文档介绍：一种集成目标和问题分析的
需求知识建模方法研究与实现
Modelling Requirements Patterns
with a Goal and PF Integrated
Analysis Approach
(申请清华大学工程硕士专业学位论文)
培 养 单 位 ： 软件学院
工程领域： 软件工程
申 请 人 ： 杨经纬
指导教师： 刘 璘 副教授
二○○九年五月
关于学位论文使用授权的说明
本人完全了解清华大学有关保留、使用学位论文的规定，即：
清华大学拥有在著作权法规定范围内学位论文的使用权，其中包
括：（1）已获学位的研究生必须按学校规定提交学位论文，学校可以
采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生上交的学位论文；（2）为
教学和科研目的，学校可以将公开的学位论文作为资料在图书馆、资
料室等场所供校内师生阅读，或在校园网上供校内师生浏览部分内
容。
本人保证遵守上述规定。
（保密的论文在解密后遵守此规定）
作者签名： 导师签名：
日 期： 日 期：
摘 要
在长期的软件开发实践过程中，项目经理、系统分析师和设计专家积累了
相当多的需求知识。近期，一些软件工程师和相关领域的研究人员开始将他们
拥有的这部分知识，总结提炼成一种新的形式——需求模式。这些模式致力于
帮助软件工程师从粗线条的问题环境描述中获取完整的、一致的、可实现的需
求规格说明。但遗憾的是，大部分的需求模式都是以自然语言的形式来描述的，
这给软件开发的新手们灵活高效的使用这些模式带来了一些困难。因此，我们
十分需要一种具有结构化的建模方法来描述这些需求模式，从而在更大程度上
推动需求获取和需求分析的自动化。
在现有的诸多需求建模方法中，基于意图的需求分析框架（i*框架）和问题
框架方法（PF）都具有着各自独特的优势。从建模思路上来看，i*框架进行由整
体到局部的意图分析，而 PF 方法可以将局部的子问题整合成全局的原始问题，
两种方法的这种互补特性使得它们的结合成为可能。从建模内容上来看，i*框架
针对系统设计的上层意图分析和 PF 方法对系统运行态的实时描述很好的覆盖了
需求知识中的基本内容。因此我们提出一种由 i*框架和 PF 方法相结合的建模方
法 iPF，并对需求知识进行建模实践。通过应用 iPF 建模，需求模式成为了需求
知识模型；通过意图依赖关系分析，不同需求模式之间的结构关系被重新组织
和梳理；通过由 i*模型向 PF 模型过渡，需求模式内容中的不同设计方案也与具
体的系统行为衔接了起来；通过全局问题分析，需求模式中关于系统局部功能
点的不同实现方案被放到了整个系统范围内来讨论。通过这样的建模过程，我
们先后使用自顶向下和自底向上的方法对需求模式“扫描”了两次，大部分的
需求知识以模型的形式得到了表达。
基于我们提出的需求知识建模方法 iPF，我们选用了领域专家 Stephen
Withall 的 37 个需求模式作为知识源，对每个需求模式进行解析，再对获得的模
型碎片进行分步整合，取得了良好的建模效果。另外我们还对现有的目标建模
工具 OME3 进行了 PF 框架的插件开发，以满足 iPF 建模实践的需要。
关键词：需求模式 意图分析 问题分析 整合方法
I
Abstract
Recently, software engineers and researchers start generating and
representing reusable requirements knowledge in the form of requ