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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:楊文賓
研究生(外文):Yang, Wen-Pin
論文名稱:以SysML為基礎的需求塑模及模型自動轉換
論文名稱(外文):SysML-Based Requirement Modeling and Model Auto-Transformation
指導教授:朱正忠朱正忠引用關係
口試委員:何信瑩吳毅成楊朝棟張志宏
口試日期:2014-01-03
學位類別:碩士
校院名稱:東海大學
系所名稱:資訊工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:73
中文關鍵詞:需求工程系統塑模語言需求擷取樣板模型轉換語言模型轉換規則模型自動轉換
外文關鍵詞:Requirements EngineeringSystem Modeling Language (SysML)Requirements Elicitation TemplateALTAS Transformation Language (ATL)Model Transformation RulesModel Auto-Transformation
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在開發軟體系統的生命週期中,軟體系統的需求管理是很重要的一個環節,但同時卻也是最常被忽略的部份。一個好的系統需求管理不僅可以幫助開發人員實作出符合使用者需求的系統,另外在與使用者之間的溝通也扮演了一個重要的角色。最常被用來描述與記錄系統需求的方法則是使用自然語言,然而使用自然語言卻也常常伴隨著許多的人為因素在內,進而造成與使用者之間的溝通不良、錯誤或模稜兩可的需求分析以及不一致的系統需求規格等相關問題。因此,為了避免錯誤的需求分析而導致日後系統開發的困難,適當的需求管理方法與工具便成為不可或缺。需求工程定義了一系列標準化的流程與方法來幫助開發人員有效率建立完整且正確的系統需求,同時也為系統需求管理提供一個良好的基礎。
本論文使用系統塑模語言工具來為使用者的系統需求塑模,同時依據需求擷取樣板的資訊來引導使用者提出明確及完整的系統需求,最後再透過模型轉換語言定義的模型轉換規則將系統需求圖自動轉換成其它類型的模型圖。讓開發人員能夠以更便捷的流程與圖形化的界面來達到系統需求的擷取、分析與驗證,以確保所開發的軟體系統可以滿足使用者所提出的系統需求。

The requirement management is a very important link in the life cycle of software system development process, but in the mean time, is often ignored. A good system requirement management can not only help developers to implement the system which conforms to the users’ requirement but also play an important role of communication between developers and users. The most common approach is to describe and record system requirements by using natural language, which may cause several problems such as misunderstandings, imprecision, ambiguity and inconsistency requirement specification. Hence, in order to prevent the difficulties for developing the system by such requirements in the later phase, the proper methods and tools for the requirement management are necessary. The Requirements Engineering (RE) defines a serial standardized procedures and methods to help developers to generate system requirements effectively, completely, and precisely. It also provides a useful fundamental for system requirements management.
In this paper, we propose an approach to describe and model users’ system requirements by using SysML system modeling language and according to the requirements elicitation template we can guide the users to provide explicit and complete system requirements. Eventually, we are going to transform requirements diagram to another type of diagrams automatically through model transform rules which defined by ATL model transformation language. Our purpose is to provide a convenient procedure and graphical interface to elicit, analyze, validate and verify system requirements and to ensure that the software system can satisfy users’ needs.

摘要 iii
Abstract iv
誌謝 v
目錄 vi
圖目錄 ix
表目錄 xi
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 研究方法與步驟 2
1.4 章節導讀 3
第二章 背景知識與相關研究 4
2.1 需求工程 4
2.1.1 需求擷取 5
2.1.2 需求分析 5
2.1.3 需求確認 5
2.1.4 需求協商 6
2.1.5 需求記錄與管理 6
2.2 UML統一塑模語言 6
2.3 OMG SysML系統塑模語言 7
2.4 UML Profile 9
2.5 ATL模型轉換語言 9
2.5.1 ATL簡介 9
2.5.2 ATL模型轉換方法基本原理 10
2.5.3 ATL模型轉換語言基本架構 10
2.6 OMG OCL物件限制語言 14
2.7 Eclipse Papyrus 15
第三章 研究方法 16
3.1 使用者需求擷取 17
3.2 需求樣板Profile 23
3.2.1 Stereotype 23
3.2.2 Profile 列舉清單 24
3.2.3 Profile OCL限制條件 24
3.3 SysML需求塑模 25
3.4 ATL模型轉換 25
3.4.1 需求圖與使用案例圖對應關係 25
3.4.2 使用案例圖轉換定義-Header 27
3.4.3 使用案例圖轉換定義-Helpers 27
3.4.4 使用案例圖轉換定義-Rules 28
3.4.5 需求圖與狀態圖對應關係 33
3.4.6 狀態圖轉換定義-Header 34
3.4.7 狀態圖轉換定義-Helpers 35
3.4.8 狀態圖轉換定義-Rules 35
第四章 研究案例實作 44
4.1 開發環境架構 44
4.2 開發環境介面 45
4.3 ERS需求樣板Profile 46
4.3.1 建立Profile專案 46
4.3.2 建立Profile元素及設定屬性 47
4.3.3 Define Profile 48
4.4 ERS需求塑模 50
4.4.1 建立需求圖及設定屬性 50
4.4.2 套用Profile 50
4.4.3 套用Stereotype 51
4.4.4 驗證模型 53
4.5 ERS模型轉換 54
4.5.1 建立ATL模型轉換專案 55
4.5.2 建立ATL模型轉換檔案 55
4.5.3 設定模型轉換配置屬性 56
4.5.4 執行轉換程式 58
4.5.5 模型轉換結果初始化 59
第五章 結論與未來方向 61
參考文獻 62
附錄一 Eclipse整合開發環境版本資訊 64
附錄二 使用案例圖模型轉換程式碼 65
附錄三 狀態圖模型轉換程式碼 69

[1]Bowles, J. B. "Better software reliability by getting the requirements right". Reliability and Maintainability Symposium, 2006. RAMS '06. Annual, pp. 110-115, 2006.
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