軟件企業(yè)在規(guī)劃軟件的下一版本時(shí),面臨一系列候選需求,每個(gè)需求的實(shí)現(xiàn)都需要一定的開(kāi)發(fā)成本。每位雇主在自己感興趣的需求被實(shí)現(xiàn)的同時(shí),為軟件企業(yè)帶來(lái)了相應(yīng)的收益。隨著基于互聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)模式的日益普遍,軟件產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了加速創(chuàng)新、快速迭代的爆發(fā)期,需要快速捕捉、優(yōu)選和響應(yīng)雇主需求,然而軟件系統(tǒng)規(guī)模、應(yīng)用和客戶(hù)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,使得需求數(shù)量急劇增大,開(kāi)發(fā)人員對(duì)需求收集分析過(guò)程的重視和強(qiáng)調(diào),又導(dǎo)致需求之間往往出現(xiàn)重復(fù)和相互依賴(lài),這些都增大了后續(xù)需求分析的工作量和難度,急需研究快速捕捉、優(yōu)選和響應(yīng)雇主需求的關(guān)鍵技術(shù),在充分獲取軟件需求的基礎(chǔ)上,以及固定成本預(yù)算的前提下,從千差萬(wàn)別的需求中準(zhǔn)確地獲取核心需求,快速去除重復(fù)和不真正需要的需求,既盡可能提高雇主的滿意度,又確保有足夠的資源來(lái)實(shí)現(xiàn)選定的需求,從而獲得最大收益,并提高軟件系統(tǒng)的完整性和健壯性。本文在歸納總結(jié)目前主流的需求優(yōu)選技術(shù)的基礎(chǔ)上,分析了需求優(yōu)選領(lǐng)域亟需解決的四個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:(1)大規(guī)模需求的消冗和聚類(lèi)問(wèn)題;(2)多雇主沖突的需求優(yōu)選問(wèn)題;(3)需求間依賴(lài)限制的問(wèn)題;(4)需求變更的管理問(wèn)題,針對(duì)這些問(wèn)題開(kāi)展了以下四方面的研究工作。為了解決大規(guī)模需求的消冗和聚類(lèi)問(wèn)題,提出了一種基于Word Embedding的需求語(yǔ)義理解和超圖分割的需求消冗和聚類(lèi)方法。首先運(yùn)用Word Embedding方法對(duì)需求深層次語(yǔ)義進(jìn)行理解,將自然語(yǔ)言表示的需求進(jìn)行向量化處理。在此基礎(chǔ)上,采用基于超圖分割的聚類(lèi)方法對(duì)需求進(jìn)行聚類(lèi),將每一個(gè)需求向量看作一個(gè)頂點(diǎn),進(jìn)行超圖構(gòu)造、分割、聚類(lèi)。然后進(jìn)行去冗余處理,對(duì)基于Word Embedding需求向量的余弦相似度進(jìn)行計(jì)算比較,達(dá)到某一設(shè)定閾值時(shí),則認(rèn)為這兩個(gè)需求實(shí)際上在表述同一件事件,可以去掉一個(gè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文提出的方法聚類(lèi)結(jié)果的平均F值和最高F值均明顯優(yōu)于三類(lèi)基線方法。為了解決多雇主沖突的需求優(yōu)選問(wèn)題,對(duì)軟件工程中存在的多雇主需求優(yōu)選問(wèn)題進(jìn)行建模分析,將多雇主需求優(yōu)選問(wèn)題轉(zhuǎn)化為多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題,提出了一種基于存檔NSGA-II算法的需求優(yōu)選方法。一方面,針對(duì)以往多目標(biāo)優(yōu)化方法計(jì)算復(fù)雜度高、搜索效率低的問(wèn)題,通過(guò)引入NSGA-II算法降低了多雇主優(yōu)化目標(biāo)的計(jì)算復(fù)雜度。另一方面,通過(guò)文檔記錄每一次迭代的非支配性解集,大幅度減少精英解集在迭代過(guò)程中的流失,取得了較好的需求優(yōu)選效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的需求優(yōu)選方法,能夠在資源和成本的限制下,求解一個(gè)令盡可能多雇主滿意的需求集合。為了解決需求間依賴(lài)限制的問(wèn)題,通過(guò)對(duì)軟件工程中存在的需求依賴(lài)類(lèi)型進(jìn)行建模分析,提出了一種基于A*剪枝的需求優(yōu)選方法,設(shè)計(jì)了能評(píng)估潛在價(jià)值比的啟發(fā)函數(shù),運(yùn)用拓?fù)渑判�、啟發(fā)式搜索方法和剪枝方法,通過(guò)溢出-剪枝過(guò)程,在滿足需求依賴(lài)、雇主滿意度和成本限制條件下,優(yōu)選出滿足依賴(lài)關(guān)系、高價(jià)值比的需求集合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,無(wú)論是在成本限定條件下軟件系統(tǒng)達(dá)到的最大價(jià)值,還是在實(shí)現(xiàn)一定價(jià)值目標(biāo)所需的最小資源上,A*剪枝方法均好于基于寬度優(yōu)先、基于深度優(yōu)先、基于代價(jià)一致、基于貪婪算法和基于A*算法的優(yōu)選方法。為了解決需求變更管理的問(wèn)題,對(duì)需求分析階段的軟件需求變更管理進(jìn)行研究,提出了一種基于納什均衡的變更管理策略。首先,分析了雇主提出需求變更要求的納什均衡模型,為開(kāi)發(fā)者應(yīng)該在何種情況下做出局部或整體調(diào)整提供了參考。其次,針對(duì)如何找到一個(gè)可以平衡雇主滿意度與開(kāi)發(fā)成本的整體調(diào)整方案,建立了尋找最優(yōu)整體調(diào)整方案的數(shù)學(xué)模型,分析了在該模型下整體調(diào)整方案確定過(guò)程中的博弈機(jī)制,最終在納什均衡原理的指導(dǎo)下提出了一種高效的整體調(diào)整方案確定方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法能在線性時(shí)間內(nèi)有效地激勵(lì)或者抑制需求變更。綜上,針對(duì)需求優(yōu)選領(lǐng)域有待解決的關(guān)鍵問(wèn)題,進(jìn)行了以上四方面的研究工作,在需求優(yōu)選方面進(jìn)行了有意義的探索。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TP311.5
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
        1.1.1 課題背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 面向大規(guī)模需求的聚類(lèi)方法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 基于搜索的多雇主需求優(yōu)選方法研究現(xiàn)狀
        1.2.3 具有依賴(lài)關(guān)系的需求優(yōu)選方法研究現(xiàn)狀
        1.2.4 需求變更管理方法研究現(xiàn)狀
    1.3 需求優(yōu)選領(lǐng)域的關(guān)鍵問(wèn)題
        1.3.1 解決大規(guī)模需求的聚類(lèi)問(wèn)題
        1.3.2 解決多雇主沖突的問(wèn)題
        1.3.3 處理需求依賴(lài)與需求優(yōu)選之間的沖突問(wèn)題
        1.3.4 解決需求變更方案優(yōu)選的問(wèn)題
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容和組織結(jié)構(gòu)
        1.4.1 研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 組織結(jié)構(gòu)
第2章 面向大規(guī)模需求的消冗和聚類(lèi)方法研究
    2.1 引言
    2.2 相關(guān)工作
    2.3 本章的解決思路
    2.4 面向大規(guī)模需求的消冗
        2.4.1 需求消冗的基本流程
        2.4.2 Word Embedding簡(jiǎn)介
        2.4.3 基于自然語(yǔ)言處理技術(shù)的需求消冗
    2.5 基于超圖分割的需求聚類(lèi)方法
        2.5.1 超圖
        2.5.2 超圖聚類(lèi)
        2.5.3 需求聚類(lèi)過(guò)程
    2.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        2.6.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)
        2.6.2 基線方法
        2.6.3 聚類(lèi)數(shù)量預(yù)估
        2.6.4 需求消冗閾值確定
        2.6.5 結(jié)果分析
    2.7 本章小結(jié)
第3章 基于存檔NSGA-Ⅱ的多雇主需求優(yōu)選
    3.1 引言
    3.2 相關(guān)工作
    3.3 多雇主需求優(yōu)選問(wèn)題的形式化描述
    3.4 本章的解決思路
    3.5 NSGA-Ⅱ算法簡(jiǎn)介
        3.5.1 Pareto最優(yōu)解
        3.5.2 遺傳算法基本思想
        3.5.3 非支配排序遺傳算法基本思想
        3.5.4 帶精英策略的非支配排序遺傳算法基本思想
    3.6 基于存檔NSGA-Ⅱ的需求優(yōu)選算法
        3.6.1 快速非支配排序算子
        3.6.2 個(gè)體擁擠度距離算子設(shè)計(jì)
        3.6.3 精英策略選擇算子設(shè)計(jì)
        3.6.4 算法的具體實(shí)現(xiàn)
    3.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.7.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
        3.7.2 需求優(yōu)選結(jié)果評(píng)價(jià)方法
        3.7.3 結(jié)果分析
    3.8 本章小結(jié)
第4章 基于A*剪枝的需求依賴(lài)關(guān)系建模和需求優(yōu)選
    4.1 引言
    4.2 相關(guān)工作
    4.3 本章的解決思路
    4.4 需求依賴(lài)關(guān)系的建模
        4.4.1 需求依賴(lài)的有向圖模型
        4.4.2 相互依賴(lài)及環(huán)依賴(lài)消除
        4.4.3 拓?fù)渑判?br>    4.5 基于A*剪枝算法的需求優(yōu)選算法
        4.5.1 A*算法簡(jiǎn)介
        4.5.2 需求節(jié)點(diǎn)啟發(fā)值設(shè)置
        4.5.3 基于A*搜索算法的需求優(yōu)選過(guò)程
        4.5.4 需求優(yōu)選集合的溢出與剪枝優(yōu)化過(guò)程
        4.5.5 案例分析
    4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.6.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
        4.6.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)
        4.6.3 實(shí)驗(yàn)對(duì)比方法
        4.6.4 結(jié)果分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 基于納什均衡的需求變更管理策略
    5.1 引言
    5.2 相關(guān)工作
    5.3 本章解決思路
    5.4 面向需求變更的納什均衡模型構(gòu)建
        5.4.1 納什均衡的基本思想
        5.4.2 基于納什均衡條件的需求變更方案優(yōu)劣評(píng)價(jià)
        5.4.3 納什均衡評(píng)價(jià)函數(shù)參數(shù)確定
        5.4.4 基于納什均衡優(yōu)選的可行性驗(yàn)證
    5.5 基于納什均衡的需求變更管理算法
        5.5.1 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者的博弈策略
        5.5.2 雇主與開(kāi)發(fā)者的博弈與納什均衡
        5.5.3 需求變更管理策略
        5.5.4 案例分析
    5.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        5.6.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
        5.6.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
        5.6.3 結(jié)果分析
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷

【參考文獻(xiàn)】

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