一种信息系统需求优先级排序结果的检查方法与流程

本发明涉及信息系统需求优先级排序技术领域，具体来说，涉及一种信息系统需求优先级排序结果的检查方法。

背景技术：

在很长一段时间里，人们一直认为需求分析是信息系统开发过程中最简单的一个步骤。但是直到近些年来，人们才逐渐意识到需求分析是整个系统和软件开发过程中最关键的环节之一。那些有过项目开发失败经验的开发人员认为，大部分项目不能按时按预算完成，最主要的原因就是“需求开发”。对于大型复杂信息系统的开发尤是如此，若系统的需求未能得到有效获取和正确分析，就不可能开发出令用户满意的系统，因此需求工程是整个系统开发过程中至关重要的一环，可以为系统地顺利开发奠定可靠基础。

目前需求优先级排序结果检查的方法还比较少，一般是利用有向图对需求优先级排序序列的“全序性”和“一致性”进行检查。该方法将系统需求的每个需求项看作是有向图中的一个点，将每两个需求项间的优先级关系看作是有向图中带箭头的连线，每条带有箭头的线从优先级低的需求项指向优先级高的需求项，再利用有向图的相关性质，对需求优先级序列的“全序性”和“一致性”进行检查。但这种方法存在两方面的不足，一是需求项两两之间优先级关系的矛盾检查较为繁琐，且难以操作；二是这种检查方法仅检查了需求项两两之间的优先级关系，并没有对整个需求优先级序列排序结果的正确性进行检查，这就有可能造成虽然需求项两两之间的优先级关系都正确，但据此得出的需求优先级序列排序结果与原本设想的需求优先级序列排序结果相矛盾的情况。

技术实现要素：

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种信息系统需求优先级排序结果的检查方法，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种信息系统需求优先级排序结果的检查方法，该方法包括以下步骤：

构建系统s的表达矩阵；

检查所述系统s表达矩阵中反对称规范程度；

检查可达矩阵全零行和全零列的个数；

检查所述系统s表达矩阵r(s)中序列的k次幂的循环性；

遍历需求优先级集合g中的需求优先关系(ri,rj)，判断在需求优先级排序结果中需求项ri和需求项rj的位置关系；

退出所述系统s。

进一步的，所述构建系统s的表达矩阵的步骤包括以下步骤：

依据系统需求项集t，获取所述系统s需求项的个数；

依据需求优先关系集g，判断需求项r的优先级关系。

进一步的，所述检查系统表达矩阵中反对称规范程度的步骤包括以下步骤：

遍历整个表达矩阵，寻找除对角线元素外元素值为1的元素；

交换下标位置，检查对称元素的值；

判断对称元素的值或矩阵中所有值；

得出结论，退出二歧性检验。

进一步的，所述检查可达矩阵全零行和全零列的个数的步骤包括以下步骤：

写出系统的表达矩阵，计算、获取可达矩阵；

按照行遍历方式遍历可达矩阵，获取可达矩阵中全零行个数；

按照列遍历方式遍历可达矩阵，获取可达矩阵中全零列个数；

判断全零行或全零列中个数为1的情况；

退出全序性检查。

进一步的，所述检查系统的表达矩阵r(s)中序列的k次幂的循环性；的步骤包括以下步骤：

依据需求项和需求优先级关系写出该系统的表达矩阵r(s)；

计算r(s)²、r(s)³、…、r(s)^k的值；

判断r(s)²、r(s)³、…、r(s)^k中元素的值或者循环情况；

结束一致性检查。

本发明的有益效果：通过了二歧性、全序性、一致性、有序性等四性检查，针对一个给定的需求项集，依据需求优先级关系集，对需求优先级排序序列进行检查，验证了给出的需求优先级序列是否是一个正确的需求优先级序列。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述的一种信息系统需求优先级排序结果的检查方法的步骤流程图；

图2是根据本发明实施例所述的一种信息系统需求优先级排序结果的检查方法的工作原理流程图；

图3是根据本发明实施例所述的一种信息系统需求优先级排序结果的检查方法的二歧性检查流程图；

图4是根据本发明实施例所述的一种信息系统需求优先级排序结果的检查方法的全序性检查流程图；

图5是根据本发明实施例所述的一种信息系统需求优先级排序结果的检查方法的一致性检查流程图；

图6是根据本发明实施例所述的一种信息系统需求优先级排序结果的检查方法的有序性检查流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，根据本发明实施例所述的一种信息系统需求优先级排序结果的检查方法，包括以下步骤：

步骤s1，构建系统s的表达矩阵；

步骤s2，检查所述系统s表达矩阵中反对称规范程度；

步骤s3，检查可达矩阵全零行和全零列的个数；

步骤s4，检查所述系统s表达矩阵r(s)中序列的k次幂的循环性；

步骤s5，遍历需求优先级集合g中的需求优先关系(ri,rj)，判断在需求优先级排序结果中需求项ri和需求项rj的位置关系；

步骤s6，退出所述系统s。

步骤s1包括以下步骤：

步骤s11，依据系统需求项集t，获取所述系统s需求项的个数；

步骤s12，依据需求优先关系集g，判断需求项r的优先级关系。

步骤s2包括以下步骤：

步骤s21，遍历整个表达矩阵，寻找除对角线元素外元素值为1的元素；

步骤s22，交换下标位置，检查对称元素的值；

步骤s23，判断对称元素的值或矩阵中所有值；

步骤s24，得出结论，退出二歧性检验。

步骤s3包括以下步骤：

步骤s31，写出系统的表达矩阵，计算、获取可达矩阵；

步骤s32，按照行遍历方式遍历可达矩阵，获取可达矩阵中全零行个数；

步骤s33，按照列遍历方式遍历可达矩阵，获取可达矩阵中全零列个数；

步骤s34，判断全零行或全零列中个数为1的情况；

步骤s35，退出全序性检查。

步骤s4包括以下步骤：

步骤s41，依据需求项和需求优先级关系写出该系统的表达矩阵r(s)；

步骤s42，计算r(s)²、r(s)³、…、r(s)^k的值；

步骤s43，判断r(s)²、r(s)³、…、r(s)^k中元素的值或者循环情况；

步骤s44，结束一致性检查。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。

为了有效的对需求项、需求项之间的优先级关系和需求优先级排序结果的二歧性、全序性、一致性、有序性等特性进行检查，本文中提出了一种基于矩阵的需求优先级排序结果检查方法。下面先介绍了矩阵的相关知识，并在此基础上，给出了对四种特性进行分析的方法。

矩阵的相关知识：

图论是数学中应用相当广泛的一个分支，在图论应用的理论研究中矩阵又具有重要的意义，其是数学化一个图的有效工具，能够将复杂的图及其结构关系通过一个矩阵表示出来。

(1)需求优先关系的矩阵表示

不失一般性，假设系统中所有需要被检查的需求项组成的集合为t，系统中所有需求项间需求优先关系的集合为g，是t×t的一个子集。首先将集合t中的需求项元素化，即用ri表示集合t中的第i个需求项，然后将集合g中的需求优先级关系元素化，即用rij表示集合g中的需求优先级关系(ri,rj)，用rji表示集合g中的需求优先级关系(rj,ri)，在此基础上，就可以将所有的需求优先级关系用矩阵表示出来。

假设系统s的需求项集合t中共有n个需求项(r1、…、rk、…、rn)，需求优先关系集合g中共有m个需求优先级关系((r1,r2)、(r1,rk)、l、(rk,ri)、(rk,rn)、l、(rn,r1)、(rn,ri))，当集合g中存在需求优先关系(ri,rj)时，就将rij的值赋为1，否则将rji的值赋为0，这样就可以得到一个n阶的0-1矩阵。于是就可以将系统s中的所有需求项和需求优先关系用矩阵表示出来，该矩阵也称为系统s的“表达矩阵”，具体定义如下：

定义：设一个系统为s＝(t,g)，其中，集合t为给定的需求项集，集合g为给定的需求优先级关系集，令

称矩阵r(s)＝(rij)n×n为系统s的表达矩阵。

(2)邻接矩阵与可达矩阵的概念

邻接矩阵：设一个图h＝(v,e)，点的集合为v(v1,v2,l,vn)，边的集合为e，令aij为关联vi和vj的边的条数，则称矩阵

为图h的邻接矩阵。无向图的邻接矩阵是一个对称矩阵，有向图的邻接矩阵不一定是一个对称矩阵。

可达矩阵：设有向图h＝(v,e)，点的集合为v(v1,v2,l,vn)，边的集合为e，令

称矩阵p(h)＝(pij)n×n为图h的可达矩阵，其表示了有向图中任意两点间是否存在通路。

(3)由邻接矩阵求可达矩阵的方法

有两种比较常用的由邻接矩阵求可达矩阵的方法，分别为一般算法和布尔矩阵算法。

·一般算法

已知一个邻接矩阵a(h)，计算

b(h)＝a(h)+a(h)²+a(h)³+l+a(h)ⁿ

其中a(h)^k是矩阵的k次幂矩阵，然后把矩阵b(h)中的非零元素的值都改为1，而零元素的值保持不变，就得出了h的可达矩阵p(h)。

·布尔矩阵算法

将a(h)、a(h)²、a(h)³、l、a(h)ⁿ矩阵改为布尔矩阵，即将矩阵中的非零元素的值改为1，零元素的值保持不变，得到矩阵a(h)⁽¹⁾、a(h)⁽²⁾、a(h)⁽³⁾、l、a(h)⁽ⁿ⁾，便可得到可达矩阵为

p(h)＝a(h)⁽¹⁾∨a(h)⁽²⁾∨a(h)⁽³⁾∨l∨a(h)⁽ⁿ⁾，

其中，a(h)^(k)为布尔矩阵a(h)的k次幂矩阵，“∨”表示布尔加，布尔加规则如下：

由上述分析可知，运用系统的表达矩阵可以很好地表示系统中给定的需求项和需求优先级关系，因此在需求优先级排序结果检查中，可以将图的邻接矩阵看作是系统的表达矩阵，然后可以计算出系统的可达矩阵，再依据系统的表达矩阵和可达矩阵就可以对需求优先级序列的排序结果进行验证分析。

短波通信信息系统为例进行分析，分析其部分需求项和需求优先关系，并对由这些需求项组成的需求优先排序序列进行优先级检查，来验证本文所提出的基于矩阵的需求优先级序列检查方法的正确性和有效性。

系统背景介绍:

假设对某信息系统进行需求论证，可以获取系统的开发需求。现提取其中的部分系统需求，组成系统需求项集t＝{r1,r2,r3,r4,r5,r6,r7,r8}，其中，r1,r2,r3,r4,r5,r6,r7,r8分别为待开发的需求项，这些需求项之间的需求优先关系集：

g＝{(r1,r2),(r1,r4),(r2,r3),(r2,r8),(r3,r6),(r4,r2),(r5,r1),(r7,r3),(r8,r7)}，

待检查的需求优先级排序序列为q＝{r5,r1,r4,r2,r8,r7,r3,r6}。下面依据基于矩阵的需求优先级排序序列结果检查方法对该排序序列进行检查。

表达矩阵构建:

由系统需求项集t可知，系统需求项的个数为8，由需求优先关系集g可知，需求项r1优先于需求项r2，需求项r1优先于需求项r4，需求项r2优先于需求项r3，需求项r2优先于需求项r8，需求项r3优先于需求项r6，需求项r4优先于需求项r2，需求项r5优先于需求项r1，需求项r7优先于需求项r3，需求项r8优先于需求项r7，则系统的表达矩阵r为：

二歧性检查:

分别读取系统表达矩阵r中的每个记录，可知(r12,r14,r23,r28,r36,r42,r51,r73,r87)等元素的值为1，再分别验证其在矩阵r中对称位置元素的值，可知r21＝0，r41＝0，r32＝0，r82＝0，r63＝0，r24＝0，r15＝0，r37＝0及r78＝0，这些元素对的取值都不同时为1，因此该需求优先关系集满足二歧性的要求。

全序性检查:

进行全序性检查，要在系统表达矩阵r的基础上，计算出相应的可达矩阵p，再判断可达矩阵p中全零行和全零列的个数是否为1，如果是的话，则通过需求优先关系集的全序性验证。

第一步，计算系统的可达矩阵p。

由于系统的表达矩阵r等于相应的邻接矩阵a，即

再在此基础上，可分别计算出a⁽²⁾、a⁽³⁾、l、a⁽⁸⁾，可计算出可达矩阵p为：

再分别对矩阵p进行逐行和逐列遍历，可知有且仅有第六行和第五列的元素全为0，因此矩阵p中全0行的个数和全0列的个数都为1，这也表明该案例中的需求优先关系满足“全序性”的约束要求。经过分析可知，本案例需求项集t中的所有需求项都参与到需求优先级排序中了，不存在某个需求项与需求项集中的其它需求项不存在需求优先关系，即整个需求优先关系集是完整的。

一致性检查:

一致性检查是为了验证在需求优先关系集中不存在相互矛盾的需求优先关系，根据检查步骤，先计算系统的表达矩阵r，再分别计算r⁽²⁾、r⁽³⁾、l、r⁽⁸⁾，经过计算可知，

即r⁽⁸⁾是全零矩阵，满足检查步骤中的终止条件，也说明该需求优先关系通过一致性检查。也就是说，本案例中的所有需求优先关系都满足二元关系的传递性，整个需求优先关系网络中不存在循环关系的情况，是一个一致有效的需求优选关系集。

有序性检查：

有序性检查需要依次取出需求优先关系集中的每个需求优先关系，再判断该需求优先关系在待检查的需求优先级序列是否依然保持需求优先序。检查步骤，首先取出需求优先关系集中的需求优先关系(r1,r2)，对于需求优先级序列为q＝{r5,r1,r4,r2,r8,r7,r3,r6}来说，可知需求项r1依然排在需求项r2前，说明需求项的需求优先关系没有发生改变；然后再分析下一个需求优先关系(r1,r4)，直到最后一个需求优先关系(r8,r7)。通过检查可以发现，在需求优先序列中并没有改变原来在需求优先关系集中的需求优先序，因此该需求优先级需求也通过了有序性检查。通过人为判读也可知，待检查的需求优先级排序序列中需求项的位置关系都满足需求优先关系集合中所有需求优先级关系的要求，因此该需求优先级排序序列是一个正确的关系序列。

通过上述分析可知，该应用案例中所选取的系统需求项和需求优先关系以及相应的需求优先排序序列通过了二歧性、全序性、一致性、有序性等四性检查，那么该需求优先级排序结果就是正确合理，同时也进一步验证了本文所提检测方法的正确性和有效性。

在具体使用时，短波通信系统综合业务处理模块由综合业务处理模块和业务部分、射频信道部分、电源部分、等部分组成，其组成原理框图见图2所示。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过了二歧性、全序性、一致性、有序性等四性检查，针对一个给定的需求项集，依据需求优先级关系集，对需求优先级排序序列进行检查，验证了给出的需求优先级序列是否是一个正确的需求优先级序列。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。