一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軟件需求分析風(fēng)險評估模型的研究

摘 要：軟件需求分析不僅僅是為了讓開發(fā)者滿足用戶要求，而且還可以幫助用戶了解軟件的性能和功能，具有一舉兩得的效果，但是如果軟件需求不符合實際需求，就會出現(xiàn)風(fēng)險，導(dǎo)致返工。在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，我們建立了軟件需求分析風(fēng)險評估模型，以減少軟件開發(fā)的失敗率，規(guī)避因軟件需求分析失誤而帶來的實際存在的或潛在的風(fēng)險。

關(guān)鍵詞：風(fēng)險；軟件需求；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；研究；分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.128

0 引言

軟件開發(fā)過程中，需求分析是一個關(guān)鍵性的階段。導(dǎo)致它失敗的原因有很多，例如開發(fā)者和用戶之間的溝通障礙、軟件本身的隱含性、需求信息的不對稱等等。這些問題導(dǎo)致的返工，增加了開發(fā)的成本，也損壞了企業(yè)形象，更可能流失掉部分用戶。因此，我們必須對軟件需求分析進(jìn)行風(fēng)險評估管理，把負(fù)面影響降到最低?，F(xiàn)代商業(yè)發(fā)展中，各企業(yè)和企業(yè)之間的競爭日趨激烈， 掌握最新的技術(shù)，對技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，才是企業(yè)在行業(yè)內(nèi)立足腳跟，獲得更加長遠(yuǎn)發(fā)展的方法，因此要想牢牢地把握企業(yè)的運命就需要我們保持對技術(shù)創(chuàng)新的熱情，并在這條道路上樂此不疲。21世紀(jì)，只有掌握了最新和最具有創(chuàng)造性的技術(shù)，才能贏的最后的勝利，本文把BP網(wǎng)絡(luò)與軟件需求分析風(fēng)險評估模型相結(jié)合，具有十分重要的意義。

1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是開發(fā)者使用最多的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之一，它具有算法簡單、極強的魯棒性、收斂速度極快等優(yōu)點。最重要的一點是能夠最大限度的接近其真實系統(tǒng)，非常適合于線性的、不確定的、模糊的軟件風(fēng)險數(shù)據(jù)。BP算法是一種用于前向多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的的反傳學(xué)習(xí)算法。采用BP算法的數(shù)層感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，它的基本思想是，學(xué)習(xí)過程由信號的正向傳播和誤差的反向傳播兩個過程組成。模糊理論采用模糊數(shù)學(xué)的方法，通過抽象思維，對處于多種因素作用下的事物做出總體評價。它的兩大主要特征是：第一，結(jié)果清晰；第二，系統(tǒng)性強，這非常適合于各種非確定性問題的解決。

2 軟件需求分析風(fēng)險評估模型

開發(fā)過程中，了解軟件需求是很重要的。軟件開發(fā)主要是依據(jù)需求的不同而設(shè)計出的產(chǎn)品。它包括了業(yè)務(wù)需求（組織和客戶高層次的目標(biāo)）、用戶需求（用戶要求必須具備的需求）、功能需求（用戶可以通過完成任務(wù)滿足業(yè)務(wù)需求的產(chǎn)品中必須體現(xiàn)的軟件功能）。各種不同的需求都以不同的角度來呈現(xiàn)，需要進(jìn)行多方位的分析方可得出準(zhǔn)確的結(jié)論。軟件需求分析就是對用戶所需軟件應(yīng)具備的屬性進(jìn)行分析，滿足用戶的真正需求。在完成軟件需求分析后，我們要能得出用戶所需的軟件系統(tǒng)要能夠做到哪些功能，對此還要有詳細(xì)準(zhǔn)確的說明書，也就是用戶的使用說明書，讓他們更快的了解產(chǎn)品。優(yōu)秀的需求具有以下特點：完整性、準(zhǔn)確性、可行性、必要性、無歧義性和可行性。

軟件需求分析風(fēng)險是指由于多方面的影響，如用戶參與度、用戶需求的拓展變化、多角度的考慮、設(shè)計的精準(zhǔn)度和用戶與開發(fā)者的充分溝通等等，而造成需求分析的不準(zhǔn)確使得用戶的軟件需求得不到滿足。該風(fēng)險評估模型主要是為了降低軟件需求分析中存在的風(fēng)險，從而使得評估需求分析更具加有效和更易操作。

3 一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軟件需求分析風(fēng)險評估模型

本文把BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊理論加入到軟件需求分析風(fēng)險評估模型中，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性映射屬性和模糊理論的超強表達(dá)能力與被理解力，幫助提高風(fēng)險評估的有效性和預(yù)測性。 軟件需求分析風(fēng)險的評估模型包括風(fēng)險識別、風(fēng)險分析、風(fēng)險評估三個模塊。

風(fēng)險識別的主要目的是考察研究軟件需求分析階段具體的情況，識別并記錄該階段存在的或潛在的風(fēng)險，輸入來源是專家的經(jīng)驗分析和歷史風(fēng)險數(shù)據(jù)庫。一般步驟包括：a：找出軟件需求分析風(fēng)險指標(biāo)；b：搜索歷史數(shù)據(jù)庫，列出存在的數(shù)據(jù)庫中的歷史案例；c：通過專家分析，列出具有風(fēng)險等級的列表；d：將確定了的風(fēng)險列表提交數(shù)據(jù)庫并更新。

風(fēng)險分析是細(xì)化第一階段的風(fēng)險，分析其產(chǎn)生的影響和等級，找出各指標(biāo)與風(fēng)險級別之間的線性關(guān)系亦或非線性關(guān)系。本文引入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊理論，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)風(fēng)險評估指標(biāo)和風(fēng)險級別之間的非線性映射關(guān)系，還利用模糊理論的超強表達(dá)能力和容易理解的屬性，提高整個風(fēng)險評估模型的學(xué)習(xí)能力和表達(dá)能力，得出更符合實際的評估報告。主要的方法包括：a：揭示原因和結(jié)果之間的聯(lián)系，追根溯源；b：建立模型進(jìn)行認(rèn)識和理解；C：通過嘗試各種組合找出導(dǎo)致失敗的因素。風(fēng)險評估需最后明確所有存在的風(fēng)險和它們的等級，給予開發(fā)者一個詳細(xì)的報告。本階段只要利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層、輸出層、隱含層數(shù)、隱含層節(jié)點數(shù)。輸入層節(jié)點是經(jīng)過模糊預(yù)處理的17個需求分析風(fēng)險評估指標(biāo)；輸出層節(jié)點是需求分析風(fēng)險等級；隱含層數(shù)越多性能越高誤差越低；隱含節(jié)點越多，網(wǎng)絡(luò)功能越強大，但是過多則會使網(wǎng)絡(luò)功能減弱。

在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，建立的軟件需求分析風(fēng)險評估模型，它操作的流程大致是三個方向。首先，識別軟件需求分析階段存在的、潛在的風(fēng)險；然后，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊理論的特有屬性、眾多優(yōu)點進(jìn)行分析，通過歷史數(shù)據(jù)庫，專家知識、專家討論，列出風(fēng)險表格；最后，對風(fēng)險進(jìn)行最后的評估，從而有效預(yù)測軟件開發(fā)過程中所遇到的風(fēng)險，并且進(jìn)行規(guī)避。

4 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)軟件也成為人們工作生活中一個非常重要的工具。軟件需求的增多帶來了很多的問題，軟件開發(fā)的過程充滿了阻礙，軟件需求的滿意度也在日漸降低。因此，提高軟件開發(fā)的速度、保證開發(fā)軟件的質(zhì)量，降低風(fēng)險、減少開發(fā)成本、滿足用戶真正的需求等等，對軟件需求分析風(fēng)險進(jìn)行評估，建立軟件需求分析風(fēng)險評估模型，是一件非常值得研究和實施的事情。本文研究的內(nèi)容不僅僅達(dá)到了需求分析的目的，提出了新的思維方式和參考方向，而且還能更有效的預(yù)測軟件需求分析風(fēng)險，真正滿足用戶的軟件需求。

基金項目：吉林省教育廳“十二五”科學(xué)技術(shù)研究項目“基于AHP和群決策向量分析高校干部綜合測評方法和系統(tǒng)實現(xiàn)”（吉教科合字第2013402號）；吉林省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題“構(gòu)建以學(xué)習(xí)者為主體的遠(yuǎn)程教育支持服務(wù)體系的研究”（GH150583）。

參考文獻(xiàn)：

[1]李華，曹曉龍，成江榮.BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在軟件項目風(fēng)險評估中的應(yīng)用[J].計算機仿真，2011，28（07）：374-378.

作者簡介：楊明莉（1977-），女，副教授，研究方向：計算機軟件與理論。