一种基于数据图谱、信息图谱和知识图谱架构的价值驱动的服务软件开发方法技术

针对现有价值驱动型数据、信息和知识生命周期评估方法的挑战，对于详细设计活动与业务建模之间设计活动效率的双向评估和控制，本发明专利技术提出了一种基于数据图谱、信息图谱和知识图谱的价值驱动的服务软件开发方法，属于分布式计算和软件工程学技术交叉领域。在数据图谱的基础上，本发明专利技术分析了软件开发活动需求分析中的数据观察和收集。本发明专利技术提出使用信息图谱来解决概要设计活动中不正确的信息流控制和信息丢失的问题。在详细设计活动的需求建模中，本发明专利技术详细阐述了知识图谱与UML相比在需求表达方面的优势，包括对需求表达的完整性和覆盖范围等方面。

A value driven service software development method based on data Tupu, information Tupu and knowledge mapping framework

In view of the existing value driven data, information and knowledge of life cycle assessment challenges for two-way evaluation and control design efficiency between detailed design activities and business modeling, the invention provides a service driven software development methodology of data mapping, information mapping and knowledge map based on price, and belongs to the field of distributed computing and software engineering technology. On the basis of data map, the present invention analyzes data observation and collection in requirement analysis of software development activity. The invention proposes the use of an information map to solve the problem of inaccurate information flow control and information loss in an outline design activity. In the modeling of requirements for detailed design activities, this paper expounds the advantages of knowledge mapping in terms of requirements representation, including the completeness and coverage of the requirements expression in comparison with the UML.

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据图谱、信息图谱和知识图谱架构的价值驱动的服务软件开发方法
本专利技术是一种在集成数据图谱、信息图谱和知识图谱构建的处理架构基础上采用价值驱动设计理念的服务软件开发方法，使用数据、信息和知识流来抽象软件开发过程中各种数据、信息和知识操纵和使用场景。我们建议通过管理数据和信息重用，冗余和结构来提高系统的可靠性和鲁棒性。
技术介绍
软件开发从产生到现在历经了数种体系结构的变革，从传统的体系结构阶段到基于组件的体系结构阶段，再到面向服务的体系结构阶段，每次变革都是为了应对不断增加的软件复杂度。随着软件应用规模的逐步扩大，应用层次的逐步深入，软件开发复杂度日益增加。面对复杂多变的软件需求，如何减少开发成本，如何充分利用现有的资源提高软件可重用性，成为了一个迫切需要解决的问题。价值驱动设计提供了一个框架来增强大型系统设计的系统工程流程，软件开发是整个项目系统设计的关键。在开展任何项目之前，必须建立切合实际的规划和控制程序，使各方能够以足够的权威性和确定性来管理项目。在本体论上，从业务规划到信息技术实施的连贯过程包括数据的观察和收集，从发送方到接收方（可能是人或机器）的信息传输和知识创造等基本概念活动。这些基本活动包括需求规范中的表面语义，累积转移到设计人工制品。在积累的同时，利益相关者之间也有增值和商业价值平衡。本专利技术将数据、信息和知识层面的整个系统设计流程模型化为数据、信息和知识生命周期中数据共享、信息传递和知识创建控制的阶段，将相应的数据、信息和知识处理阶段作为原子数据、信息和知识处理活动和状态进行细化，并将这些活动或状态与其对系统质量属性的影响相关联，最终以计算方式映射到业务价值。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是提供一种在集成数据图谱、信息图谱和知识图谱构建的处理架构基础上采用价值驱动设计理念的服务软件开发方法，为了最大化业务盈利能力，提出在数据图谱、信息图谱和知识图谱的基础上，跨越经济规划和技术实施之间桥接双向价值驱动设计，使用数据图谱、信息图谱和知识图谱来分析对包括需求分析、架构设计和模型抽象在内的软件开发活动产生负面影响的问题。技术方案：本专利技术的方法是一种在集成数据图谱、信息图谱和知识图谱构建的处理架构基础上采用价值驱动设计理念的服务软件开发方法，其目标是为信息技术方面的实施提供指导和整合，实现连贯一致的数据、信息和知识协调以及强大的价值导向适应性，最大限度地提高利益相关者方的利益。一、体系结构图1给出了在集成数据图谱、信息图谱和知识图谱构建的处理架构基础上采用价值驱动设计理念的服务软件开发方法的结构，图2给出了数据图谱、信息图谱和知识图谱的关联关系，本专利技术对软件开发活动中的需求分析、架构设计、模型抽象等软件开发活动分别基于数据图谱、信息图谱和知识图谱进行分析，细化软件开发流程。下面给出数据图谱、信息图谱和知识图谱的具体说明：数据图谱：数据图谱能记录关键词出现的频度，包括结构、时间和空间三个层次的频度。我们定义结构频度为数据出现在不同数据结构中的次数，时间频度为数据的时间轨迹，空间频度被定义为数据的空间轨迹。数据图谱上可以描述图中各个结点之间关联的紧密程度即密度，可以反映出哪些数据联系紧密，哪些数据联系稀疏。但数据图谱上未对数据的准确性进行分析，可能出现不同名称的数据但表示同意含义，即数据冗余。综上，数据图谱只能对数据进行静态分析，无法分析和预测数据的动态变化。数据是通过观察获得的数字或其他类型信息的基本个体项目，但是在没有上下文语境的情况下，它们本身没有意义。数据图谱可以通过数组、链表、队列、树、栈、图等数据结构来表达。在数据图谱上，通过计算数据的频度，得出数据在数据图谱上的支持度和置信度来删除错误或无用数据，删除的条件是必须同时满足支持度和置信度的阈值要求，阈值过大不利于图谱表达的准确性，过小会不利于表达的完整性，可以根据计算图谱反馈的结果信息动态调整。信息图谱：信息是通过数据和数据经过组合之后的上下文传达的，经过概念映射和相关关系连接之后的适合分析和解释的信息。信息图谱可以通过关系数据库来表达。在信息图谱上可以进行数据清洗，消除冗余数据，根据实体之间的交互度进行初步抽象，提高设计的内聚性，降低耦合度。通过圈定特定数量的实体，计算内部交互度和外部交互度，内聚性cohesion等于内部交互度和外部交互度的比值，我们设定所圈定的实体之间必须构成一个连通图。知识图谱：知识是从积累的信息中获得的总体理解和意识，将信息进行进一步的抽象和归类可以形成知识。知识图谱可以通过包含结点和结点之间关系的有向图来表达。知识图谱可以表达各种语义关系，在知识图谱上能通过信息推理和实体链接提高知识图谱的边密度和结点密度，知识图谱的无结构特性使得其自身可以无缝链接。信息推理需要有相关关系规则的支持，这些规则可以由人手动构建，但往往耗时费力，得到复杂关系中的所有推理规则更加困难。目前，信息推理主要依赖于关系的同现，并使用关联挖掘技术自动查找推理规则。使用关系规则实现关系提取的典型的方法有基于归纳逻辑程序（ILP）的方法，基于关联规则挖掘（ARM）的方法和路径排序算法（PRA），基于ILP的方法和基于ARM的方法的共同之处在于通过挖掘从知识图谱中抽取一些规则，然后把这些规则应用到知识图谱上，从而推出新的关系。PRA使用每个不同的关系路径作为一维特征，通过在知识图谱中构建大量的关系路径来构建关系分类的特征向量和关系分类器来提取关系，关系的正确度超过某一阈值后认为新关系成立。二、基于数据图谱、信息图谱和知识图谱的价值驱动的服务软件开发方法的实现与应用方案1、建模过程的元模型本专利技术创建了一个元数据流程，从需求侧抽象转移数据，信息和知识，从业务规划到服务组合，反映利益相关者正在实施的期望的模型工件逐渐，每个设计活动都符合预期效果或偏离理想效果。在定制的软件协同开发网络中，通过交换各种工件实现参与者之间的合作。此外，开发过程由参与者将一个工件转换为另一个或一组新工件的工作构成。在此过程中，可能会发生以下有关数据，信息和知识的情况：（1）由原始工件指示的数据、信息和知识在生成的工件中保持有效；（2）生成的工件中缺少数据、信息和知识；（3）原始工件中不包含的额外数据，信息和知识在所产生的工件中引入。数据，信息和知识的使用与使用数据，信息和知识解决问题的主题密切相关。本专利技术确定以下事实会影响数据、信息和知识使用活动期间数据、信息和知识交换过程的一般价值：（1）在数据，信息和知识方面（a）在哪里寻求数据、信息和知识资源来实现具体的功能；（b）什么数据、信息和知识是真正有用的；（c）衡量获取相关数据、信息和知识的成本；（2）在设计活动中；（a）活动来源和目标之间的数据、信息和知识不一致；（b）活动的来源和目标之间的数据、信息和知识的完整性；（c）对活动目标的误解（时间要求，成本要求等）；（d）数据、信息和知识的可重用性；（e）数据、信息和知识介绍/组织的效率；（f）数据、信息和知识使用的有效性。软件和服务开发生命周期指定参与者之间的互动。在数据、信息和知识转换方面，每个利益相关者或参与者接受数据、信息和知识源中指定形式的数据、信息和知识，并产生指定类型的目标数据、信息和知识。在这种情况下，我们确定以下属性：（1）利益相关者处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在集成数据图谱、信息图谱和知识图谱构建的处理架构基础上采用价值驱动设计理念的服务软件开发方法，其特征在于对需求进行语义建模时减少数据冗余和不一致，增强模型设计的内聚性，提高开发效率，具体步骤如下：步骤1）获取服务软件开发需求描述，开发服务软件的需求可以由一个或多个客户来描述，多源的需求存在冗余性和一致性，如果开发者以研究的方式收集用户的需求，用户群体会非常大，用户对需求的描述将会非常混乱；步骤2）基于步骤1得到的需求描述，提取关键词并将关键词以结点的形式表达在数据图谱上，记录每种关键词出现的频度，数据图谱能记录关键词出现的频度，包括结构、时间和空间三个层次的频度，本专利技术定义结构频度为数据出现在不同数据结构中的次数，时间频度为数据的时间轨迹，空间频度被定义为数据的空间轨迹；步骤3）基于步骤2中记录的数据的时间频度、空间频度等，根据公式1计算数据的总频度Total_frequency，Tem_f表示时间频度，Spa_f表示空间频度：

【技术特征摘要】
1.一种在集成数据图谱、信息图谱和知识图谱构建的处理架构基础上采用价值驱动设计理念的服务软件开发方法，其特征在于对需求进行语义建模时减少数据冗余和不一致，增强模型设计的内聚性，提高开发效率，具体步骤如下：步骤1）获取服务软件开发需求描述，开发服务软件的需求可以由一个或多个客户来描述，多源的需求存在冗余性和一致性，如果开发者以研究的方式收集用户的需求，用户群体会非常大，用户对需求的描述将会非常混乱；步骤2）基于步骤1得到的需求描述，提取关键词并将关键词以结点的形式表达在数据图谱上，记录每种关键词出现的频度，数据图谱能记录关键词出现的频度，包括结构、时间和空间三个层次的频度，本发明定义结构频度为数据出现在不同数据结构中的次数，时间频度为数据的时间轨迹，空间频度被定义为数据的空间轨迹；步骤3）基于步骤2中记录的数据的时间频度、空间频度等，根据公式1计算数据的总频度Total_frequency，Tem_f表示时间频度，Spa_f表示空间频度：(1)步骤4）基于步骤3得到的数据的总频度，根据公式2和公式3计算数据在数据图谱上的支持度support(ri)和置信度confidency以删除错误或无用数据，删除的条件是必须同时满足支持度和置信度的阈值要求，阈值过大不利于图谱表达的准确性，过...

【专利技术属性】
技术研发人员：段玉聪，邵礼旭，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：海南,46