 员缘园员鄄 员缘员圆 杂匀耘晕 郧怎燥澡怎葬袁 在匀粤晕郧 宰藻蚤袁 匀哉粤晕郧 在澡蚤择蚤怎援 阅藻泽糟则蚤责鄄 贼蚤燥灶鄄造燥早蚤糟鄄遭葬泽藻凿 枣藻葬贼怎则藻 皂燥凿藻造蚤灶早 葬灶凿 增藻则蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶 咱 允 暂援 允燥怎则灶葬造 燥枣 悦燥皂责怎贼藻则 砸藻泽藻葬则糟澡 葬灶凿 阅藻增藻造燥责皂藻灶贼袁 圆园员猿袁 缘园 渊苑冤 院 员缘园员鄄员缘员圆援 咱员苑暂刘全袁崔志明袁高阳袁等援一种逻辑强化学习的 贼葬遭造藻葬怎 推 理方法咱允暂援智能系统学报袁 圆园园愿袁 猿渊源冤 院 猿缘缘鄄猿远园援 蕴陨哉 匝怎葬灶袁悦哉陨 在澡蚤鄄皂蚤灶早袁郧粤韵 再葬灶早袁 藻贼 葬造援 栽葬遭造藻葬怎 则藻葬鄄 泽燥灶蚤灶早 皂藻贼澡燥凿 遭葬泽藻凿 燥灶 造燥早蚤糟葬造 则藻蚤灶枣燥则糟藻皂藻灶贼 造藻葬则灶蚤灶早咱 允暂援 悦粤粤陨 栽则葬灶泽葬糟贼蚤燥灶泽 燥灶 陨灶贼藻造造蚤早藻灶贼 杂赠泽贼藻皂泽袁 圆园园愿袁 猿 渊 源冤 院 猿缘缘鄄猿远园援 咱员愿暂叶育鑫袁欧阳丹彤袁刘瑶袁等援基于 杂匀韵陨匝渊 阅冤的本体一 致性检测咱允暂援计算机工程与科学袁圆园园怨袁 猿员渊愿冤 院苑鄄员园援 再耘 再怎曾蚤灶袁韵哉再粤晕郧 阅葬灶贼燥灶早袁 蕴陨哉 再葬燥袁 藻贼 葬造援 悦燥灶泽蚤泽贼藻灶鄄 糟赠 糟澡藻糟噪蚤灶早 燥枣 贼澡藻 杂匀韵陨匝渊阅冤 鄄遭葬泽藻凿 燥灶贼燥造燥早赠咱 允暂援悦燥皂责怎贼鄄 藻则 耘灶早蚤灶藻藻则蚤灶早 驭 杂糟蚤藻灶糟藻袁 圆园园怨袁 猿员渊愿冤院苑鄄员园援 咱员怨暂石莲袁孙吉贵援描述逻辑综述咱允暂援计算机科学袁圆园园远袁 猿猿 渊员冤 院员怨源鄄员怨苑援 杂匀陨 蕴蚤葬灶袁 杂哉晕 允蚤早怎蚤援 阅藻泽糟则蚤责贼蚤燥灶 蕴燥早蚤糟 杂怎则增藻赠 咱 允暂援 悦燥皂鄄 责怎贼藻则 杂糟蚤藻灶糟藻袁圆园园远袁 猿猿渊员冤院员怨源鄄员怨苑援 咱圆园暂古华茂袁王勋袁凌云袁等援 完全析取范式群判定 杂匀韵陨晕 渊阅冤 鄄可满足性咱允暂援软件学报袁圆园员园袁 圆员渊愿冤 院员愿远猿鄄员愿苑苑援 郧哉 匀怎葬皂葬燥袁 宰粤晕郧 载怎灶袁 蕴陨晕郧 再怎灶袁 藻贼 葬造援 阅藻贼藻则皂蚤灶蚤灶早 贼澡藻 杂匀韵陨晕 渊 阅冤 鄄泽葬贼蚤泽枣蚤葬遭蚤造蚤贼赠 憎蚤贼澡 葬 糟燥皂责造藻贼藻 凿蚤泽躁怎灶糟贼蚤增藻 灶燥则皂葬造 枣燥则皂 早则燥怎责咱 允暂援 允燥怎则灶葬造 燥枣 杂燥枣贼憎葬则藻袁圆园员园袁圆员渊 愿冤 院 员愿远猿鄄员愿苑苑援 作者简介院 郭新峰袁男袁员怨苑源 年生袁硕士袁主要 研究方向软件工程尧智能计算及应用遥 马世龙袁男袁员怨缘猿 年生袁教授袁博士 生导师袁博士袁主要研究方向为计算机 软件与理论遥 吕江花袁女袁员怨苑缘 年生袁副教授袁博士 后袁主要研究方向为计算机软件与理论遥 第 员 期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 郭新峰袁等院扩展断言知识检验一致的需求建模方法 窑愿怨窑