基于uml的军事需求分析及建模方法研究.doc

基于UML的军事需求分析及建模方法研究李楠摘要:针对指挥信息系统建设规模大、集成度高、系统架构组成复杂、系统生命周期无界限等特点,本文提出一种基于UML的军事需求分析及建模方法,依次从军事能力需求、系统能力需求和技术需求三个层面对指挥信息系统的军事需求进行了分析和建模。关键字:指挥信息系统军事需求需求建模UML引言指挥信息系统是运用以计算机为核心的各种技术设备,集指挥控制、情报侦察、预警探测、通信传输、电子对抗和其他信息保障于一体,可自动完成信息收集、传递、处理与分发,用于保障军队作战指挥和武器控制的电子信息系统。指挥信息系统是一个复杂的人机交互系统,涉及硬件、软件和组织机构等诸多方面的学科和技术,因此指挥信息系统的综合集成建设必须以军事需求的总体规划为源头。军事需求分析在指挥信息系统开发过程中具有方向性和决策性的意义,军事需求建模是军事需求分析过程中的一个重要阶段,一个定义良好的需求模型是保证指挥信息系统成功的前提之一。军事需求建模通过切实有效的方法和技术对所获取军事需求中的行为、特征和相关约束进行抽取和精华,构建一个准确描述系统功能和约束的需求模型。指挥信息系统建设通常以网络为核心,采用新旧系统共存的、开放式的、无界限的系统架构,规模不断扩大、集成度越来越高、系统架构组成越来越复杂,并且具有无限的系统生命周期,因此传统系统工程领域的需求开发过程无法适应其军事需求开发的需求。本文提出了一种基于UML的需求分析及建模方法,以面向对象的思想依次从军事能力需求、系统能力需求和技术需求三个层面对指挥信息系统的军事需求进行梳理、分析和建模。该方法以作战使命为需求牵引,按阶段逐步建立军事能力需求的作战任务模型,系统能力需求的指挥体制模型、作战活动模型和信息关联关系模型,技术需求的现状业务活动模型、改进业务活动模型和系统用例模型。所提出的军事需求分析过程和建模方法能够充分满足指挥信息系统新旧共存、综合集成、无界限等复杂性特点,为系统的实际建设开发提供有益支持。1 军事需求的基本概念需求是产品必须完成的工作以及必须具备的品质,反映了人们对事物的期望。IEEE软件过程标准词汇表(1997版)中将需求定义为:(1)用户解决问题或达到目标所需的条件或能力;(2)系统或系统部件为符合合同、标准、规范或其他正式文档而必须满足的条件或必须具备的能力;(3)反映上述(1)和(2)所描述的条件和能力的文档说明。在IEEE1997需求定义的基础上,结合军事领域的特点,将军事需求定义如下:(1)为完成遂行军事任务或达到军事目标所需的条件或能力;(2)在不同应用场景下,用户要求系统必须具备的条件或能力;(3)系统或系统部件为符合立项要求、标准、规范或其他正式文档而必须满足的条件或必须具备的能力;(4)反映上述(1)、(2)和(3)所描述的条件和能力的文档说明。军事需求的定义从三个层次分别阐述了军事需求的含义:军事能力需求、系统能力需求和技术需求。军事能力需求指军事系统在军事活动中必须提供的能力,具体包括在不同环境、不同阶段下承担的军事任务;系统能力需求指军事系统支持下的指挥节点组成及相互关系、各指挥节点执行的活动以及履行活动所需的信息或资源等;技术需求指军事系统必须具备的系统特性,具体包括系统功能、系统性能及功能结构,是在开发过程中对系统的约束。2 需求分析及建模方法分类指挥信息系统是一个十分复杂的系统,对其需求分析及建模的方法是近几年来的研究热点,目前比较流行的方法主要有四类:基于结构化的方法、面向信息分析的方法、面向过程控制的方法和面向对象的方法[1]。(1)基于结构化的方法基于结构化的需求分析通常采用“自顶向下逐层分解”的方式,将指挥信息系统逐层分解、抽象成具体的、可识别的子系统或功能项。数据流图(DataFlowDiagram,DFD)和IDEF0(IntegrationDefinition,IDEF)方法是目前比较常用的两种结构化分析方法。基于结构化的需求分析方法能够实现有控制的逐步完成对系统的分析,即使系统规模再大,也能保证系统分析工作有计划、有步骤、有条不紊的进行,并有效地控制系统分析的复杂性。但该方法所建立的需求模型不能直接映射转化为软件设计和编码,不能保持软件生命周期各阶段模型的连贯性。(2)面向信息分析的方法面向信息分析的需求分析是对现实客观存在的各种实体及其关系的抽象描述,即实体关系(Entity-Relationship,E-R)分析方法,基于该方法衍生出了IDEF1X等信息建模方法。面向信息分析的需求分析方法能够清楚的描述系统内实体关系,但无法对系统业务过程及信息交互等内容进行分析建模,因此比较适用于系统数据库部分的分析和设计。(3)面向过程控制的方法面向过程控制的需求分析通过描述系统状态及其随之事件的变化情况,反映系统执行的过程,其强