[发明专利]特征二元约束关系的自动挖掘方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种特征之间约束关系的挖掘方法，尤其涉及一种利用计算机，对特定领域内的软件特征之间的二元约束关系（二元约束关系：涉及两个特征的约束关系）进行自动挖掘的方法，属于软件技术领域。

背景技术

随着计算机技术在生产与生活各个领域的广泛应用，计算机软件在各行业中具有越来越重要的作用，软件的复杂性也越来越高。如何在有限的时间和成本内，开发尽可能高质量的复杂软件，就成为一个重要的现实问题。而在软件开发中，软件需求的开发作为第一个步骤，对于软件开发的成败具有至关重要的作用。

在软件需求开发，特别是复杂软件的需求开发中，需求复用是一种切实可行的途径。从本质上说，软件应用包括三部分：软件通用成分、领域共性成分和应用特有成分。软件需求也相应的针对以上三个部分提出。需求复用的基本出发点是充分利用过去软件开发中积累的前两部分知识和经验，从而将有限的时间和成本集中到软件应用的特有成分上。

需求复用的研究和实践表明，针对特定领域的需求复用活动（以下简称“领域需求复用”）相对容易取得成功。这是由于特定领域的相对内聚性和稳定性所决定的。内聚性保证了领域具有足够的共性；稳定性保证了复用活动的投资可以获得足够的回报。领域需求复用主要分为两大步骤。首先，对领域内的样本应用进行系统化分析，识别这些应用的共性（即软件通用成分和领域共性成分）和变化性（即应用特有成分）需求，分析需求之间的依赖关系，并对这些需求进行抽象，形成可复用的领域需求模型。其次，在开发领域内的新应用时，遵循需求之间的依赖关系，从领域需求模型中定制出期望的变化性需求和相应的共性需求，完成软件需求的开发。

在领域需求复用的研究和实践中，“特征”作为一种需求的抽象形式，从上世纪80年代开始就广泛的应用于大型电信系统，被认为是“对（领域内）需求规约进行模块化组织的一种非常自然的手段”。特征一般定义为“软件系统中具有用户/客户价值的显著特点”。面向特征的领域需求复用将特征作为封装需求的基本单元，把特征相应分为共性和变化性特征，并根据特征之间的约束关系，形成特征模型。近年来，特征模型在学术界引起广泛关注，研究者先后提出多种面向特征的领域分析和软件复用方法。同时，特征模型还在工业界得到成功应用，尤其以嵌入式系统领域、电信系统领域、汽车和电子电气制造领域、飞行控制领域为典型代表。

特征模型的研究和实践发现，由于软件需求的高度复杂性，用来抽象和组织需求的特征模型也随之变得越来越复杂。特征模型的复杂性体现在两个方面。一方面，特征模型中包含的特征数量日益增加，一般在实际应用中达到了成百上千的规模，在个别领域，如汽车制造领域，甚至达到了上万的规模。另一方面，特征之间的约束关系更加错综复杂，例如嵌入式Linux操作系统的特征模型包含约6000个特征，但却包含超过9000个约束关系。特征模型的复杂性为特征模型的研究与实践提出了一个至关重要的问题，即：如何保证特征模型的建立能够在有限的时间和成本内完成。

针对上述问题，业界研究者进行了两方面工作。首先，提出一系列建立特征模型的指导原则，为识别特征、分类特征、组织特征、建立约束关系等活动提供参考。其次，提出一些计算机自动辅助的建模方法，从软件需求文档中半自动的抽取特征和特征模型。然而，上述研究工作仍然无法有效的解决问题。首先，特征建模指导原则并没有对建模活动的具体实施过程提供相应的帮助，从而使得特征模型的建立仍然严重依赖于建模人员的个人知识与经验，难以确保建模活动的有效实施。其次，现有计算机辅助抽取的特征模型与建模人员手工建立的模型相去甚远，尤其体现在特征约束关系的严重缺失上，从而缺乏实用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特征二元约束关系的自动挖掘方法，致力于特征约束关系的计算机辅助建立，以解决现有技术存在的由于特征模型规模扩大，尤其是其中约束关系的高度复杂，现有方法和技术在约束关系支持上严重缺失的问题。