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