188宝金博页面版

小型微型计算机系统 J ournal of Chi neseComputer Systems 2014年2月第2期 V01．35 No．2 2014 面向不确定性的自适应需求规划算法研究 刘 玮1’ 2，何成万1，冯在文3 1( 武汉工程大学计算机科学与工程学院，武汉430073) 2( 智能机器人湖北省重点实验室，武汉430073) 3( 武汉大学计算机学院，武汉430072) E．mai l ：l i uwei @mai l ．wi t．edu．cn 摘要：从需求工程的角度解决软件自适应性问题更加符合软件外部环境因素显式化驱动软件演化的要求，本文针对自适应 需求中不确定性的定量刻画和面向不确定性的需求分析问题，提出面向不确定性的自适应需求规划方法．首先，使用R2ML的 类型原子表示的上下文作为需求概率规划状态节点，定义和获取隐含上下文状态以增加状态的完整性；然后，通过关联上下文 状态与KAOS操作的条件元素、使用概率表示操作效果不确定性的方法扩展了KAOS操作以作为需求概率规戋l j 的动作节点； 最后，提出一种基于概率规划图的需求规划算法，通过对不确定性的定量计算获得最优的自适应需求决策． 关键词：概率规划；隐含上下文状态；环境不确定性 中图分类号：TP31I 文献标识码：A 文章编号：1000-1220( 2014) 02-0266· -07 Pl anni ng Al gori thmsto AddressUncertai ntyi nSel f-adapti veSoftwareRequi rements LIUWei l ” 。髓Cheng—Wal l 2。FENGZai ．wen3 1fDepartment of Comput erSci ence andEngi neeri ng School ，WuhanInsti tuteofTechnol ogy，Wuhan430073，Chi na) 2(Department of Hubei Key Laboratory ofIntel l i gence Robot。Wuhan 430073。Chi naJ 3( Departmentof State Key Lab of SoftwareEngi neeri ng。Wuhan Umversi ty，Wuhan 430072，Chi na) Abstract：Provi di nga sol uti on for thesel f-adapti vecharacteri sti c of software i nrequi rement engi neeri ngstep coul d meet therequest of reveal ed envi ronment i nformati on dri ven software evol uti on．Thi s paper proposedanuncertai nty ori ented requi rement pl anni ng ap— proachforquanti ty descri pti onandanal yzeofuncertai ntyi nserf-adapti ve requi rements．Fi rst- softwareenvi ronment context i s de— scri bed wi th R2MLtype atoms。whi chwork as the state nodes i nrequi rement pl anni ng，andthen hi dden context state i s defi ned and reasoned to enhance thecompl etenessof context states．Second- the context state and the condi ti on of KAOS operati on al emerged and theuncertai ntyi n the resul t of KAOS operati oni s descri bed wi thprobabi l i ty。whi ch supportthe extended KAOS operati onwork as the acti on node i nrequi rement probabi l i ty pl anni ng．Last，a probabi l i sti c pl anni ng graphbased requi rement pl anni ng al gori thmi s proposedto achi eve anopti mi zesol uti on onuncertai nty ori ented sel f-adapti ve requi rements． Key words：probabi l i sti c pl anni ng；hi ddencontextstate；envi ronment uncertai nty 1引言 随着计算机网络，尤其是Interact的日益普及和广泛应 用，越来越多的软件系统运行和部署在Internet之上．Interact 环境的开放、动态和难控以及用户使用环境的个性化要求促 使面向Internet的软件系统呈现出由被动应变转变为主动适 应的趋势．外部环境驱动的软件自适应性是指软件系统能够 感知外部环境的改变，并通过调整自身的结构和行为来适应 外部环境的动态变化的特性¨ J ．随着普适计算技术的发展， 软件自适应性问题的研究受到了国内外研究机构和rr企业 的关注，如英国Imperi al Col l ege的FEAST／2项目、IBM的 SmartCi ty项目等等． 国内外大量研究工作试图从软件工程的各个阶段解决环 境驱动的软件自适应问题，具有代表性的解决方案是在软件 设计阶段( 如软件体系结构) 和实现阶段( 如中间件) 实现在 线自适应悼’ 33．这类解决方案呈现出由软件内部因素驱动到 外部环境因素驱动的转变，南京大学吕建教授认为” 环境显 式化” 是自适应软件必须应对的重要问题，并提出面向网构 软件的环境驱动模型Ho．和软件设计和实现阶段的解决方案 相比，从需求工程的角度解决软件自适应的方法更加符合外 部环境因素显式化驱动的要求，这类方案不仅能够处理软件 环境( 包括软件开发、运行环境) 变更，而且能够考虑用户使 用环境的个性化带来的影响，更重要的是自适应软件需求能 够和设计、实现阶段的自适应性机制相结合共同支持适应环 ( Adaptati on Loop) 的整个过程． 软件需求阶段的” 环境显式化” 是指在软件需求建： 分析过程中引入一些随机变化的、不确定的外部环境信息，这 就导致了软件需求的外部不确定性( External uncertai nty)pJ． 收稿日期：2012-09-25收修改稿日期：2013-07-05基金项目：国家自然科学基金项目( 61272115，60873024) 资助；湖北省自然科学基金项目 ( 2010CDB08503) 资助；湖北省188宝金博页面版厅重点研究项目( D20121508) 资助；武汉工程大学青年科学基金项目( Q201207) 资助． 作者简介：刘玮，女， 1981年生，博士，讲师，研究方向为需求工程；何成万，男，1967年生，博士，教授，研究方向为软件复用及软件构件技术；冯在文。男，1980年生，博士， 讲师，研究方向为软件演化． 万方数据