前沿技术课程报告
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计算机科学领域的前沿技术研究报告引言计算机科学是一门不断发展的学科,不断涌现出新的前沿技术。
本文旨在探讨计算机科学领域的前沿技术,包括机器学习、深度学习、人工智能、区块链等。
通过分析其原理、应用场景和未来发展趋势,为读者提供一个全面了解计算机科学前沿技术的视角。
一、机器学习机器学习是一种基于数据的学习方法,通过利用数据来训练模型,让机器能够自动识别模式和规律。
在大数据时代,机器学习已经成为数据挖掘和人工智能的重要基础。
机器学习的应用包括图像识别、语音识别、自然语言处理、推荐系统等领域。
机器学习的主要原理是让机器通过学习数据的规律来识别模式,并能够通过对新数据的分析和预测。
机器学习包括监督学习、无监督学习、半监督学习和强化学习等多种方法。
机器学习的应用场景非常广泛。
例如,在医疗领域,机器学习可以帮助医生快速诊断疾病,预测疾病的风险,并为患者提供个性化的治疗方案。
在金融领域,机器学习可以帮助银行预测客户的信用评级,识别欺诈行为,并优化风险管理策略。
在制造业领域,机器学习可以优化生产线的运行,预测设备的故障,提高生产效率。
未来,机器学习将继续发展,特别是在大数据和人工智能领域。
随着数据量的不断增加和硬件性能的提高,机器学习将具有更广泛的应用场景,例如自动驾驶、智能家居、智能机器人等。
二、深度学习深度学习是一种基于神经网络的机器学习方法。
与传统的机器学习方法相比,深度学习具有更强的自我学习和自我优化能力,能够处理更加复杂的数据模式和规律。
深度学习的应用包括图像识别、自然语言处理、语音识别、游戏AI等领域。
深度学习的主要原理是通过多层神经网络来提取和学习数据的特征,并通过反向传播算法来更新网络参数,从而不断优化网络性能。
深度学习的应用场景非常广泛。
例如,在图像识别领域,深度学习可以识别物体、人脸、车辆等,广泛应用于智能安防、人脸识别、自动驾驶等场景。
在自然语言处理领域,深度学习可以帮助机器理解和生成语言,例如智能客服、智能翻译、语音识别等。
人工智能课程报告一、引言人工智能(Artificial Intelligence, AI)作为一门前沿的学科,近年来备受关注。
随着技术的不断发展和应用的普及,人工智能已经深入到我们的日常生活中。
这门课程旨在介绍人工智能的基本概念、原理和应用,对于培养学生的创新思维和解决实际问题的能力具有重要意义。
二、人工智能的基本概念1. 人工智能的定义人工智能是模拟人类智能的一门科学,旨在开发出能够感知、理解、学习、推理和决策的智能系统。
这些系统可以通过算法和数据进行训练和优化,以实现各种智能任务。
2. 人工智能的发展历程人工智能的理论和技术起源于20世纪50年代,经历了多个阶段的发展。
最初,人工智能主要集中在推理和问题求解上,后来逐渐演变为关注知识表示与推理、机器学习、感知和认知等领域。
3. 人工智能的现状与挑战尽管人工智能在一些领域取得了突破性的进展,如图像识别、语音识别和智能机器人等,但是仍然面临着一些挑战。
例如,对于复杂、模糊或主观的问题,人工智能系统可能存在误判的风险。
此外,人工智能的伦理和社会影响也是人们关注的焦点。
三、人工智能的原理与方法1. 机器学习机器学习是人工智能的核心方法之一。
它通过构建数学模型和算法,使计算机能够通过数据自动学习和改进性能,从而实现各种任务。
机器学习可以分为监督学习、无监督学习和强化学习等不同类型。
2. 深度学习深度学习是机器学习的一个重要分支,通过建立深层神经网络模型来模拟人脑的神经元网络。
深度学习在图像、语音和自然语言处理等领域具有显著优势,并取得了许多令人瞩目的成果。
3. 自然语言处理自然语言处理是人工智能的另一个重要领域,涉及语言理解、语言生成、机器翻译等任务。
通过将人类语言转化为计算机可处理的形式,可实现对大规模文本数据的分析和理解。
四、人工智能的应用领域人工智能在众多领域都有广泛的应用。
以下是几个典型的应用领域:1. 交通与智能城市人工智能可以实现智能交通系统,包括交通监控、交通预测和城市规划等。
电子信息科学与技术前沿报告
电子信息科学与技术前沿报告
一、引言
在当今科技发展的快速进步下,电子信息科学与技术在各个领域中发挥着重要作用。
本报告旨在探讨当前电子信息科学与技术的前沿领域及其发展趋势,为研究人员和相关从业人员提供参考和指导。
二、背景分析
⒈电子信息科学与技术领域的重要性和应用范围
⒉前沿领域的研究意义和创新点
三、与机器学习
⒈的定义和分类
⒉机器学习的基本原理和方法
⒊前沿领域的研究进展和应用案例
⒋未来发展趋势及挑战
四、物联网技术与应用
⒈物联网的概念和架构
⒉物联网的关键技术和标准
⒊前沿应用案例和商业模式
⒋发展趋势和未来展望
五、量子计算与量子通信
⒈量子计算的基本原理和关键技术
⒉量子通信的基本原理和关键技术
⒊前沿领域的研究进展和应用案例
⒋发展趋势和挑战
六、5G通信技术
⒈ 5G通信的关键技术和应用场景
⒉ 5G通信的标准和频谱分配
⒊ 5G通信网络的架构和协议
⒋前沿应用案例和商业模式
⒌发展趋势和未来展望
七、生物传感技术与医疗应用
⒈生物传感技术的原理和分类
⒉生物传感技术在医疗领域的应用案例
⒊前沿研究进展和发展趋势
八、附件
本文档涉及的附件请参见附件部分。
九、法律名词及注释
本文档中涉及的法律名词及其注释如下:
⒈法律名词1:注释1
⒉法律名词2:注释2
⒊法律名词3:注释3。
课程名称学科前沿专业班级学生姓名学号指导教师理学院学科前沿课程研究报告21世纪,随着现代科学技术的飞速发展,人类历史即将进入一个崭新的时代──信息时代。
其鲜明的时代特征是,支撑这个时代的诸如能源、交通、材料和信息等基础产业均将得到高度发展,并能充分满足社会发展及人民生活的多方面需求。
根据对国内外电子科学与技术行业的现状和发展趋势分析,美国、西欧、日本、韩国、台湾地区的电子科学与技术产业已经步入上升轨道。
中国随着市场开放和外资的不断涌入,电子科学与技术产业开始焕发活力。
中国“十一五”规划的建议书将信息产业列入重点扶植产业之一,中国军事和航天事业的蓬勃发展也必然带动电子科学与技术行业的发展和内需。
中国电子科学与技术产业将有一个明显的发展空间,高科技含量的自主研发的产品将进入市场,形成自主研发和来料加工共存的局面;中国大、中、小企业的分布和产品结构趋于合理,出口产品将稳步增加;高技术含量产品将向民用化发展,必然促进产品的内需和产量。
一、电子信息科学学科领域的技术电子信息科学学科领域的技术包括:微电子技术、嵌入式系统技术、计算机控制技术、通信技术、传感器技术等。
二、电子科学学科领域各技术的现状分析1、微电子技术现状分析微电子技术一般是指以集成电路技术为代表,制造和使用微小型电子元器件和电路,实现电子系统功能新型技术,主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。
由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路,因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术,是信息社会的基石。
微电子技术相关行业主要是集成电路行业和半导体制造行业,它们既是技术密集型产业,又是投资密集型产业,是电子工业中的重工业。
与集成电路应用相关的主要行业有:计算机及其外设、家用电器及民用电子产品、通信器材、工业自动化设备、国防军事、医疗仪器等。
1)国际情况:微电子工业发展的主导国家是美国和日本,发达国家和地区有韩国和西欧。
前沿讲座课程报告一、引言本篇报告就前沿讲座课程进行总结和回顾,该课程旨在向学生们介绍当前最新的科技和学术领域的发展动态,以促进他们的学术兴趣和知识深度。
通过参加这场课程,学生能够接触到各种领域的前沿知识和最新研究成果,从而更好地为自己的未来发展做准备。
以下是对几次讲座的简要总结和感想。
二、讲座一:人工智能的发展趋势本次讲座主要介绍了人工智能领域的发展趋势和应用前景。
讲座嘉宾是一位在人工智能领域具有丰富经验的专家,他向我们介绍了人工智能在医疗、交通、金融等多个领域的应用案例,并分享了他对人工智能未来发展方向的看法。
他指出,人工智能的发展正处于飞速的增长阶段,未来人工智能将在各个领域发挥更重要的作用。
他提到,人工智能在医疗领域的应用有望提高医疗诊断的准确率,使得疾病的早期筛查更加容易。
在交通领域,人工智能可以帮助优化交通流量,提高道路安全性。
而在金融领域,人工智能可以通过数据分析和预测,提高投资决策和风险控制的能力。
听完这次讲座,我对人工智能的前景有了更为清晰的认识。
我深刻感受到了人工智能对于社会发展的巨大潜力,也明确了自己在未来发展中需要关注和学习的方向。
三、讲座二:区块链技术解析区块链技术是近年来备受瞩目的新兴技术,本次讲座深入浅出地向我们介绍了区块链技术的原理和应用。
讲座嘉宾是一位在区块链领域具有丰富经验的开发者,他通过一系列生动的案例和实践,让我们更好地理解了区块链技术的工作原理和应用场景。
讲座嘉宾首先介绍了区块链的基本概念和由来,他解释了区块链是如何通过去中心化和分布式账本的方式,保证数据的安全性和可靠性。
随后,他重点介绍了区块链在数字货币、供应链管理和智能合约等方面的应用。
他还强调了区块链技术在数据隐私保护和信任建立方面的重要作用。
通过这次讲座,我对区块链技术有了更深入的了解。
我认识到区块链技术不仅仅是数字货币的基础,还有着广泛的应用前景。
我希望在未来的学习和研究中,能够深入探索和应用这一领域的知识。
控制科学发展前沿课程论文报告引言:控制科学是一门研究如何使系统按照既定要求运行的学科,它涉及到各个领域的应用,如工业自动化、航空航天、生物医学等。
随着科技的不断进步,控制科学也在不断发展,涌现出许多前沿课题。
本文将探讨控制科学发展的一些前沿课程,并分析其在实际应用中的意义。
一、深度强化学习在控制系统中的应用深度强化学习是近年来兴起的一种人工智能技术,它结合了深度学习和强化学习的方法,可以用于控制系统的优化和决策。
通过构建深度神经网络模型,系统可以自主学习和优化控制策略,从而实现更高效、更精确的控制。
这种方法在机器人控制、交通系统优化等领域具有广泛的应用前景。
二、自适应控制理论的研究与应用自适应控制理论是一种针对系统参数变化和外部干扰的自适应调节方法。
它通过实时监测系统状态和参数变化,采用适应性算法来调整控制器参数,从而实现对系统的自适应控制。
自适应控制理论在飞行器、电力系统等领域的应用中,能够提高系统的稳定性和鲁棒性,具有重要的实践意义。
三、基于模型预测控制的研究与应用模型预测控制是一种基于系统模型的控制方法,它通过预测系统的未来状态和输出,优化控制策略,从而实现对系统的优化控制。
该方法在化工过程、智能电网等领域的应用中,能够实现对复杂系统的精确控制,提高系统的性能和效率。
四、多智能体系统的协同控制研究多智能体系统是由多个智能体组成的系统,智能体之间通过通信和协作实现系统的控制和决策。
多智能体系统的协同控制研究旨在解决智能体之间的信息传递和决策合作问题,从而实现系统整体性能的优化。
这种方法在无人车辆、机器人编队等领域的应用中,能够实现多个智能体之间的高效协同工作,具有广阔的应用前景。
五、量子控制理论的研究与应用量子控制理论是一种研究如何控制量子系统行为的学科,它在量子计算、量子通信等领域具有重要的应用价值。
量子控制理论通过设计合适的控制脉冲序列,实现对量子系统的精确控制和操作。
这种方法在量子计算机、量子通信等领域的应用中,能够提高量子系统的稳定性和精确性,推动量子技术的发展。
一、实习背景随着科技的飞速发展,电子技术已经渗透到我们生活的方方面面。
作为新时代的大学生,我们有必要紧跟科技发展的步伐,了解并掌握电子技术的最新动态。
为了提高自己的实践能力,我参加了电子技术前沿实习,旨在深入了解电子技术的最新进展,为将来的工作和发展打下坚实基础。
二、实习目的1. 了解电子技术的最新发展动态,拓宽自己的知识面;2. 提高自己的动手能力,掌握电子产品的制作与调试技巧;3. 培养自己的创新意识,提高解决实际问题的能力;4. 增强团队协作能力,学会与他人共同完成任务。
三、实习内容1. 实习单位简介实习单位为我国某知名电子科技公司,主要从事电子产品的研发、生产与销售。
公司拥有一支专业的研发团队,在电子技术领域具有较高的知名度。
2. 实习项目(1)项目一:物联网技术在物联网技术项目中,我们学习了传感器、通信模块、云计算等相关知识,并参与了基于物联网技术的智能家居系统的设计与实现。
通过该项目,我们掌握了物联网技术的核心概念和实现方法。
(2)项目二:人工智能在人工智能项目中,我们学习了机器学习、深度学习等相关知识,并参与了基于人工智能的图像识别系统的设计与实现。
通过该项目,我们了解了人工智能技术的发展趋势和应用场景。
(3)项目三:5G通信技术在5G通信技术项目中,我们学习了5G网络的基本原理、关键技术以及应用场景。
通过该项目,我们了解了5G通信技术的发展前景和在我国的发展现状。
3. 实习过程(1)前期准备在实习开始前,我们参加了公司组织的培训,学习了相关理论知识,为实习奠定了基础。
(2)项目实施在项目实施过程中,我们按照项目进度,完成了各项任务。
在遇到问题时,我们积极向导师请教,不断改进设计方案。
(3)项目总结在项目结束后,我们对项目进行了总结,分析了项目过程中的优点和不足,为今后的工作积累了经验。
四、实习收获1. 提高了自身理论知识水平,掌握了电子技术的最新动态;2. 增强了动手能力,学会了电子产品的制作与调试技巧;3. 培养了创新意识,提高了解决实际问题的能力;4. 增强了团队协作能力,学会了与他人共同完成任务。
自动化学科前沿报告一、引言自动化学科作为一门跨学科的领域,涵盖了控制理论、计算机科学、信息技术、机械工程等多个学科。
随着科技的不断发展,自动化学科在工业生产、航空航天、生物医疗、环境保护等领域发挥着越来越重要的作用。
本报告将为您介绍自动化学科当前的研究热点和发展趋势,帮助您了解这一领域的最新进展。
二、研究热点1. 人工智能与机器学习:人工智能(AI)和机器学习(ML)技术在自动化领域中的应用越来越广泛。
通过训练神经网络和深度学习模型,可以实现对复杂系统的自主学习和优化控制。
2. 机器人技术:机器人技术在自动化领域具有广泛的应用前景。
当前的研究重点包括机器人感知、决策、行动以及与人类协作等方面的技术。
3. 物联网(IoT):物联网技术通过将各种设备连接到互联网,实现数据的收集、传输和分析,为自动化系统提供了强大的数据支持。
4. 边缘计算:边缘计算将数据处理和分析从云端转移到网络边缘,降低了延迟,提高了实时性,对于自动化系统具有重要意义。
5. 控制系统:控制系统是自动化学科的核心。
当前的研究重点包括自适应控制、鲁棒控制、优化控制等方面的技术。
三、发展趋势1. 智能化:随着人工智能、机器学习等技术的发展,自动化系统将变得更加智能化,能够自主学习和适应复杂环境。
2. 网络化:物联网、边缘计算等技术的发展,将使得自动化系统具备更好的网络连接性,实现远程监控和控制。
3. 模块化:自动化系统将变得更加模块化,便于搭建和维护。
通过使用标准化组件,可以快速构建复杂的自动化系统。
4. 绿色环保:随着人们对环境保护意识的提高,自动化系统将更加注重能源效率和环保。
例如,利用可再生能源和节能技术来降低能耗。
四、结论自动化学科在未来将继续朝着智能化、网络化、模块化和绿色环保的方向发展。
通过不断研究和创新,自动化学科将为各个领域带来更高效、更便捷、更环保的解决方案。
作为自动化领域的从业者,我们应该紧跟时代潮流,不断学习和探索,为自动化学科的发展做出贡献。
软件技术前沿技术报告软件技术前沿技术报告随着信息技术的快速发展,软件技术也在不断演进和革新。
当前,云计算、大数据、人工智能、区块链等新兴技术正在逐渐成为软件技术领域的热点,引领着软件技术的发展方向。
本报告将重点介绍这些前沿技术的现状、发展趋势和应用前景。
一、云计算云计算是一种将计算资源、存储资源和应用程序通过互联网提供给用户的模式。
它已经成为企业和个人用户的重要计算平台,正在逐渐替代传统的本地计算模式。
目前,云计算的主要发展方向包括:1.容器化:容器化技术使得应用程序及其依赖项能够在不同的计算环境中快速部署和运行。
Docker和Kubernetes等容器化工具已经成为云计算领域的重要组成部分。
2.微服务:微服务将应用程序拆分为一组独立的、可扩展的服务,每个服务都具有自己的功能和API。
这种架构方式使得应用程序更加灵活、可靠和易于维护。
3.无服务器计算:无服务器计算是一种完全由第三方管理的计算服务,用户只需编写代码并上传,无需管理服务器或基础设施。
这种计算模式非常适合需要快速响应和大规模扩展的应用程序。
二、大数据大数据是指规模巨大、复杂多样的数据集合,无法通过传统数据处理工具进行有效处理。
目前,大数据的主要发展方向包括:1.数据挖掘和分析:数据挖掘和分析技术能够从大规模数据中提取有价值的信息,帮助企业做出更好的决策。
Hadoop、Spark等大数据处理工具已经成为数据分析领域的重要组成部分。
2.数据安全和隐私保护:随着大数据的普及,数据安全和隐私保护问题也越来越受到关注。
加密技术、数据脱敏技术等已经成为保障数据安全和隐私的重要手段。
3.实时数据处理:实时数据处理技术能够在数据产生时立即进行处理和分析,为企业提供更快的响应速度和更准确的决策支持。
Flink等实时数据处理工具已经成为大数据处理领域的重要组成部分。
三、人工智能人工智能是指计算机系统能够执行需要人类智力才能完成的任务。
目前,人工智能的主要发展方向包括:1.机器学习:机器学习是一种通过训练算法使计算机系统具备学习能力的方法。
2024年最新的科学技术发展趋势及前沿研究报告1. Introduction1.1 OverviewIn recent years, the rapid advancement of science and technology has revolutionized various aspects of our lives. As we approach the year 2024, it is essential to take a closer look at the latest trends and developments in scientific and technological innovations. This article aims to provide an in-depth analysis of the projected advancements in various fields, shedding light on potential breakthroughs that could shape our future.1.2 Article StructureThis article will be divided into five main sections to comprehensively cover the topic at hand:Section 2: Predictions for Technological Advancements in 2024This section delves into the anticipated trends and predictions for key areas such as artificial intelligence and machine learning, biotechnology, gene editing, green energy, and environmental technologies.Section 3: Prospects in Cutting-Edge Research FieldsHere, we explore the frontiers of science by discussing promising areas of research including quantum computing and communications, neuroscience advancements, brain-machine interfaces, as well as the exploration of new materials and nanotechnology.Section 4: Analysis of the Societal Impact of Technological Developments The societal implications resulting from advancements in science and technology cannot be overlooked. This section explores how these innovations may influence economic development and employment opportunities. It also addresses social and cultural changes alongside innovative educational models while examining the ethical challenges and privacy concerns posed by technological progress.Section 5: Conclusion and OutlookIn this final section, we summarize the projected developments for 2024 discussed throughout the article. We also express our expectations for future scientific and technological advancements while contemplating potential challenges that lie ahead.1.3 PurposeThe purpose of this article is to provide a comprehensive understandingof the latest scientific and technological developments anticipated for 2024. By exploring these emerging trends and cutting-edge research areas, we aim to shed light on both their potential benefits for society as well as any challenges that may arise. Through this analysis, readers will gain insights into the transformative impact of science and technology on various spheres of life, allowing them to better navigate the future opportunities and challenges presented by these developments.2. 2024年科学技术发展趋势预测2024年是科学技术领域发展迅猛的一年,许多领域将迎来重要的突破和创新。
武汉大学计算机学院2010级硕士研究生课程软件工程前沿技术研究方向主讲老师:彭蓉学院:计算机学院学号:2010206350006姓名:程胜需求工程中需求获取方法综述摘要:随着社会信息化的飞速发展,计算机软件变得愈来愈复杂、规模也越来越庞大,软件工程的研究也日益深入,软件需求则逐步成为贯穿于整个软件开发过程的核心因素,而需求获取则成为需求工程领域的新热点。
需求获取是软件生命周期的初始阶段,也是决定软件成败的关键因素之一,由于需求不清或错误导致软件失败的案例越来越多,所以如何快速、准确地获取软件需求成为软件行业研究的重点。
通过需求建模来获取需求,目前有用例驱动的交互式需求获取、基于UML的需求获取、基于领域本体的需求获取方法、基于Event-B的软件形式化需求获取方法、基于RGPS的网络式软件需求方法等需求获取方法。
这几种方法都有自己的独特的获取需求的方法,侧重于获取过程中的不同的方面,从不同角度方向、不同领域来克服需求获取中的困难,提高需求获取的准确性。
关键字:需求工程、需求获取方法、用例驱动、UML、领域本体、Event-B、RGPS一、引言需求工程是随着软件工程的发展而产生的。
在软件开发的初级时期,软件规模不大,软件开发所关注的是代码编写,软件需求很少受到重视。
在引入软件生命周期的概念后,需求工程成了软件生命周期的第一阶段。
随着软件系统规模的扩大,以及为了解决“软件危机”而引起的软件工程技术与方法的发展,需求工程在整个软件开发与维护过程中就显得越来越重要了。
人们普遍认识到,充分研究软件需求可以避免开发系统时的盲目性,能够直接关系到软件的成功与否。
随着软件工程的研究和应用的逐渐深入,人们同时认识到软件需求不再仅限于软件开发的最初阶段,它贯穿于系统开发的整个生命周期。
许多项目开发过程中出现的诸多问题都与需求工程阶段没有合理完整的进行需求获取、分析有关。
由此可见,需求工程对于项目开发尤其是大型项目的研发的至关重要的作用。
需求工程的准确含义,没有严格统一的表述。
一种比较常用的解释如下:需求工程是指应用已证实有效的技术、方法进行需求分析、确定客户需求,帮助分析人员理解问题并确定目标系统的所有外部特征的一门学科;它通过合适的工具和记号系统地描述待开发系统及其行为特征和相关约束,形成需求文档;并对用户不断变化的需求演进给与支持。
需求工程可以分为需求开发和需求管理两部分。
需求开发包括需求获取、需求分析、编写需求规格、需求验证;这些子学科涵盖了为软件和软件相关产品收集、评估和记录需求相关的所有活动。
需求管理包括需求变更控制、版本控制、需求跟踪、需求状态跟踪等内容。
需求工程中如何快速获取和准确地理解、表达用户需求,即需求获取,是长期困扰软件开发者的难题。
一方面,软件开发者由于不了解应用领域,只能被动地等待领域用户提供信息,他们常常抱怨用户需求不全,经常变化,使他们无所适从;他们还难免对领域用户的描述产生错误的理解,因而得出不适当的需求模型,导致软件开发半途而废。
另一方面,领域用户通常不知道如何按软件开发的要求去描述他们的需求,而且,他们一开始常常对自己的需求仅有一个模糊的认识,如果没有任何提示和引导,就不可能立刻给出正确而完整的需求描述。
确定系统的需求是一个连续的过程,开发人员在开发系统之前不可能完全详细地说明一个系统的真正需求。
一个不完整的需求获取和管理过程,会对项目的生命周期产生多米诺骨牌的效应。
用户需求的缺失会导致系统需求的缺失,从而导致设计单元及功能的缺失,并最终导致系统不能实现预期的功能,或者需要在后期花费较大的代价来修正或补充这些功能,导致项目延期、产生严重的质量问题或超出项目预算。
因此,及时、准确地获取用户需求,是决定软件项目能否取得成功的关键步骤之一。
二、需求获取及需求建模需求获取就是通过不断交流沟通使软件开发者和领域用户对目标系统形成共识。
现今国内外提出了数种需求获取的方法,从不同角度方向、不同领域来克服需求获取中的困难,提高需求获取的准确性。
获取需求存在诸多困难主要原因如下:(1)缺乏领域知识、应用领域的问题常常是模糊的,不准确的;(2)存在默认的知识,即难以描述的日常知识(常识问题);(3)存在多个知识源,而且多个知识源之间可能有冲突。
通过需求建模可以来获取项目需求,明确需求细节。
目前需求建模方法针对软件范型不同主要分为结构化需求建模和面向对象需求建模,涉及功能需求分析和非功能需求分析。
通过对各种需求工程方法的研究,目前影响力较大的需求建模方法,分别是面向目标的需求建模方法,基于领域本体的需求建模方法以及面向特征的需求建模方法。
1、面向目标的建模方法面向目标的建模方法侧重于对早期需求进行分析和建模,试图帮助开发者理解领域中不同角色的动机和期望,可对功能和非功能需求目标识别分析。
面向目标的建模方法,在需求阶段的主要任务是要确定软件系统需求相关者想要实现的各项目标,建立实现这些目标所需要的服务和约束条件的规格说明,并将需求按职责分配给相应的主体来完成。
该方法将“目标”看作软件需求的源头和依据,以目标为需求获取的基本线索,诱导需求提供者按目标的分解、精华和抽象关系,逐步构建系统目标与(或)树。
面向目标方法的主要特点是目标树为需求活动提供了一种表示结构和自顶向下的需求分析方法,有助于将零碎分散的需求信息组织成易于理解的层次结构,多种目标分解方式使得不同的设计方案得以兼顾和考虑。
更为重要的是,将目标与形式化方法结合,能够为需求工程以及软件产品的正确性和完整性提供可靠的保证。
面向目标的方法,考虑组织中参与者的主动需求,不仅分析单个参与者的目标分解,更研究参与者之间的各种依赖关系,如目标依赖、任务依赖、资源依赖和软目标依赖。
面向目标的方法主要有以时序逻辑为基础的基于自动规约的需求获取方法KAOS、面向目标和过程分析的非功能需求框架NFR、i半建模框架以及建立在目标基础上的开发方法——TROPOS方法。
2、基于领域本体的建模方法本体论是一个哲学概念,用于描述事物的本质.知识工程学者借用这个概念,是为了解决知识共享中的问题。
人们发现,知识难以共享常常是因为大家对同一件事用了不同的术语来表达。
于是人们提出,如果能找出事物的本质,并以此统一知识的组织和知识的表达,使之成为大家普遍接受的规范,就有可能解决知识共享中的问题。
简而言之,本体是对于知识的描述。
就需求工程而言,本体的作用体现于:本体作为需求规格说明,即建立特定领域的本体,利用这个本体为建立多个目标应用系统的需求提供知识库。
此时,本体可以看作一个公共的领域模型,作为建立领域内应用系统需求规范和系统开发的基础,能够进行知识重用。
ODE方法是一种比较典型的基于本体领域分析方法,包含三个部分:领域分析、领域模型到对象模型的映射和Java构建开发。
ODE方法的基本步骤包括:建立目标和需求规范;基于本体捕获领域概念,标识和组织相关领域实体,利用图形化描述的模型来促进领域专家的交流;用一种形式化的语言清晰地描述本体模型;评估本体以检查它们是否满足需求规范;最后对所有本体加以文档化。
从领域本体模式中导出面向对象的模型时,ODE中提供了一个包括指示、设计模式和转换规则的系统化方法,指示可以指导从本体结构到面向对象相应部分的映射,设计模式和转换规则可以用来映射本体中的公理到面向对象的相应部分。
3、面向特征的建模方法面向特征的领域分析(Feature Oriented Domain Analysis, FODA)是由K.Kang等人在20世纪90年代提出的一种全面的领域分析过程描述,用于识别特定领域中一系列应用系统的显著特征,针对领域进行共性和个性的研究,抽取领域模型,从而建立可复用的软件体系结构。
其基本思想在于,从领域的具体应用系统中,抽象出具有代表性的功能,组成领域模型,从而为以后的应用系统开发奠定基础[7]。
随后,K.Kang等人对FODA方法进行了扩展使之应用于软件复用领域,提出了面向特征的软件复用方法(Feature Oriented Reuse Method, FORM),并且在基于构件的开发中用FORM辅助开发软件体系结构和可重用构件,确定了在软件开发中面向特征方法的作用和意义。
面向特征的领域分析以“特征”作为组织需求的基本单元,通过分析领域具有的可复用特征和特征之间的依赖关系,建立领域的特征模型。
领域设计则以特征模型为输入进行领域软件体系结构的构造。
同时,通过定制对特征模型的复用也是形成单个软件产品需求模型的有效手段。
三、几种需求获取方法目前,使用比较广泛、研究比较热门的几种需求获取方法有:(1)用例驱动的交互式需求获取(2)基于UML的需求获取(3)基于领域本体的需求获取方法(4)基于Event-B的软件形式化需求获取方法(5)基于RGPS的网络式软件需求方法1、用例驱动的交互式需求获取多年来,分析者总是利用情节或经历来描述用户和软件系统的交互方式,从而获取需求。
Ivar Jacobson(1992)把这种看法系统地阐述成用例的方法进行需求获取和建模。
虽然用例来源于面向对象的开发环境,但是它也能应用在具有许多开发方法的项目中。
用例(use case)是指系统为了向参与者提供某些有价值的结果而执行的动作序列,这个序列是在与系统的对话中完成的新的活动。
用例代表的是外部执行者所理解的系统功能。
涉及到参与者即角色。
用例中的关系有扩展(Extend)、包含(Include)和泛化(Generalization).用例驱动的交互式需求获取方法:(1)功能性需求的获取:获取用户需求,定义问题范围,收集用户需求,确定参与者和用例。
参与者是指所有存在与系统外部并与系统进行交互的人或其他系统,从需求获取信息获取参与者。
首先要确定系统范围(System Scope)和系统边界(System Border), 系统的范围与边界取决于开发的目标、任务和规模;确定参与者的种类,参与者有三大类也就是三种角色:用户、其他系统和时间。
(2)用户需求用例的获取:获取用例的最好办法是考虑每个参与者需要系统为他做些什么,即参与者的目标。
最后进行用例求精(Use Case Refinement)。
用户需求决定了系统的功能需求,为了获取这些功能需求,必须要对用户需求阶段获取的大粒度的抽象用例进行求精,通过细化用例的事件流,得到用例的所有场景的集合,而这些场景中各个步骤就是功能需求的来源。
用例驱动的关键在于提供准确的Actor以及相关的用例信息。
因而我们设计出相应的用户填写的内容,让用户填写它所关心的功能需求的描述,基本以获取用例驱动相关信息为主。
填写完所需内容我们可以往需求获取表格中添加,当然,由于是交互的过程,我们需要对需求进行反复的修改,因而我们允许进行修改、删除等操作。