臺灣博碩士論文加值系統

需求管理近年來於軟體工程、系統工程、及產品工程，一直都是被熱烈討論的議題，不論是對於縮短開發時程、提升產品品質或是降低管理成本，都扮演相當重要的角色。一項數據調查顯示軟體的除錯率在需求分析階段為總除錯率的56%，除錯的成本為總除錯成本的82%。美國卡內基大學軟體工程學院2001年所發表的能力成熟度整合模式(Capability Maturity Model Integration, CMMI)，其中的需求管理流程領域是目前國際上公認用來執行需求管理的參考指引，它整合了大多數國際標準，並提出了許多實施方法。不過，許多軟體業者表示，導入需求管理流程領域需要撰寫大量的文件，如果沒有好的工具，會對於原本已吃緊的開發行程更為緊迫。因此本研究試以需求管理流程領域特定方法為主，利用方面導向式使用案例(Aspectual Use Case, AUC)及統一塑模語言(Unified Modeling Language, UML)協助系統分析與設計，試開發出一套支援需求管理活動的系統，並以開發醫療影像軟體的D公司為模擬導入對象，利用非量化指標探討在系統導入後所造成的差異。

Requirement management has been widely investigated in several research territories, such as software engineering, system engineering, product engineering, and so on, for year. It always plays important roles while management teams are intending to achieve shorter development timeframe, better product quality, and/or less management cost. For software engineering, survey results have shown that, during requirement analysis stage, the debugging rate is 56% of the total number of debugs and the debugging cost is 82% of the total debugging cost. Capability maturity model integration (CMMI) is a process improvement approach announced by Software Engineering Institute (SEI) of Carnegie Mellon University on 2001. The requirement management process area in CMMI integrates most international standards and provides many implementation approaches. It has already been approved all over the world to be the best guidance for practicing requirement management. However, many software industrialists are still claiming that the introduction of requirement management process area needs to write and manage considerable amount of inevitable documentations. Therefore, this research uses specific practices of requirement management process area as major requirements, and utilizes aspectual use case and unified modeling language to help system analysis, design, and development of a system for supporting requirement management activities. In order to investigate practical benefits of implementation of the system, this research uses a company as a case study. The major business of this company is development of management software system for medical images.

目錄
摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VIII
表目錄 XI
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 研究架構與流程 5
第2章 背景研究與文獻探討 7
2.1 CMM / CMMI 7
2.2 CMMI表述方式與流程領域 9
2.2.1 階段式表述(Staged Representation) 9
2.2.2 連續式表述(Continuous Representation) 13
2.2.3 流程領域(Process Area) 16
2.3 CMMI需求管理流程領域 17
2.3.1 需求管理 17
2.3.2 特定目標 20
2.3.3 特定執行方法 21
2.3.4 需求管理流程 23
2.4 需求分析工程 24
2.4.1 觀點式方法 25
2.4.2 方面導向式需求工程 26
2.4.3 方面使用案例 29
2.5 方面導向式軟體開發 33
2.5.1 方面導向式設計 33
2.5.2 統一塑模語言用於方面導向式設計 37
2.5.3 開發工具 41
第3章 系統分析與設計 44
3.1 需求分析 44
3.1.1 功能性需求 44
3.1.2 使用案例圖 47
3.1.3 非功能性需求 50
3.1.4 整合非功能性需求 51
3.1.5 確認橫跨性需求 53
3.2 系統設計 54
3.2.1 系統架構圖 54
3.2.2 類別圖 55
3.2.3 順序圖 57
3.2.4 活動圖 59
3.3 系統實作 61
3.3.1 非功能性需求元件實作 61
3.3.2 功能性需求元件實作 66
第4章 系統模擬導入 73
4.1 個案研究 73
4.1.1 案例簡介 73
4.1.2 問題描述 73
4.1.3 流程改善 76
4.2 模擬導入 77
4.2.1 產生需求 78
4.2.2 需求審查 78
4.2.3 需求變更 81
4.2.4 需求追溯 83
4.3 導入後之差益 84
第5章 結論與未來研究方向 87
5.1 結論 87
5.2 未來研究方向 88
參考文獻 89
附件1 : AOP Library for PHP 97


圖目錄
圖1-1各週期缺失矯正的支出比率 3
圖1-2研究流程 6
圖2-1影響CMMI主要模式的時間對照表[Kulpa & Johnson, 2003] 9
圖2-2階段式表述結構[CMMI Product Team, 2002] 12
圖2-3連續式表示結構[CMMI Product Team, 2002] 14
圖2-4需求生命週期模型[Carlshamre, & Regnell, 2000] 19
圖2-5需求管理流程領域[Phillips, 2001] 22
圖2-6需求管理流程圖 24
圖2-7 VORD流程[Kotonya, & Sommerville, 1996] 26
圖2-8 AORE模型[Rashid, A., et al. 2002] 28
圖2-9 使用案例模型 30
圖2-10 Aspectual Use Case模型[Araujo, & Moreira, 2003] 31
圖2-11加入延伸與包含條件的使用案例模型 32
圖2-12加入限制的使用案例模型 32
圖2-13 Aspect模組[林經緯、陳恭，2005] 37
圖2-14 UML合作圖 38
圖2-15 UML類別圖 39
圖2-16加入Aspect的UML類別圖 40
圖2-17加入Aspect的UML合作圖 41
圖3-1使用案例模型 47
圖3-2產生需求使用案例圖 48
圖3-3需求審查使用案例圖 48
圖3-4需求變更使用案例圖 49
圖3-5需求追溯作業 49
圖3-6加入非功能性需求的產生需求使用案例圖 51
圖3-7加入非功能性需求的需求審查使用案例圖 52
圖3-8加入非功能性需求的需求變更使用案例圖 53
圖3-9需求管理系統架構圖 54
圖3-10需求管理系統類別圖 55
圖3-11順序圖(一) 58
圖3-12順序圖(二) 59
圖3-13活動圖 60
圖4-1需求樹狀檢視 78
圖4-2需求審查畫面 79
圖4-3需求轉換成工作任務 80
圖4-4人員承諾 80
圖4-5差異記錄 82
圖4-6需求變更 82
圖4-7變更追溯 83
圖4-8需求水平追溯表 84
圖4-9需求垂直追溯 84


表目錄
表2-1：階段式與連續式表述的比較 10
表2-2 特定執行方法目的及活動 22
表3-1功能性需求 45
表3-2非功能性需求 50
表3-3具橫跨性考量的非功能性需求 50
表3-4元件間相互關係 56
表3-5 JoinPoint和其他元件間關係 57

英文部份
Araujo, J., and Coutinho, P. “Identifying Aspectual Use Cases Using a Viewpoint-Oriented Requirements Method,” Early Aspects Workshop Papers, Boston U.S.A. (2003).

Araujo, J., and Moreira, A. “An Aspectual Use-Case Driven Approach,” Early Aspects Workshop Papers, Boston U.S.A.(2003)

Araujo, J., Moreira, A., Brito, I., and Rashid, A. “Aspect-oriented Modelling with UML”, Workshop: Aspected-oriented Modelling with UML, Dresden, Germany, (October 2002).

Baligand, F., and Monfort, C. “A Concrete Solution for Web Services Adaptability Using Policies and Aspects,” ICSOC ’04, 2nd International Conference on Service Oriented Computing, New York City, NY, USA. (2004).

Boehm, B.W. Software engineering economics, Prentice-Hall (1979).

Booch, G., Jacobsen, I., and Rumbaugh, G. “UML Summary (Version 1.1)”, Rational Cooperation Report, Santa Clara, U.S.A., (1997).

Buhr, R.J.A., and Casselman, C.S. Use Case Maps for Object-Oriented Systems. Prentice Hall (1996).

Carlshamre. P., and Regnell, B. “Requirements Lifecycle Management and Release Planning in Marker-Driven Requirements Engineering Processes,” 11th International Workshop on Database and Expert System Applications, pp.961-965 U.K. (2000).

Chen, K., and Huang, C.M. “A Practical Aspect Framework for Enforcing Fine-Grained Access Control in Web Applications,” First Information Security Practice and Experience Conference (ISPEC 05) Lecture Notes in Computer Science 3439, (2005).

Cheung, S.O., Suen, H.C.H., Cheung, K.K.W. “PPMS: a Web-based construction Project Performance Monitoring System”, Journal of Automation in Construction, ELSEVIER , No.13, pp.361-376(2004).

Chrissis, M.B., Konrad, M., and Shrum, S. CMMI® Guidelines for Process Integration and Product Improvement, Addison Wesley, Carnegie Mellon Software Engineering Institute (June 2005).

CMMI Product Team. “CMMI-SE/SW/IPPD/SS Version 1.1 Stage Representation CMU/SEI-2002-TR-011”, Technology Report, Pittsburgh, U.S.A. (2002).

CMMI Product Team. “CMMI-SE/SW/IPPD/SS Version 1.1 Continuous Representation CMU/SEI-2002-TR-012”, Technology Report, Pittsburgh, U.S.A. (2002).

Crosby, P.B. Quality is Free, McGraw-Hill, New York. (1997).

Diaz, M., and Sligo, J. “How Software Process Improvement Helped Motorola,”IEEE Software, Vol.14, Mo.5, 75-81. (1997).

Grundy, J.C. “Aspect-oriented Requirements Engineering for Component-based Software Systems,” Proceedings of the 4 th IEEE Symposium on Requirements Engineering, Limerick, Ireland, June 8-11, IEEE CS Press, pp. 84-91 (1999).

Jacobson, I. Object-Oriented Software Engineering – A Use Case Driven Approach, Addison-Wesley. (1992).

Jacobson, I.“Use Cases and Aspects–Working Seamlessly Together ,” Journal of Object Technology, (2003).

Kande, M.M., Kienzle, J., and Strohmeier, A. “From AOP to UML – A Bottom-Up Approach, Aspect-Oriented Modeling with UML,” workshop at the 1st International Conference on Aspect-Oriented Software Development, (2002).

Kautz, K. “Software Process Improvement In Very Small Enterprises: Dose It Pay Off?,” Software Process Improvement and Practice, pp.209-226. (1998).

Kiczales, G., Lamping, J., Mendhekar, A., Maeda, C., Lopes, C., Loingtier, J.-M., and Irwin, J. “Aspect-oriented programming,” ECOOP''97 --- Object-Oriented Programming, 11th European Conference, LNCS 1241, pp. 220--242, (1997).

Klaeren, H., Pulvermueller, E., Rashid, A., and Speck, A. “Aspect Composition Applying the Design by Contract Principle,” 2nd International Symposium on Generative and Component-based Software Engineering (GCSE), Springer-Verlag, LNCS 2177, pp. 57-69 (2000).

Kotonya, G., and Sommerville, I. “Requirement engineering with viewpoints,” Software Engineering Journal, (1996).

Kulpa, M.K., and Johnson, K.A. Interpreting the CMMI® , Auerbach. (2003).

McGibbon, T. “A Business Case for Software Process Improvement Revised – Measuring ROI from Software Engineering and Management,” A DACS State-of-the-Art Report (1992).

Muller, P.A. Instant UML, Wrox. (1997).

Ortiz, G., Hernandez, J., and Clemente, P.J. “Building and Reusing, Web Service Choreographies by Using Aspect-Oriented Techniques” Proc. of the WorkShop on Best Practices and Methodologies in Service-oriented Architectures: Paving the Way to Web-services Success at the Object-Oriented programming, Systems, Languages and Applications Conference (OOPSLA), Vancouver, Canada (2004).

Phillips, M. “CMMI v1.1 Overview”, CMMI Technology Conference, Pittsburgh, U.S.A. (2001).

Rashid, A., et al. “Early Aspects: A Model for Aspect-Oriented Requirements Engineering,” IEEE Joint International Requirements Engineering Conference (2002).

Rumbaugh, J., Jacobson, I., and Booch, G.. The Unified Modeling Reference Manual, Addison Wesley Longman Inc., Reading, MA (1999).

Sommerville, I., and Sawyer, P. “Viewpoints: principles, problems and a practical approach to requirements engineering ,” - Annals of Software Engineering, - Springer. (1997).

Sutcliffe, L. “Requirements engineering: processes and techniques,” Computing & Control Engineering Journal, (1999).

Tesanovic, A., Nystrom, D., Hansson, J., and Norstrom, C.“Aspects and Components in Real-Time System Development: Towards Reconfigurable and Reusable Software.” Journal of Embedded Computing, Vol. 1, No. 1 (2004).

The Standish Group, Chaos. “Standish Group Report”, (2000).

Titan Systems Corporation. “Return on Investment of Independent Verification and Validation – Indirect Benefits,”NASA IV&V Facility Phase IIA Report. (2003).

Viega, J., Bloch, J.T., and Chandra, P. “Applying Aspect-Oriented Programming to Security,” Cutter IT Journal, 14, No.2, pp31-39, (2001).

Watts, H. Managing the Software Process, Addison-Wesley, Reading, MA (1989).

West, M. Real Process Improvement Using the CMMI®, Auerbach (2004).

Whitten, J.L., Bentley, L.D., and Dittman, K.C. Fundamentals of Systems Analysis and Design Methods, McGraw-Hill (2004).

Zhang, L., and Liu, R. “Aspect-Oriented Real-Time System Modeling Method Based on UML,” 11th IEEE International Conference on Embedded and Real-Time Computing Systems andApplications (RTCSA''05), pp. 373-376 (2005).


中文部份
王村文，「支援CMMI之建構管理系統研發」，碩士論文，成功大學資訊工程研究所，台南(2004)。

王志龍，「CMMI Level II & Level III於軟體發展過程中需求分析之比較」，碩士論文，國立中山大學資訊管理研究所，高雄(2004)。

朱彗德、蔡志雄(2001)，軟體能力成熟度模式，軟體產業通訊，40(6)，19-27，2001年。

李慶章 譯，Kathy Schwalbe著，資訊科技專案管理，滄海書局，台北 (2003)。

阮渥豪，「運用統一塑模語言於群體註解系統之設計」，碩士論文，國立中山大學資訊管理研究所，高雄(2003)。

林經緯、陳恭，「運用剖面導向技術研製網路應用程式之可設定式細緻化存取控管」，第十五屆資訊安全會議，台中(2005)。

洪志偉，「使用六標準協助導入能力成熟度整合模式」，碩士論文，世新大學資訊管理研究所，台北(2005)。

姚俊羽，「能力成熟度整合模式之導入-以文件管理系統為例」，碩士論文，銘傳大學資訊管理研究所，桃園(2004)。

財團法人資訊工業策進會 資訊系統實驗室，CMMI導入指引 V1.0，經濟部技術處，台北，2002年。

張文貴，CMM之重點及其教育訓練之實施，軟體產業通訊44(9)，31-41，2002年。

張文燈，「運用工具掌握CMMI需求」，iThome企業軟體技術應用專刊，2005年1月。

張孟儒，「應用Personal Ontology於會議排程決策支援系統之研究」，碩士論文，長榮大學經營管理研究所，台南(2004)。

陳政雄，「軟體能力成熟度整合模式下的專案管理流程領域對軟體品質成本影響之研究」，碩士論文，國立中正大學資訊管理研究所，嘉義(2004)。

陳裕昌、蔡志弘、李榮貴、羅展興，「分散式軟體工廠軟體開發模式之研究」，機械工業雜誌，2006年3月。

黃端祥，「台灣中小型軟體組織如何實施CMMI Level 2」，碩士論文，中原大學資訊管理研究所，桃園(2004)。

經濟部工業局，軟體技術文件指引手冊(網路版)，技術報告，台北。

楊勝富，「以方向導向程式設計之軟體追蹤工具之設計與實做」，碩士論文，逢甲大學資訊工程研究所，台中(2005)。

潘振宇，「基於本體論用於軟體維護之需求追溯服務」，碩士論文，成功大學工程科學系，台南(2005)。

網站
Dmitry. S., “AOP Library for PHP 2.0” http://www.phpclasses.org/browse/package/2633.html (2005)