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