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题名	需求变更影响分析模型及相关技术研究
作者	李引
学位类别	硕士
答辩日期	2010-01-19
授予单位	中国科学院研究生院
授予地点	中国科学院软件研究所
导师	李明树
关键词	需求变更 需求变更影响分析 需求相关性 需求跟踪 横向需求跟踪关系 纵向需求跟踪关系 信息检索
中文摘要	需求是后续开发活动的基准，早期的一些研究者认为应该在需求完全确定之后再进行后续开发，Royce所提出的瀑布模型就是这种思想的一个体现。但是，实践经验告诉我们，不管前期的需求分析做的多么完美，需求还是会发生变更。一方面是因为需求本身很复杂，对它的分析、理解和描述是一个循序渐进的过程，不可能一蹴而就；另一方面由于用户期望和偏好的改变、市场环境的转变、使用环境的日益复杂、技术的革新等都会使得原有的软件系统无法满足各涉众的利益。因此，需求变更是软件开发中固有的规律，是不可避免和普遍存在的。 需求变更通常会导致需求间及需求与后续工作产品间的不一致。因此，频繁的需求变更会造成产品质量下降、进度延期、成本超支等问题。变更影响分析(Change Impact Analysis)通过分析变更对象及其相关工作产品间的关系来评估变更造成的影响，从而控制变更。现有方法多数是从软件维护的角度，对代码的变更影响进行分析，过于细节和技术化，不能对需求变更影响分析提供有力支持。即使针对需求变更的影响分析方法也只是基于形式化需求规约，通过分析需求间的关系来识别影响范围，并未考虑需求变更对后续工作产品造成的影响，同时形式化需求规约的应用困难也限制了该方法的实用性。此外，随着需求和工作产品的规模与复杂性日益增加，使得手工建立和维护需求间及需求与工作产品间关系面临着不小的难度。 基于以上分析，本文提出了针对自然语言需求规约的需求变更影响分析模型RCIAM (Requirement Change Impact Analysis Model)，围绕着如何自动识别和筛选需求间的关系——横向需求跟踪关系(Horizontal Requirement Traceability)、如何自动识别和筛选需求与工作产品间的关系——纵向需求跟踪关系(Vertical Requirement Traceability)、如何较全面的进行需求变更影响计算和决策三个问题展开了研究。 本文的主要贡献有： (1) 提出了需求变更影响分析模型RCIAM 本文对RCIAM进行了形式化定义。该模型不但提供了需求变更影响分析算法和对决策的支持，还提供了自动识别横向和纵向需求跟踪关系的方法。RCIAM主要包含数据处理和数据分析两个层次。数据处理层采用了文本处理(Text Processing)技术实现了横向和纵向需求跟踪关系的自动识别，为数据分析层提供需求跟踪关系数据；数据分析层基于需求跟踪关系数据，在产生需求变更申请(Change Request)时，进行量化影响计算，并提供决策支持。 (2) 提出了横向需求跟踪关系的识别与筛选方法 在对自然语言需求规约文档进行深入分析后，我们发现了两种与需求变更影响密切相关的关系类型，并从文本相似性的角度将它们定义为相似跟踪关系和引用跟踪关系。在将需求项拆分为需求片段的基础上，利用信息检索技术(Information Retrieval，IR)计算需求片段间的文本相似度，并设计了相应的算法对相似跟踪关系和引用跟踪关系进行自动识别。最后，提出了“变更影响跟踪”的规则来辅助对候选跟踪关系的人工筛选。 (3) 提出了纵向需求跟踪关系的识别与筛选方法 已有的研究多采用IR技术来自动建立需求与工作产品之间的跟踪关系，但是却存在着精度不理想的问题。我们从查全率(Recall)和查准率(Precision)的角度，分析了应用IR技术自动建立需求与代码跟踪关系的方法中产生的错误关系，发现了造成精度问题的根源所在。依据这一发现，基于现有方法，本文方法加入了相关反馈(Relvant Feedback)辅助识别和代码注释信息辅助识别等改进措施，并提供了人工筛选策略。 (4) 提出了需求变更影响分析计算与决策方法 本文通过矩阵运算说明了需求变更影响通过需求跟踪关系传播到其它需求和工作产品的过程，并设计了相应的需求变更影响分析算法。该算法考虑变更发生在不同阶段时对不同类型工作产品的影响，采用变更类型和关系强度两个因子加权计算影响值，并提出了根据影响值来进行变更决策的方法。 (5) 应用研究 结合中科方德公司Qone平台的开发，对以上工作进行了应用研究和性能分析。在Qone平台的需求管理工具版本1.0的开发中，首先采用本文方法对横向和纵向需求跟踪关系进行了自动识别，然后对开发期间发生的十次需求变更申请进行了影响分析和决策。在项目完成后，设计了实验对横向和纵向需求跟踪关系的识别进行了性能分析。结果表明，本文方法能够有效辅助进行需求变更影响分析。
语种	中文
学科主题	软件工程
公开日期	2010-02-11
内容类型	学位论文
源URL	[http://124.16.136.157/handle/311060/657]
专题	软件研究所_互联网软件技术实验室 _学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	李引. 需求变更影响分析模型及相关技术研究[D]. 中国科学院软件研究所. 中国科学院研究生院. 2010.

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