环境知识驱动的软件可信性需求工程方法与技术研究

软件的可信性问题已经受到软件领域包括研究者、开发者和用户等各方面人员的日益关注，但系统地识别、分析、建模软件的可信性需求是当前的一个极具挑战性的问题。本课题从软件与其将处于的环境之间的关系出发，研究软件的可信性需求，试图构建基于软件环境建模的一组针对软件可信性的需求识别、分析、建模和验证技术，并系统地建立支持软件可信性需求工程的方法和过程体系。课题主要研究内容包括：软件可信性需求知识框架，基于环境知识的软件可信性需求识别，基于模式的软件可信性需求建模和分析，软件可信性需求的冲突检测和正确性验证，环境变化驱动的软件可信性需求演化，和软件可信性需求工程过程等。除了对上述方法和技术进行研究外，本项目还将提供相应的面向软件可信性的需求工程支撑工具原型系统，并将结合特定领域的应用问题，进行实证研究。

软件系统的可信性是指软件系统的行为符合人们的预期，并且在受到操作错误、外部攻击及其它非预期环境因素的干扰下，也具有连续提供令人满意的服务的能力。本项目致力于研究软件系统的可信性需求工程方法和技术，其核心研究目标是如何保证可信软件系统需求的可信性，即：如何系统地捕获并分析软件系统的需求，使得一个满足这组需求的软件系统，在存在环境风险的情况下，也能对外提供稳定可靠的服务。具体而言，本项目针对动态开放网络环境下软件系统的特性，以软件系统环境建模为基础，研究如何从用户期望的软件系统与其环境的交互中，通过对软件系统与其环境相互作用的影响分析，并根据软件系统运行支撑平台的特点，识别、发现、和推断软件可信性需求的方法；研究软件可信性需求的满足策略/模式、基于可信性需求满足模式的软件可信性需求建模和分析技术、以及软件可信性需求随应用场景和作用环境的变化性建模和管理策略；并最终系统地建立环境知识驱动的软件可信性需求工程方法、相应的软件可信性需求工程过程、以及基于本体的软件可信性需求知识框架。在项目执行过程中，我们从软件可信需求知识框架、软件可信性需求工程和软件需求的不一致性处理等三个层面开展了深入系统的研究：提出并诠释了基于环境的可信软件的基本含义；构建了可信软件需求概念框架和本体知识库；提出并系统地构建了一种基于控制论的软件可信性需求捕获方法，以及结合环境建模的软件可信性需求分析和验证方法，制定了可信软件需求工程过程及其指南以及相应的工具原型；圆满完成了项目的研究目标。