基于本体的软件可信性需求 知识体系及建模、分析与度量方法

1. 国家自然科学基金重大研究计划 可信软件理论、方法集成与综合试验平台 基于本体的软件可信性需求知识体系及建模、分析与度量方法 报告人：金芝（北京大学）

2. 对软件可信性的基本理解（1/4） • 软件的可信性是用户基于对软件的观察而生起的一种主观感受 • 这种主观感受反映了软件实际行为对用户主观期望的满足程度

3. 对软件可信性的基本理解（2/4） • 保证软件可信性的必要条件之一： • 用户的主观期望必须充分反映在用户对软件的需求之中 期望－环境－需求 三者关系 期望 需求 环境 （主观） （相对客观） （客观，但开放、复杂、多变） • 将“主观期望”客观化为“需求”过程中，环境具有决定性作用： • 相同的期望＋不同的环境  不同的需求 • 对环境的掌握越精确  得到的需求越客观、越能满足期望

4. 对软件可信性的基本理解（3/4） 在复杂、开放、动态的环境中， 一个可信的软件系统应该具备优良的环境适应能力 复杂、开放、动态的环境 导致 • 很难在开发时刻实现对环境的全面掌握 • 例如：环境可能具有的状态和性质有哪些？ 导致 • 当环境进入到一个未被事先预知的状态， • 如果软件不能对其行为进行相应的调整， • 则极有可能导致对用户期望的偏离， • 从而降低软件的可信性。

5. 对软件可信性的基本理解（4/4） 传统需求分析方法仅从“人”和“软件”两个方面，孤立地考察人与软件之间的信任关系 用户 期望 软件 需求 人 软件 信任关系 （相对主观） （相对客观） 人 软件 环境 （客观，但复杂多变） 在人－机－物相互融合的趋势下， 环境成为影响人与软件之间信任关系的关键因素之一

6. 主要研究问题 • 如何对环境进行有效的建模？ • 主要困难：由于环境的复杂性、开放性、动态性等特点，单一个体很难全面正确地理解环境，因此，也很难对环境进行全面正确的建模。 • 如何对软件的环境适应能力进行有效的建模？ • 主要困难：软件的环境适应能力涉及到各种可能的环境状态对应的软件行为规约；开放、复杂环境通常具有非常大的状态空间，因此，通过枚举的方式对软件的行为规约进行建模，不具有现实的可行性。 • 如何在需求的层次上，对软件的可信性进行有效的评估/度量？ • 主要困难：在软件没有真正开发完成并部署运行的情况下，无法实现对软件行为的直接观察，进而很难对其可信性进行准确客观的评估/度量

7. 重要研究进展之一 软 件 开 发 视 角 为实现对软件可信性知识的系统化管理，提出了一种从软件开发、计算环境、可信度度量三个视角对软件可信性知识进行建模和管理的概念框架 • 问题： • 软件的可信性是软件对外体现出的一种综合性的质量属性，涉及到众多相关因素。如何对软件可信性的相关知识进行系统化的建模和管理，是理解并进而保障软件可信性的必要前提。 • 思路： • 将软件可信性知识分解为软件开发、计算环境、及可信度度量三个视角，分别对其进行建模和管理 • 方案： • 通过软件开发视角，将软件可信性与软件开发中的各种活动和制品相关联；通过计算环境视角，将软件可信性与计算环境中的各种因素相关联；通过可信度度量视角，将可信性与具体的度量指标相关联 • 效果： • 为软件可信性的分解和建模提供了一种较为系统化的概念框架。（在后继研究中，将继续对该框架进行精化，并通过软件支撑工具实现对可信性知识的收集和管理） 计 算 环 境 视 角 可 信 度 度 量 视 角

8. 重要研究进展之一 软 件 开 发 视 角 软 件 开 发 视 角 为实现对软件可信性知识的系统化管理，提出了一种从软件开发、计算环境、可信度度量三个视角对软件可信性知识进行建模和管理的概念框架 • 问题： • 软件的可信性是软件对外体现出的一种综合性的质量属性，涉及到众多相关因素。如何对软件可信性的相关知识进行系统化的建模和管理，是理解并进而保障软件可信性的必要前提。 • 思路： • 将软件可信性知识分解为软件开发、计算环境、及可信度度量三个视角，分别对其进行建模和管理 • 方案： • 通过软件开发视角，将软件可信性与软件开发中的各种活动和制品相关联；通过计算环境视角，将软件可信性与计算环境中的各种因素相关联；通过可信度度量视角，将可信性与具体的度量指标相关联 • 效果： • 为软件可信性的分解和建模提供了一种较为系统化的概念框架。（在后继研究中，将继续对该框架进行精化，并通过软件支撑工具实现对可信性知识的收集和管理） 计 算 环 境 视 角 可 信 度 度 量 视 角

9. 重要研究进展之一 软 件 开 发 视 角 为实现对软件可信性知识的系统化管理，提出了一种从软件开发、计算环境、可信度度量三个视角对软件可信性知识进行建模和管理的概念框架 • 问题： • 软件的可信性是软件对外体现出的一种综合性的质量属性，涉及到众多相关因素。如何对软件可信性的相关知识进行系统化的建模和管理，是理解并进而保障软件可信性的必要前提。 • 思路： • 将软件可信性知识分解为软件开发、计算环境、及可信度度量三个视角，分别对其进行建模和管理 • 方案： • 通过软件开发视角，将软件可信性与软件开发中的各种活动和制品相关联；通过计算环境视角，将软件可信性与计算环境中的各种因素相关联；通过可信度度量视角，将可信性与具体的度量指标相关联 • 效果： • 为软件可信性的分解和建模提供了一种较为系统化的概念框架。（在后继研究中，将继续对该框架进行精化，并通过软件支撑工具实现对可信性知识的收集和管理） 计 算 环 境 视 角 计 算 环 境 视 角 可 信 度 度 量 视 角

10. 重要研究进展之一 软 件 开 发 视 角 为实现对软件可信性知识的系统化管理，提出了一种从软件开发、计算环境、可信度度量三个视角对软件可信性知识进行建模和管理的概念框架 • 问题： • 软件的可信性是软件对外体现出的一种综合性的质量属性，涉及到众多相关因素。如何对软件可信性的相关知识进行系统化的建模和管理，是理解并进而保障软件可信性的必要前提。 • 思路： • 将软件可信性知识分解为软件开发、计算环境、及可信度度量三个视角，分别对其进行建模和管理 • 方案： • 通过软件开发视角，将软件可信性与软件开发中的各种活动和制品相关联；通过计算环境视角，将软件可信性与计算环境中的各种因素相关联；通过可信度度量视角，将可信性与具体的度量指标相关联 • 效果： • 为软件可信性的分解和建模提供了一种较为系统化的概念框架。（在后继研究中，将继续对该框架进行精化，并通过软件支撑工具实现对可信性知识的收集和管理） 计 算 环 境 视 角 可 信 度 度 量 视 角 可 信 度 度 量 视 角