基于环境激发效应的协同式特征建模方法研究

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领域工程是面向特定领域的可复用软件制品的生产活动,包含领域分析、设计和实现三个主要阶段。在当前的研究中,面向特征的领域分析已成为一种被广泛接受的技术途径,其基本过程是将需求组织为特征,通过对特征的共性、变化性及依赖关系进行分析,建立特征模型。这一过程也被称为“特征建模”。  当前关于特征建模方法的研究存在两个主要问题。首先,大多数方法都隐含地假设,领域中存在若干个完整掌握领域知识的“全知者”。然而,在领域不断发展、相互融合、新领域不断涌现的现状下,这一假设在多数时候并不成立。其次,大多数方法缺乏对特征模型演化的支持。这将导致已经建立的特征模型由于缺乏必演化而无法准确反映领域的发展现状,从而逐渐丧失其存在价值。  针对上述问题,本文提出一种基于环境激发效应的协同式特征建模方法。该方法的基本思想是为大量掌握局部领域知识的利益相关者提供一个公共建模环境,使得他们能够在其中以特征模型的形式表达自己所掌握的领域知识,并通过有效的协同自发形成能够完整和准确反映当前领域知识的特征模型。该方法的主要特点是利用环境激发效应来聚合不同利益相关者的个体领域知识。环境激发效应是一种支持大量个体以环境为媒介进行间接交互的协同机制,其主要优点是协同规模的可扩展性和协同过程的开放性:前者为支持大量利益相关者的协同建模提供了可行性,后者则为协同建模过程的长期性提供了可行性。  具体而言,本文的主要贡献包括:  提出了一种基于环境激发效应的协同式特征建模环境模型。该模型由结构模型和操作模型组成:前者定义了环境中存在的特征模型信息,后者定义了个体可以对环境施加的各种操作。个体受到环境信息的激发,通过建模操作进一步改变环境,形成“建模-激发-再建模”的正反馈回路。  提出了一种机器学习和群体协同相结合的依赖关系发现机制。该机制通过学习环境中已有的特征依赖关系,发现不同个体建立的特征模型片段之间的依赖关系,并以群体协同的方式对依赖关系的正确性进行评估和反馈,形成“发现-评估-再发现”的正反馈回路。  提出了一种基于个体仿真的协同式特征建模评估方法。该方法从能力和行为两方面对几类典型个体进行仿真,并将个体组合为仿真群体,通过实验分析群体特点和建模结果之间的因果关系,由此得到若干建模原则。  实现了一个基于Web的协同式特征建模支撑工具,并针对智能移动终端领域进行了特征建模实例研究,从建模过程和结果两方面将本文方法与传统特征建模方法进行了对比。
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