基于形式分析驱动的需求规格书的演化方法技术

本发明专利技术涉及基于形式分析驱动的需求规格书的演化方法。具体地，提供了一种用于开发规格书的方法，其包括接收限定了规格书的功能的多个需求，其中，使用形式模型表达多个需求。该方法还包括使用算法分析多个需求并且确定多个需求是否满足一组预定准则。该方法还包括产生形式分析的总结并且通过并入被改正的分析结果来改进需求。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
尽管依赖于特定的设计模型，但是软件开发过程(即，软件生命周期)通常包括一 些任务，例如开发需求、设计和测试模型、以及开发代码。总体上，需求是一种将特定产品或 服务应当如何实施文件化的需要。更具体地，需求是确定系统的必要属性、能力、特性或质 量的说明。需求被用作产品开发过程的设计阶段的输入，并且表明了对于特定应用而言什 么样的元素和功能才是必需的。在需求开发期之前可以是可行性研究或者需求收集阶段，其中，从顾客、用户或其 他利益相关者那里获取需求。需求期也可被分解为分析、规格化和验证阶段，其中，使需求 文件化并且检查一致性、完整性、正确性以及潜在的歧义性。对需求进行开发，也称为需求工程，是软件密集型系统的开发过程中的关键步骤。 在软件设计领域的技术人员中间已经完全认可了的是系统中的缺陷的很大百分比均可回 溯到需求规格书中的缺陷。在系统工程的设计、实施和测试阶段，修正需求错误的成本花费 以指数方式增长。需求工程处于系统设计和用户期望之间的边界处，并且为确保需求规格书的质量 负责。为此，需求工程应当以这样的方式实施，即确保需求规格书精确、非歧义、一致并且完 整，而且满足利益相关者的期望。为在开发质量需求规格书方面支持需求工程师，已经开发了许多工具和方法。这 些工具的功能不同，其范围从提供用于储存规格书的储存库到提供基于形式方法的分析引 擎来分析规格书。许多工具还提供对规格书进行结构管理和版本管理的能力，并且也提供 在系统工程生命周期的不同阶段上支持需求可溯性的能力。然而，所需要的是构造成提供 迭代开发过程的自动系统，该迭代开发过程将形式分析结果直接并入需求规格书的开发阶 段中。
技术实现思路
用于开发规格书的方法，该方法包括接收限定了规格书功能的多个需求，其中，多 个需求利用形式模型来表达。该方法还包括利用形式分析来仿真多个需求，并确定该多个 需求是否满足一组预定的准则。该方法还包括生成形式分析的总结，并且如果一组预定准 则中的至少一个不被满足，则修改多个需求中的至少一个。本专利技术还提供了以下方案方案1. 一种用于开发规格书的方法，所述方法包括如下步骤接收限定了所述规格书功能的多个需求，其中，使用形式模型来表达所述多个需 求；使用形式分析来对所述多个需求进行仿真；确定所述多个需求是否满足一组预定准则；产生所述形式分析的总结；以及如果所述一组预定准则中的至少一个准则未被满足，则修改所述多个需求中的至少一个需求。方案2.如方案1所述的方法，其特征在于，进一步包括修改所述产生的总结，并且 使用所述被修改的总结作为规格书条目，由此改进所述规格书。方案3.如方案2所述的方法，其特征在于，进一步包括使用由所述形式分析提供 的反馈来迭代地改进所述规格书。方案4.如方案3所述的方法，其特征在于，利用所述被修改的总结来重复下述步 骤对所述多个需求进行仿真、确定所述需求是否满足所述一组准则、以及产生总结。方案5.如方案1所述的方法，其特征在于，所述形式分析的总结指示了所述多个 需求是否满足所述一组预定准则。方案6.如方案1所述的方法，其特征在于，使用形式分析来对所述多个需求进行 仿真包括使用至少一个算法来分析所述需求。方案7.如方案1所述的方法，其特征在于，确定所述多个需求是否满足一组预定 准则包括确定所述需求是否具备下列中的至少一个完整、正确、一致、以及无歧义。方案8.如方案1所述的方法，其特征在于，进一步包括修改所述需求中不满足所 述一组预定准则的部分。方案9.如方案8所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述需求的被修改的部 分并入所述规格书中。方案10.如方案1所述的方法，其特征在于，所述形式模型是以状态机、方案、或结 构化英语的形式。方案11.如方案1所述的方法，其特征在于，所述被修改的总结被并入所述规格书 中以改进所述规格书。方案12. —种方法，包括如下步骤接收限定了规格书的功能的多个需求，其中，使用形式模型来表达所述多个需 求；使用形式分析来检测所述多个需求的缺陷；产生包括了所述形式分析的结果的总结；以及通过将所述形式分析的结果作为规格书条目并入所述规格书中来改进所述多个需求。方案13.如方案12所述的方法，其特征在于，使用形式分析来检测所述多个需求 的缺陷包括确定所述规格书的行为。方案14.如方案13所述的方法，其特征在于，基于所述形式分析的结果来改进所 述多个需求包括通过指定预期的无缺陷的总结来改正缺陷。方案15.如方案14所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述预期的无缺陷的 总结并入所述规格书中。方案16.如方案12所述的方法，其特征在于，使用形式分析检测所述多个需求的 缺陷包括使用至少一个算法来分析所述需求。方案17.如方案12所述的方法，其特征在于，检测所述多个需求的缺陷包括确定 所述多个需求是否具备下列中的一个或多个不完整、不正确、不一致、或有歧义。方案18. —种用于开发规格书的系统，所述系统包括构造成接收多个需求的数据库；以及构造成使用形式分析来对所述多个需求进行仿真的分析引擎，其中，所述形式分 析识别出所述需求中的缺陷；其中，所述需求被改进以改正所述缺陷，并且所述被改进的需求被并入所述规格 书中。方案19.如方案18所述的系统，其特征在于，所述分析引擎产生所述形式分析的总结。方案20.如方案18所述的系统，其特征在于，所述形式分析向所述需求应用多个 算法以确定所述需求是否具备下列中的至少一个不完整、不正确、不一致、或有歧义。其它特征将从以下结合附图的描述及所附权利要求变得明显。附图说明图1根据实施例示出了示例性的需求规格书开发系统；图2根据实施例示出了用于开发需求规格书的示例性过程；图3示出了示例性聚焦操作是状态机；以及图4示出了示例性状态机子句(clause)。具体实施例方式本文描述的实施例大致涉及用于开发需求规格书规格书的系统和过程，更具体地 说，涉及将形式分析结果直接并入需求规格书的开发阶段中的方法。该系统包括构造成实 施迭代开发过程的软件开发工具，该迭代开发过程将形式分析算法紧密整合到反馈环中， 使得分析结果能够被并入规格书中。利用该方式，分析算法和规格书形式体系彼此互补，其原因在于代表分析结果的 数据结构与规格书子句的数据结构是相同的。这允许分析结果被直接用作规格书机制或条 目。换句话说，用户可指定意向结果，以便在规格书上执行特定分析。该系统提供了规格书 和分析的活动之间的非常紧密的相互作用。这种紧密相互作用使得能够进行用于规格书和 分析的闭环迭代过程。该方法将文本需求转换为需求的形式模型，其被证明是一致且完整的。该方法跨 越了非形式的需求和形式设计模型(例如通常用在基于模型的软件设计中的状态图)之间 的间隙。由于该方法在内部使用了形式模型，所以这使得通过在对规格书进行操作的分析 算法的支持下能够进行需求规格书的快速迭代开发。总的方法包括以少量的增加来开发规 格书。在规格书的各次增加之后，应用各种分析算法，这些分析算法设计成通过在开发过程 的任何给定点处对规格书进行总结或者通过识别规格书中的逻辑缺陷而向用户提供反馈。 分析算法产生的总结信息可作为需求被并入规格书中，由此补充并改进规格书。图1示出了示例性需求开发系统10，其具有构造成从用户16接收输入需求14的 软件开发工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于开发规格书的方法，所述方法包括如下步骤：接收限定了所述规格书功能的多个需求，其中，使用形式模型来表达所述多个需求；使用形式分析来对所述多个需求进行仿真；确定所述多个需求是否满足一组预定准则；产生所述形式分析的总结；以及如果所述一组预定准则中的至少一个准则未被满足，则修改所述多个需求中的至少一个需求。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P萨姆帕思，PVV贾内桑，AA贾卡里，R塞图，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]