面向用戶的柔點(diǎn)柔變范圍定量度量技術(shù)

申利民，王俊飛，楊永濤

（燕山大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院／河北省計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)與系統(tǒng)集成重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 秦皇島 066004）

0 引言

軟件正在向網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)化、智能化和開放化方向發(fā)展，外部應(yīng)用環(huán)境和用戶需求的多變性，迫使軟件頻繁變更，維護(hù)成本和時(shí)間急劇增加。軟件工程專家積極探索，將柔性軟件系統(tǒng)（Flexible Software System，F(xiàn)SS）引入軟件領(lǐng)域，分離用戶穩(wěn)定需求和變化需求，使用戶能夠高效低耗地動(dòng)態(tài)調(diào)整軟件，以應(yīng)對變化。軟件柔性已經(jīng)作為軟件質(zhì)量的重要屬性，定量的軟件柔性度量對軟件的設(shè)計(jì)、控制、評估和應(yīng)用具有重要的意義。

目前，國外主要從軟件自身的體系結(jié)構(gòu)、軟件編程規(guī)范和軟件應(yīng)用領(lǐng)域來分析和度量軟件的柔性。2006年，Amnon H.Eden和Tom Mens提出用演化復(fù)雜度來度量軟件的柔性，從編程規(guī)范（面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^程）、體系結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)共享，管道、過濾器，抽象數(shù)據(jù)類型）和設(shè)計(jì)模式來比較軟件的柔性［1］；2011年，Wang Song提出一個(gè)面向企業(yè)資源規(guī)劃（Enterprise Resource Planning，ERP）系統(tǒng)的軟件柔性評估模型，該模型細(xì)化了指標(biāo)體系，分為表示靈活性、業(yè)務(wù)靈活性和設(shè)計(jì)靈活性［2］?；谲浖幊桃?guī)范的研究出現(xiàn)在文獻(xiàn)［3］，它從面向?qū)ο蠼嵌确治龊投攘寇浖嵝?；基于軟件制造領(lǐng)域柔性的研究出現(xiàn)在文獻(xiàn)［4］，它分析了在柔性制造系統(tǒng)中柔性的度量方法。

在國內(nèi)，柔性研究者主要從面向用戶的角度出發(fā)分析和度量柔性，關(guān)注用戶界面給用戶提供的柔性。將軟件內(nèi)在的柔性轉(zhuǎn)換為面向用戶的柔性更能體現(xiàn)柔性的價(jià)值，更能直接地滿足用戶需求的變化，是用戶最關(guān)心的柔性。2004年，申利民和穆運(yùn)峰首次提出了軟件柔性的概念，將柔性分為四個(gè)層次的柔性，并提出了以柔點(diǎn)、柔力和柔距度量軟件的柔性［5］。在文獻(xiàn)［5］的基礎(chǔ)上，申利民完善了軟件柔性度量，提出了以柔點(diǎn)為核心的軟件柔性定量度量模型［6-9］。

國內(nèi)面向用戶的柔性度量逐步形成了以柔點(diǎn)操控難度和柔點(diǎn)柔變范圍為核心度量屬性的柔性度量體系。梁東魁提出用功能規(guī)模單元作為度量柔點(diǎn)柔變范圍的單位［10］，并沒有考慮柔點(diǎn)變化傳播的影響。就目前軟件面向用戶的柔點(diǎn)柔變范圍的度量理論領(lǐng)域來看，存在以下問題：①軟件柔性變化描述不足，缺乏模型支持；②面向用戶的柔點(diǎn)柔性變化產(chǎn)生的配置傳播考慮欠缺，使柔點(diǎn)柔變范圍度量不夠精確；③面向用戶的柔點(diǎn)柔變范圍度量過程粗糙，可操作性差。

針對上述問題，借鑒軟件產(chǎn)品家族中的變化性建模方法［11-13］，分析軟件中的柔性變化資源，參照軟件中變更傳播［14-17］的影響分析，考慮柔點(diǎn)變化產(chǎn)生的配置傳播影響，利用改進(jìn)的功能點(diǎn)分析法度量柔點(diǎn)變化影響的功能點(diǎn)部件。在以上分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合面向用戶柔點(diǎn)的特點(diǎn)，給出柔變范圍度量模型中的度量要素，包括度量實(shí)體、相關(guān)實(shí)體、度量屬性、度量指標(biāo)和度量方法。下面介紹面向用戶的柔點(diǎn)柔變范圍度量模型。

首先，介紹柔變范圍度量模型中的三個(gè)主要方法，包括：①構(gòu)建軟件柔變性模型，表示軟件柔性變化；②搭建柔點(diǎn)變化傳播影響圖，分析柔點(diǎn)變化傳播影響；③改進(jìn)功能點(diǎn)分析法，度量柔點(diǎn)變化影響的功能點(diǎn)部件。然后，結(jié)合面向用戶柔點(diǎn)的特點(diǎn)，給出面向用戶的柔點(diǎn)柔變范圍度量模型，分析度量模型要素。最后，利用該模型度量軟件實(shí)例，分析柔點(diǎn)柔變范圍。

1 軟件柔變性模型

軟件柔變性模型是從面向用戶的角度出發(fā)，對軟件柔性變化的表示，柔變性概念模型包括柔點(diǎn)、柔變點(diǎn)、柔變項(xiàng)以及柔變性依賴和約束關(guān)系。

1.1 柔變性模型相關(guān)概念

1.1.1 柔性和柔變性

（1）柔性 指在保持基本軟件特征不變的條件下，在外界的作用、刺激和驅(qū)動(dòng)下，軟件功能、結(jié)構(gòu)和行為能夠容易地、重復(fù)地、可逆地、和諧地進(jìn)行變化而不損壞、不失效的屬性［5］。軟件柔性包括軟件的柔變性和操控性。

柔變性即柔性變化性，是軟件為了滿足需求變化，通過自身配置機(jī)構(gòu)調(diào)整，使軟件的功能、結(jié)構(gòu)和行為能夠進(jìn)行的可重復(fù)的、可逆的、和諧的而不損壞或失效的改變的性質(zhì)，它反映了軟件適應(yīng)需求變化的范圍，其度量指標(biāo)是柔變范圍。

（2）柔變范圍 指由軟件柔點(diǎn)引發(fā)的軟件功能發(fā)生的最大柔性變化范圍，反映了柔點(diǎn)影響的軟件功能規(guī)模。

（3）操控性 即用戶可操控性，是軟件可被用戶操控的性質(zhì)。操控性反映了軟件用戶完成軟件規(guī)定操作的難易程度，其度量指標(biāo)是操控難度。

（4）操控難度 操控難度是在柔點(diǎn)處引發(fā)軟件柔性變化需要的最小用戶操控能力，反映了用戶操作該柔點(diǎn)的難易程度。

（5）柔變范圍和操控難度關(guān)系 柔變范圍和操控難度是度量軟件柔點(diǎn)柔性大小的兩個(gè)主要因子。軟件柔點(diǎn)柔變范圍越大，操控難度越小，柔點(diǎn)柔性越大；反之，柔點(diǎn)柔變范圍越小，操控難度越大，柔點(diǎn)柔性越小。

1.1.2 變化性和柔變性

（1）軟件變化性 指為了適應(yīng)外界環(huán)境和用戶需求的變化，對軟件進(jìn)行調(diào)整，而使軟件發(fā)生變化的性質(zhì)。軟件的變化性主要體現(xiàn)在兩方面：①通過調(diào)整軟件自身的配置機(jī)構(gòu)滿足外界需求，使軟件形態(tài)發(fā)生的變化，軟件自身不需要進(jìn)行再次開發(fā)；②通過變更軟件自身結(jié)構(gòu)和代碼滿足外界需求，而使軟件形態(tài)發(fā)生的變化，軟件需要進(jìn)行再次開發(fā)。

（2）變化性和柔變性的關(guān)系 軟件變化性包括軟件自身配置機(jī)構(gòu)調(diào)整產(chǎn)生的變化性以及變更軟件結(jié)構(gòu)和代碼產(chǎn)生的變化性。柔變性是軟件自身配置機(jī)構(gòu)調(diào)整產(chǎn)生的變化性，是軟件變化性的一部分。

1.1.3 柔點(diǎn)、柔變點(diǎn)、柔變項(xiàng)、柔變性依賴和約束

（1）柔點(diǎn) 軟件用戶界面上能引起軟件柔性變化的一個(gè)配置點(diǎn)。如果柔點(diǎn)中的柔變項(xiàng)集合能被增添、刪減或修改，則稱柔點(diǎn)是開放的，否則是封閉的。

柔點(diǎn)具有如下特征：

1）用戶利用柔點(diǎn)來傳達(dá)用戶需求的變化，實(shí)現(xiàn)需求的后期綁定。

2）柔點(diǎn)是面向用戶柔性的設(shè)計(jì)和度量的最基本單元。

3）在柔點(diǎn)處，用戶與軟件交互作用，用戶將需求經(jīng)過柔點(diǎn)傳遞進(jìn)入系統(tǒng)，觸發(fā)軟件柔性機(jī)制，使軟件功能、行為和結(jié)構(gòu)發(fā)生柔性變化。

按照柔點(diǎn)形變的影響范圍，將柔點(diǎn)的類型劃分為［5］：

1）孤立柔點(diǎn) 該柔點(diǎn)形態(tài)的變化不影響其他柔點(diǎn)的柔性，其他柔點(diǎn)的形態(tài)變化也不影響該柔點(diǎn)。

2）受控柔點(diǎn) 該柔點(diǎn)的影響范圍受其他柔點(diǎn)的影響。

3）控制柔點(diǎn) 該點(diǎn)的形態(tài)變化會(huì)影響其他柔點(diǎn)的柔性，能增加或減少柔點(diǎn)，調(diào)整其他柔點(diǎn)的柔性。

（2）柔變點(diǎn) 軟件中用戶可識(shí)別和可發(fā)生柔性變化的一個(gè)功能。如打印預(yù)覽功能中不同的用戶設(shè)置、打印預(yù)覽顯示不同。

（3）柔變項(xiàng) 在軟件柔點(diǎn)處，用于表達(dá)用戶變化需求的、用戶可識(shí)別、可選擇的、可改變功能的功能操作項(xiàng)。如打印設(shè)置功能中用戶可以動(dòng)態(tài)選擇的列，每個(gè)可供用戶選擇的列即為柔變項(xiàng)。

（4）柔變性依賴 柔點(diǎn)和柔變項(xiàng)之間的選擇關(guān)系。選擇關(guān)系表現(xiàn)為強(qiáng)制和可選關(guān)系。強(qiáng)制關(guān)系表現(xiàn)為在某種約束下，用戶在柔點(diǎn)處必須進(jìn)行選擇的柔變項(xiàng)；可選關(guān)系表現(xiàn)為用戶在柔點(diǎn)處可以不選、選一個(gè)或選多個(gè)柔變項(xiàng)。

（5）柔變性約束 柔變性約束關(guān)系的表現(xiàn)有三種形式：

1）柔變項(xiàng)之間的需要和互斥關(guān)系。

2）柔變項(xiàng)和柔點(diǎn)之間的需要和互斥關(guān)系。

3）柔點(diǎn)之間的需要和互斥關(guān)系。

其中，針對1），柔變項(xiàng)需要關(guān)系指一個(gè)柔變項(xiàng)能否被選擇，取決于另一個(gè)柔變項(xiàng)是否已經(jīng)選擇；柔變項(xiàng)互斥關(guān)系指兩個(gè)柔變項(xiàng)不能同時(shí)被選擇，只能選擇其中一項(xiàng)；2）和3）的需要和互斥關(guān)系類似1）。

1.1.4 柔點(diǎn)、柔變點(diǎn)和柔變項(xiàng)之間的關(guān)系

在柔變性模型中，柔點(diǎn)、柔變點(diǎn)和柔變項(xiàng)是體現(xiàn)軟件柔變性的重要模型元素。柔點(diǎn)、柔變項(xiàng)和柔變點(diǎn)之間的關(guān)系如圖2所示。

在軟件用戶界面上，用戶在柔點(diǎn)處通過選擇柔變項(xiàng)完成對柔變點(diǎn)的配置，在運(yùn)行過程中，柔變點(diǎn)綁定選擇后的柔變項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)柔變點(diǎn)的多種方式顯示。柔點(diǎn)、柔變項(xiàng)和柔變點(diǎn)三者之間相互聯(lián)系、相互支持，協(xié)作實(shí)現(xiàn)軟件的柔變性。

下面用軟件中常有的打印設(shè)置功能分析三者之間的關(guān)系。

對于報(bào)表打印設(shè)置功能，用戶可以通過軟件提供的打印設(shè)置界面動(dòng)態(tài)選擇所需要打印的列，打印設(shè)置功能為柔點(diǎn)，可以被動(dòng)態(tài)選擇的列為柔變項(xiàng)，通過打印設(shè)置后，打印的形式和預(yù)覽界面會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化，打印預(yù)覽功能為柔變點(diǎn)。用戶通過打印設(shè)置柔點(diǎn)動(dòng)態(tài)選擇柔變項(xiàng)的列，配置相應(yīng)的打印預(yù)覽柔變點(diǎn)，在運(yùn)行過程中，打印預(yù)覽柔變點(diǎn)動(dòng)態(tài)綁定已被選擇的柔變項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)打印預(yù)覽界面的隨需變化。

1.2 基于擴(kuò)展的統(tǒng)一建模語言柔變性建模

軟件的柔變性模型從用戶的角度出發(fā)，主要對軟件的領(lǐng)域需求進(jìn)行建模和描述。軟件的領(lǐng)域需求建模體現(xiàn)為能使用明確的模型元素描述軟件的穩(wěn)定部分和變化部分。軟件穩(wěn)定部分可以利用統(tǒng)一建模語言（Unified Modeling Language，UML）進(jìn)行建模，而軟件的變化部分則不能得到UML 很好的支持。為了解決柔變性模型中柔點(diǎn)、柔變點(diǎn)、柔變項(xiàng)模型元素與柔變性依賴約束關(guān)系的描述問題，需要擴(kuò)展UML來解決該問題。

在柔變性建模中引入用例模型，有如下原因：

（1）圖形化表述的用例模型有利于開發(fā)者描述需求，適合用戶與開發(fā)者有效溝通需求。

（2）用例模型從用戶的視角描述軟件，更易于用戶了解軟件系統(tǒng)。

（3）用例模型能更好地描述軟件功能的變化，有效支持對軟件柔變性的描述。

1.2.1 柔變性模型的組織形式

一個(gè)柔變性模型需要描述柔點(diǎn)、柔變點(diǎn)、柔變項(xiàng)、柔變性依賴和柔變性約束。柔變性模型利用擴(kuò)展的用例模型表示柔點(diǎn)、柔變點(diǎn)和柔變項(xiàng)，通過命題邏輯標(biāo)識(shí)柔變性依賴和柔變性約束關(guān)系。柔變性模型由擴(kuò)展的用例模型和柔變性約束模型兩部分組成，如圖2所示。

1.2.2 擴(kuò)展的用例模型

擴(kuò)展的用例模型（如表1）引入以下幾種模型要素支持柔變性：

（1）柔點(diǎn)用例 表示該用例是用戶可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置的用例。

（2）柔變點(diǎn)用例 表示該用例是可以隨需變化的用例。

（3）柔變項(xiàng)用例 表示該用例是被柔點(diǎn)進(jìn)行選擇的功能項(xiàng)用例。

（4）配置關(guān)系 表示柔點(diǎn)用例對柔變點(diǎn)用例的配置關(guān)系。

（5）依賴關(guān)系 表示柔點(diǎn)用例和柔變項(xiàng)用例之間的選擇關(guān)系（如表2）。

在擴(kuò)展的用例模型中，用柔點(diǎn)用例、柔變項(xiàng)用例和柔變點(diǎn)用例表示柔變性模型要素柔點(diǎn)、柔變項(xiàng)和柔變點(diǎn)，用配置關(guān)系和依賴關(guān)系分別表示柔點(diǎn)和柔變點(diǎn)的配置關(guān)系以及柔點(diǎn)和柔變項(xiàng)的選擇關(guān)系。

表1 擴(kuò)展的用例描述

表2 擴(kuò)展的柔變性依賴關(guān)系UML描述

1.2.3 柔變性約束關(guān)系模型

軟件的柔變性約束關(guān)系描述了模型要素柔點(diǎn)、柔變點(diǎn)和柔變項(xiàng)之間的互相約束關(guān)系，軟件的柔變性約束關(guān)系模型如圖3所示。

柔變性依賴約束機(jī)制是基于命題邏輯的。一個(gè)柔變項(xiàng)從被識(shí)別出開始，它在生命周期內(nèi)存在2種狀態(tài)：被選擇狀態(tài)和未選擇狀態(tài)。將柔點(diǎn)記為FP，將柔變項(xiàng)記為V。

（1）未變項(xiàng)狀態(tài) 用謂詞作用于柔變項(xiàng)來表達(dá)該柔變項(xiàng)所處的狀態(tài)：以T表示謂詞“柔變項(xiàng)被選擇”，則柔變項(xiàng)V被選擇可表示為T（V），T（V）的取值為

（2）柔變性約束

對柔變性約束規(guī)則中的柔變項(xiàng)約束、柔變項(xiàng)與柔點(diǎn)約束、柔變點(diǎn)約束也可以用命題邏輯進(jìn)行描述，用R（Vi，F(xiàn)Pk）表示柔點(diǎn)FPk選擇柔變項(xiàng)Vi。

柔變項(xiàng)約束表示FPk中的柔變項(xiàng)Vi和FPm中Vj間的柔變項(xiàng)約束，R（Vi，F(xiàn)Pk）requireR（Vj，F(xiàn)Pm），R（Vi，F(xiàn)Pk）excludeR（Vj，F(xiàn)Pk）可以分別定義如下：

R（Vi，F(xiàn)Pk）→R（Vj，F(xiàn)Pm）；l＜i＜n，l＜j＜n，i≠j，n，m為柔點(diǎn)FPk和FPm中的柔變項(xiàng)總數(shù)；

R（Vi，F(xiàn)Pk）→R（Vj，F(xiàn)Pm）；l＜i＜n，l＜j＜n，i≠j，n，m為柔點(diǎn)FPk和FPm中柔變項(xiàng)總數(shù)。

柔變項(xiàng)與柔點(diǎn)約束表示在柔點(diǎn)FPk中的柔變項(xiàng)Vi和柔點(diǎn)FPm的約束，R（Vi，F(xiàn)Pk）requireFPm，R（Vi，F(xiàn)Pk）excludeFPm，可以分別定義如下：

R（Vi，F(xiàn)Pk）→（Vj（R（Vj，F(xiàn)Pm）），R（Vi，F(xiàn)Pk）∨—?Vj（R（Vj，F(xiàn)Pm））；

Vi∈FPk，Vj∈FPm，1≤i≤nl，l≤j≤n2，k≠m，nl，n2分別為柔點(diǎn)FPK和FPm中柔變項(xiàng)的總數(shù)。

柔點(diǎn)約束表示在柔點(diǎn)FPk和柔點(diǎn)FPm間的柔點(diǎn)約束，F(xiàn)PkrequireFPm，F(xiàn)PkexcludeFPm可以分別定義如下：

?vi（R（Vi，F(xiàn)Pk））→?vj（R（Vj，F(xiàn)Pm））；

?vi（R（Vi，F(xiàn)Pk））→?vj（R（Vj，F(xiàn)Pm））；

Vi∈FPk，Vj∈FPm，1≤i≤nl，l≤j≤n2，k≠m，nl，n2分別為柔點(diǎn)FPK和FPm中的柔變項(xiàng)的總數(shù)。

在柔變性模型中，其通過形式化表達(dá)柔變性約束關(guān)系，為柔變性約束模型提供了很好的表示機(jī)制。

1.2.4 建模過程

（1）柔變性元素識(shí)別

軟件需求分析是一個(gè)精化需求和識(shí)別柔變性的過程，其通過收集、分析和評估軟件中涉及的領(lǐng)域知識(shí)，客觀抽取并分類領(lǐng)域需求的穩(wěn)定需求和可變需求。依據(jù)柔點(diǎn)識(shí)別規(guī)則，對可變需求中的柔點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別和標(biāo)識(shí)，建立功能需求矩陣，分析柔點(diǎn)、柔變項(xiàng)和柔變點(diǎn)之間的關(guān)系。

從用戶可認(rèn)知和可識(shí)別的角度出發(fā)，面向用戶柔點(diǎn)識(shí)別規(guī)則如下：

1）應(yīng)用程序邊界內(nèi)部的功能；

2）用戶可識(shí)別、可配置的功能；

3）功能可以發(fā)生柔性變化。

軟件的功能需求矩陣表如表3所示。表中：SR為穩(wěn)定需求；CR 為可變需求；R 為需求；CT 表示可變需求所屬可變類型，CT1代表需求屬于柔變點(diǎn)，CT2代表該需求屬柔點(diǎn)；X 表示需求不具有當(dāng)前列的類型；DT 為表示依賴類別，DT1表示可變的，DT2表示復(fù)合的，即包含強(qiáng)制的和可變的；UE 表示用例是否可擴(kuò)展，UE1表示開放的，UE2表示封閉的。

下面以軟件中常用的報(bào)表打印設(shè)置功能需求為例進(jìn)行分析。

打印設(shè)置屬于可變需求（CR），因?yàn)椴煌脩艨梢杂胁煌拇蛴≡O(shè)置；打印設(shè)置屬于柔點(diǎn)（CT2），因?yàn)橛脩艨梢酝ㄟ^打印設(shè)置功能動(dòng)態(tài)選擇將要打印顯示的列，打印設(shè)置是一個(gè)配置點(diǎn)；打印設(shè)置依賴類別屬于可變的（DT1），因?yàn)椴煌脩敉ㄟ^柔點(diǎn)可以選擇不同的列，沒有必須要強(qiáng)制選擇的列；打印設(shè)置擴(kuò)展性屬于封閉的（UE2），因?yàn)榭梢赃x擇的列是固定的，一般不能添加、修改或增加列。因此，打印設(shè)置功能對應(yīng)的功能需求矩陣如如表4所示。

表3 功能需求矩陣

表4 打印設(shè)置的功能需求矩陣

分析打印設(shè)置柔點(diǎn)，柔變項(xiàng)是打印設(shè)置可以選擇的列，柔變點(diǎn)是打印頁面預(yù)覽功能。柔點(diǎn)、柔變項(xiàng)和柔變點(diǎn)的關(guān)系如表5所示。

表5 打印設(shè)置柔點(diǎn)、柔變項(xiàng)和柔變點(diǎn)的關(guān)系

（2）確定用例圖 根據(jù)功能需求矩陣，結(jié)合用例圖特點(diǎn)，確定擴(kuò)展后的用例圖。

（3）分析和描述柔變性約束 根據(jù)柔變性約束模型進(jìn)行軟件柔變性約束分析和描述。

2 柔點(diǎn)變化傳播影響圖

當(dāng)用戶需求發(fā)生變化時(shí)，用戶可以通過柔點(diǎn)操作滿足需求。對于一些小粒度的需求變化，用戶操作柔點(diǎn)后的影響可能局限在自身柔點(diǎn)作用的范圍。而對一些功能較為復(fù)雜的用戶需求變化，用戶操作柔點(diǎn)后的影響可能會(huì)影響相關(guān)的柔點(diǎn)。如果將軟件中的柔點(diǎn)當(dāng)作一個(gè)節(jié)點(diǎn)，將它們之間的相互影響看作一個(gè)邊，將軟件抽象為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，則軟件柔點(diǎn)變化的“漣漪效應(yīng)”可以看作柔點(diǎn)變化產(chǎn)生的影響在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的傳播過程。這種軟件柔點(diǎn)變化產(chǎn)生的漣漪效應(yīng)稱作柔點(diǎn)變化傳播影響。

2.1 柔點(diǎn)變化傳播影響圖

定義1 軟件的柔點(diǎn)變化傳播影響圖表示為一個(gè)帶權(quán)有向簡單圖Gw=（V，E）。其中：V表示節(jié)點(diǎn)的集合，V中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)Vi表示軟件中的一個(gè)柔點(diǎn)，V包含起始節(jié)點(diǎn)Vs和受影響節(jié)點(diǎn)Vf兩類節(jié)點(diǎn)，Vs表示發(fā)生變化的起始柔點(diǎn)，Vf表示受到Vs變化影響的柔點(diǎn)；E是邊的集合，E中的每個(gè)元素〈vi，vj〉是一個(gè)有序?qū)?，?dāng)且僅當(dāng)vi變化影響到vj發(fā)生變化，〈vi，vj〉∈E。

2.2 柔變項(xiàng)約束鄰接矩陣

定義2 柔變項(xiàng)約束鄰接矩陣CMnxn表示柔變項(xiàng)之間的約束。在該矩陣中，每一個(gè)柔變項(xiàng)代表一個(gè)行和列。如果一個(gè)柔變項(xiàng)Vi和另一個(gè)柔變項(xiàng)Vj存在約束關(guān)系，則CM［i，j］=1，形式化表示為CMn×n=（Dij）n×n，每一個(gè)元素定義為

如果CM［i，j］元素的值為1，則代表存在一個(gè)約束，即Vi約束Vj；反之，兩個(gè)柔變項(xiàng)之間不存在約束。

假設(shè)V是軟件中柔變項(xiàng)的集合，包含V1，V2，V3，…，Vn，定義柔變項(xiàng)約束鄰接矩陣為

式中dij=rdij＋edij。

在上述等式中，“＋”代表一個(gè)邏輯操作符，1＋1=1，1＋0=1，0＋1=1，0＋0=0。其中：CM=rCm＋eCm，eCm為互斥約束矩陣，rCm為需要約束矩陣。

2.3 柔點(diǎn)變化傳播影響圖構(gòu)造過程

輸入：柔點(diǎn)i。

輸出：柔點(diǎn)i的柔點(diǎn)變化影響傳播圖。

步驟1 根據(jù)柔變性模型構(gòu)造柔變項(xiàng)約束鄰接矩陣。

步驟2 將柔點(diǎn)i作為起始節(jié)點(diǎn)，加到柔點(diǎn)變化影響傳播圖。

步驟3 在柔變項(xiàng)約束鄰接矩陣中，找到柔點(diǎn)i可以選擇的柔變項(xiàng)，首先置空V＿Set，然后放入V＿Set柔變項(xiàng)集合中。

步驟4 在柔變項(xiàng)約束鄰接矩陣，首先置空S＿Set，然后遍歷V＿Set集合中的柔變項(xiàng)，找到與集合中柔變項(xiàng)存在依賴約束的柔變項(xiàng)Vr，然后找到Vr從屬于的柔點(diǎn)j。

如果柔點(diǎn)j不在柔點(diǎn)變化影響傳播圖，則將柔點(diǎn)j作為終節(jié)點(diǎn)，放入S＿set節(jié)點(diǎn)集合，然后將柔點(diǎn)j加入柔點(diǎn)變化影響傳播圖中；否則不做處理。

步驟5 循環(huán)遍歷S＿set柔點(diǎn)集合，如果非空，則將S＿set集合中的節(jié)點(diǎn)當(dāng)作起始節(jié)點(diǎn)的柔點(diǎn)i，轉(zhuǎn)步驟3；否則結(jié)束。

3 改進(jìn)的功能點(diǎn)分析法

為了定量測量柔點(diǎn)柔變范圍，引入功能點(diǎn)分析法（Function Point Analysis，F(xiàn)PA），對柔點(diǎn)變化產(chǎn)生的影響進(jìn)行計(jì)算。

FPA 是一種有效、可靠的軟件規(guī)模度量方法，用以表達(dá)軟件功能尺寸的度量值［18］。FPA 是從用戶角度出發(fā)度量軟件規(guī)模的一種方法，它容易定位和識(shí)別軟件的功能變化，度量方法和技術(shù)無關(guān)，易于用戶接受。為了更好地適合軟件面向用戶的柔點(diǎn)柔變范圍的定量度量，對FPA 法做如下改進(jìn)：

（1）補(bǔ)充圖形界面元素計(jì)算規(guī)則。雖然功能點(diǎn)定義了區(qū)別各種功能點(diǎn)部件和元素的識(shí)別和計(jì)算規(guī)則，但對圖形界面元素的計(jì)算規(guī)則并沒有清晰的說明，為了使圖形界面元素計(jì)算明確化，補(bǔ)充了用戶界面元素的計(jì)算規(guī)則。

（2）改進(jìn)FPA 步驟，易于度量面向用戶的柔點(diǎn)柔變范圍。為了使FPA 法適合面向用戶的柔點(diǎn)柔變范圍度量，在功能點(diǎn)部件識(shí)別的基礎(chǔ)上，結(jié)合柔變性模型元素的特點(diǎn)，找出柔點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)據(jù)功能點(diǎn)和柔變點(diǎn)對應(yīng)的事務(wù)功能點(diǎn)。

3.1 用戶界面元素計(jì)算規(guī)則

用戶界面元素指軟件界面上提供用戶輸入、查詢、顯示數(shù)據(jù)的元素，如輸入框、下拉列表等；用戶界面元素計(jì)算規(guī)則指用戶界面元素到對應(yīng)的數(shù)據(jù)元素個(gè)數(shù)的映射規(guī)則。對于軟件用戶界面元素，結(jié)合用戶界面的元素特點(diǎn)和原功能點(diǎn)數(shù)據(jù)元素計(jì)算規(guī)則，將用戶界面主要元素計(jì)算規(guī)則總結(jié)如表6所示。

3.2 功能點(diǎn)計(jì)數(shù)相關(guān)規(guī)則

根據(jù)原功能點(diǎn)復(fù)雜度計(jì)算矩陣以及復(fù)雜度對應(yīng)的功能點(diǎn)計(jì)數(shù)矩陣［19］，表7～表10給出了柔變部件復(fù)雜度判定矩陣和柔變部件柔變度的判定矩陣。

表6 圖形用戶主要界面元素計(jì)算規(guī)則

表7 EI柔變級別判定矩陣

表8 EO 和EQ 柔變級別判定矩陣

表9 ILF和EIF柔變級別判定矩陣

表10 柔變部件柔變度

續(xù)表10

3.3 改進(jìn)的功能點(diǎn)分析法

（1）確定軟件應(yīng)用程序邊界。確定應(yīng)用程序邊界是指將正在被測量的應(yīng)用程序與用戶域及其他應(yīng)用程序分開。

（2）確定數(shù)據(jù)部件以及數(shù)據(jù)部件要素。根據(jù)原功能點(diǎn)數(shù)據(jù)文件和用戶界面元素判定規(guī)則［19］，確定內(nèi)部邏輯文件、外部接口文件以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)元素和數(shù)據(jù)記錄。

（3）確定事務(wù)部件以及事務(wù)部件要素。根據(jù)原功能點(diǎn)數(shù)據(jù)文件和用戶界面元素判定規(guī)則［19］，確定外部輸入部件、外部輸出部件、外部查詢部件以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)元素、訪問文件。

（4）結(jié)合柔變性模型元素的特點(diǎn)，找出軟件中柔點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)據(jù)功能點(diǎn)和柔變點(diǎn)對應(yīng)的事務(wù)功能點(diǎn)。

4 柔變范圍度量模型

柔點(diǎn)柔變范圍是柔點(diǎn)變化后軟件受到的最大功能影響規(guī)模。柔變范圍度量需要定位軟件中的柔點(diǎn)，考慮柔點(diǎn)變化影響，度量柔點(diǎn)影響規(guī)模。構(gòu)建軟件柔變性模型，可以確定軟件中的柔點(diǎn)、柔變項(xiàng)和柔變點(diǎn)；分析柔點(diǎn)變化傳播影響圖，能夠定位單個(gè)柔點(diǎn)變化影響的關(guān)聯(lián)柔點(diǎn)；改進(jìn)功能點(diǎn)分析法，適合度量柔點(diǎn)影響的柔變部件的柔變度。單個(gè)柔點(diǎn)的影響范圍可以看作柔點(diǎn)自身影響的數(shù)據(jù)功能點(diǎn)和其配置的柔變點(diǎn)對應(yīng)的事務(wù)功能點(diǎn)部件的功能點(diǎn)計(jì)數(shù)總和。考慮到柔點(diǎn)變化傳播的影響，一個(gè)柔點(diǎn)的柔變范圍為所有受影響的單個(gè)柔點(diǎn)影響范圍之和。

基于上述柔點(diǎn)分析，表11給出了柔點(diǎn)柔變范圍度量模型要素。

表11 面向用戶的柔變范圍度量模型要素

下面將詳細(xì)說明上述基本度量和派生度量指標(biāo)和計(jì)算方法。

4.1 度量模型基本要素

（1）面向用戶柔點(diǎn)

面向用戶的柔點(diǎn)是柔變性模型中的柔點(diǎn)，可以用一個(gè)五元組描述，包括柔點(diǎn)用戶級別、柔點(diǎn)級別、柔點(diǎn)操控難度、關(guān)聯(lián)柔點(diǎn)組和柔點(diǎn)作用對象。其中，柔點(diǎn)用戶級別、柔點(diǎn)級別、柔點(diǎn)操控難度反映了柔點(diǎn)的操控復(fù)雜度，柔點(diǎn)作用對象和關(guān)聯(lián)柔點(diǎn)組反映了柔點(diǎn)變化的影響范圍。

1）柔點(diǎn)用戶級別 低級用戶、高級用戶和開發(fā)級用戶。

2）柔點(diǎn)操作級別 自適應(yīng)級柔點(diǎn)、低級用戶柔點(diǎn)、高級用戶柔點(diǎn)和開發(fā)級用戶柔點(diǎn)。

3）柔點(diǎn)操控難度 指定量描述用戶操控柔點(diǎn)難度的數(shù)值。

4）關(guān)聯(lián)柔點(diǎn)組 與柔點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的所有柔點(diǎn)集合。

5）柔點(diǎn)作用對象 軟件用戶界面上用戶作用的對象，該對象包括用戶作用的事務(wù)部件和數(shù)據(jù)部件。柔點(diǎn)作用對象包括功能類型、邏輯事務(wù)組和邏輯文件組。其中：功能類型∶∶=數(shù)據(jù)柔點(diǎn)｜表示柔點(diǎn)｜流程柔點(diǎn)｜環(huán)境柔點(diǎn)｜外部服務(wù)柔點(diǎn)；邏輯事務(wù)組是柔點(diǎn)變化后，受影響的邏輯事務(wù)組；邏輯文件組是柔點(diǎn)變化后，受影響的邏輯文件組。

（2）面向用戶的柔變范圍、柔變部件、柔變度和柔變級別

1）面向用戶的柔變范圍 柔點(diǎn)在用戶操控下或觸發(fā)下軟件功能發(fā)生的最大柔性變化范圍，是柔點(diǎn)調(diào)整、作用和影響軟件的范圍，是受該柔點(diǎn)影響的所有柔變部件的功能點(diǎn)計(jì)數(shù)之和，即柔變量。

2）柔變部件 指受柔點(diǎn)影響的、發(fā)生柔性變化的功能部件，受影響的部件類型為數(shù)據(jù)部件和事務(wù)部件，包括外部輸入部件、外部輸出部件、外部查詢、內(nèi)部邏輯文件和外部接口文件。

3）柔變度 指柔變部件能夠發(fā)生的最大柔性變化量度，是柔變部件的柔變級別對應(yīng)的功能點(diǎn)計(jì)數(shù)。

4）柔變級別 指柔變部件能夠發(fā)生最大柔性變化的高中低程度，分級為（低，中，高）=（L，M，H），不同類型的柔變部件的柔變級別對應(yīng)一定柔變元素的個(gè)數(shù)。

4.2 度量模型度量指標(biāo)

柔變范圍度量指標(biāo)層次包括基本度量和派生度量，基本度量包括Sei，Seo，Seq，Silf和Seif，派生度量包括Si，具體定義如下：

定義3 外部輸入柔變部件柔變量表示為

式中：Sei表示柔點(diǎn)對應(yīng)的所有EI柔變部件的柔變度和，NeiL表示低級EI柔變部件數(shù)，WeiL表示低級EI柔變部件柔變度，NeiM表示中級EI柔變部件柔變度，WeiM表示中級EI柔變部件柔變度，NeiH表示高級EI柔變部件柔變度，WeiH表示高級EI柔變部件柔變度。

定義4 外部輸出柔變部件柔變量表示為

式中：Seo表示柔點(diǎn)對應(yīng)的所有EO 柔變部件的柔變度和，NeoL表示低級EO 柔變部件數(shù)，WeoL表示低級EO 柔變部件柔變度，NeoM表示中級EO柔變部件數(shù)，WeoM表示中級EO 柔變部件變?nèi)嶙兌?，NeoH表示高級EO 柔變部件，WeoH表示高級EO 柔變部件柔變度。

定義5 外部查詢?nèi)嶙儾考嶙兞勘硎緸?/p>

式中：Seq表示柔點(diǎn)對應(yīng)的所有EQ 柔變部件的柔變度和，NeqL表示低級EQ 柔變部件數(shù)，WeqL表示低級EQ 柔變部件柔變度，NeqM表示中級EQ柔變部件數(shù)，WeqM表示中級EQ 柔變部件柔變度，NeqH表示高級EQ 柔變部件數(shù)，WeqH表示高級EQ 柔變部件柔變度。

定義6 內(nèi)部邏輯文件柔變部件柔變量表示為

式中：Silf表示柔點(diǎn)對應(yīng)的所有內(nèi)部邏輯文件柔變部件的柔變度和，NilfL表示低級ILF 柔變部件數(shù)，WilfL表示低級ILF 柔變部件柔變度，NilfM表示中級ILF 柔變部件數(shù)，WilfM表示中級ILF柔變部件柔變度，NilfH表示高級ILF 柔變部件數(shù)，WilfH表示高級ILF柔變部件變化度。

定義7 外部接口文件柔變部件柔變量表示為

式中：Seif表示柔點(diǎn)對應(yīng)的所有外部接口文件柔變部件的柔變度和，NeifL表示低級EIF 柔變部件數(shù)，WeifL表示低級EIF 柔變部件柔變度，NeifM表示中級EIF 柔變部件數(shù)，WeifM表示中級EIF柔變部件柔變度，NeifH表示高級EIF 柔變部件數(shù)，WeifH表示高級EIF柔變部件變化度。

定義8 柔點(diǎn)柔變范圍，即柔點(diǎn)柔變量表示為

式中：Si表示柔點(diǎn)的柔變范圍，即所有受影響的柔變部件的柔變度之和；Seif，Silf，Sei，Seq和Seo的定義同上。

4.3 柔變范圍度量模型度量過程

面向用戶的柔變范圍度量過程如圖4所示。

（1）軟件柔變性模型建模

依據(jù)軟件相關(guān)的文檔和軟件用戶界面，按照軟件柔變性模型建模過程構(gòu)建軟件的柔變性模型，識(shí)別出軟件的柔點(diǎn)以及柔變性元素之間的約束關(guān)系。

（2）軟件柔點(diǎn)變化傳播影響圖搭建

依據(jù)軟件柔變性約束模型確定軟件的柔變項(xiàng)約束鄰接矩陣，按照柔變項(xiàng)約束鄰接矩陣確定軟件所有柔點(diǎn)對應(yīng)的柔點(diǎn)變化傳播影響圖。

（3）功能點(diǎn)分析階段

1）根據(jù)改進(jìn)的功能點(diǎn)分析法，找出軟件柔點(diǎn)以及柔變點(diǎn)對應(yīng)的功能點(diǎn)部件。

2）確定柔點(diǎn)作用對象中的邏輯文件組，即柔點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)據(jù)功能點(diǎn)部件。

3）確定柔點(diǎn)作用對象中的邏輯事務(wù)組，即柔點(diǎn)配置的柔變點(diǎn)對應(yīng)的事務(wù)功能點(diǎn)部件。

4）依據(jù)柔變級別和功能點(diǎn)計(jì)數(shù)判定矩陣，確定柔點(diǎn)柔變部件的柔變度。

（4）度量階段

1）確定軟件度量的柔點(diǎn)。

2）確定柔點(diǎn)對應(yīng)的柔點(diǎn)變化傳播影響圖。

3）依據(jù)式（1）～式（5）確定度量柔點(diǎn)以及受變化影響的柔點(diǎn)對應(yīng)的柔變部件的柔變度。

4）依據(jù)柔點(diǎn)柔變范圍計(jì)算式（6）計(jì)算柔點(diǎn)柔變范圍，即柔點(diǎn)柔變量。

5 實(shí)例驗(yàn)證及分析

以河北省操作系統(tǒng)精品課程網(wǎng)站為例，分析該網(wǎng)站系統(tǒng)中信息發(fā)布子系統(tǒng)的功能，依據(jù)柔點(diǎn)柔變范圍度量過程計(jì)算該子系統(tǒng)中主要柔點(diǎn)柔變范圍。該驗(yàn)證過程適用于MIS軟件和常用工具軟件的柔變范圍度量，它使用模型的主要元素，限于篇幅，部分相關(guān)元素如軟件需求說明書、設(shè)計(jì)說明書、使用說明書等不作具體說明。下面給出主要度量步驟。

5.1 柔變性建模

柔變性建模階段，主要對信息發(fā)布子系統(tǒng)進(jìn)行分析，建立其柔變性模型。信息發(fā)布子系統(tǒng)的柔變性模型包括兩部分：①擴(kuò)展的UML 用例模型，主要利用UML模型元素表示信息發(fā)布子系統(tǒng)中的穩(wěn)定功能和變化功能；②柔變性約束關(guān)系模型，主要利用命題邏輯描述柔變項(xiàng)之間的約束關(guān)系。下面給出這兩個(gè)模型的構(gòu)建過程。

（1）根據(jù)系統(tǒng)的需求說明書和設(shè)計(jì)說明書，分析該子系統(tǒng)提供的功能需求，建立其功能需求矩陣，如表12所示；根據(jù)軟件用戶界面和軟件使用說明書，利用柔點(diǎn)識(shí)別規(guī)則找出軟件中的柔點(diǎn)，并確定柔點(diǎn)、柔變項(xiàng)和柔變點(diǎn)之間的關(guān)系，如表13所示。

表13 柔點(diǎn)、柔變項(xiàng)和柔變點(diǎn)關(guān)系

（2）在確定軟件功能需求矩陣和柔點(diǎn)、柔變項(xiàng)和柔變點(diǎn)的關(guān)系后，建立子系統(tǒng)對應(yīng)的擴(kuò)展的UML用例模型。擴(kuò)展的UML 用例模型用擴(kuò)展的UML用例圖描述，該UML 模型元素如表14所示，選擇管理員為參與者，其擴(kuò)展的UML 用例圖如圖5所示。

表14 子系統(tǒng)UML模型元素

（3）在確定軟件擴(kuò)展的UML 用例模型后，搭建軟件的柔變性約束模型。子系統(tǒng)的柔變性約束模型主要描述柔變項(xiàng)之間的約束關(guān)系。通過分析軟件的系統(tǒng)需求和關(guān)系，子系統(tǒng)中的柔變項(xiàng)約束關(guān)系用命題邏輯表示如下。

R（條目1，欄目1條目顯示順序設(shè)置）→R（欄目1，欄目顯示設(shè)置）

R（條目2，欄目1條目顯示順序設(shè)置）→R（欄目1，欄目顯示設(shè)置）

R（條目n，欄目1條目顯示順序設(shè)置）→R（欄目1，欄目顯示設(shè)置）

同理，欄目2與欄目2的條目，欄目3與欄目3的條目，…，欄目n與欄目n的條目也存在相應(yīng)的關(guān)系。

5.2 建立柔點(diǎn)變化傳播影響圖

建立子系統(tǒng)的柔變性模型后，為了對柔點(diǎn)變化傳播影響進(jìn)行分析，首先根據(jù)柔變性約束模型，建立其柔變項(xiàng)鄰接矩陣；然后根據(jù)柔點(diǎn)和柔變項(xiàng)的依賴關(guān)系，通過柔點(diǎn)變化傳播影響圖構(gòu)建過程，構(gòu)建每個(gè)柔點(diǎn)的柔點(diǎn)變化傳播影響圖。分析步驟如下：

（1）建立柔變項(xiàng)鄰接矩陣

設(shè)CMnxn為柔變項(xiàng)鄰接矩陣，柔變項(xiàng)集合為｛欄目1，欄目2，…，欄目n，欄目1的條目1，欄目1的條目2，…，欄目n的條目n｝，依據(jù)柔變項(xiàng)依賴約束關(guān)系，得到如下矩陣。

（2）搭建柔點(diǎn)變化傳播影響圖

根據(jù)柔變項(xiàng)鄰接矩陣，依據(jù)柔點(diǎn)變化傳播影響圖的構(gòu)建過程，得到欄目顯示設(shè)置柔點(diǎn)的柔點(diǎn)變化傳播影響圖，如圖6所示。

單欄目條目顯示順序設(shè)置柔點(diǎn)的柔點(diǎn)變化傳播影響圖只包括自身柔點(diǎn)。

5.3 功能點(diǎn)分析階段

在建立軟件柔變性模型和分析柔點(diǎn)變化傳播影響后，結(jié)合柔變性模型中擴(kuò)展的UML用例模型，分析軟件中的功能點(diǎn)部件，提取柔點(diǎn)對應(yīng)的柔變部件并計(jì)算其功能點(diǎn)計(jì)數(shù)。分析步驟如下：

（1）信息發(fā)布子系統(tǒng)功能點(diǎn)分析

用軟件中提供的單欄目條目顯示順序設(shè)置功能點(diǎn)部件為例，介紹在用戶界面（如圖7）上該功能點(diǎn)部件的功能點(diǎn)計(jì)數(shù)分析過程。

首先，根據(jù)功能點(diǎn)部件的識(shí)別規(guī)則，此功能點(diǎn)部件為輸入部件EI，分析該功能點(diǎn)部件的數(shù)據(jù)元素類型DET。

通過軟件用戶界面上的顯示，分析如下：

1）信息類型選擇下拉列表，每次只能選擇一項(xiàng)，表示條目信息所屬的欄目，因此欄目名稱作為一個(gè)數(shù)據(jù)元素類型。

2）“顯示信息”按鈕對排序無影響，不作為一個(gè)數(shù)據(jù)元素類型。

3）排序格式有兩種，用單選框表示，根據(jù)單選框計(jì)數(shù)描述，每次只能選一個(gè)，因此排序方式為一個(gè)數(shù)據(jù)元素類型。

4）左側(cè)的文本域欄目下有多條條目信息，在文本域中表示，文本域的內(nèi)容類型都表示為條目信息的標(biāo)題，因此信息條目標(biāo)題記為一個(gè)數(shù)據(jù)元素類型。

5）右側(cè)的文本域欄目下有多條條目信息，條目信息在文本域中的位置表示為其排序號(hào)，因此文本域所表示的條目排序順序?yàn)橐粋€(gè)數(shù)據(jù)元素類型。

6）中間的四個(gè)選擇和移除按鈕只是控制元素的排序，不作為輸入元素，不做計(jì)算。

7）最下面的“確定排序”按鈕，是用戶提交自己的設(shè)置元素，作為一個(gè)數(shù)據(jù)元素類型。

根據(jù)外部訪問文件識(shí)別規(guī)則，外部訪問文件包括欄目信息、欄目顯示設(shè)置文件、欄目條目信息和欄目條目排序設(shè)置文件。

根據(jù)上述分析，得出EI部件的復(fù)雜度和功能點(diǎn)計(jì)數(shù)，如表15所示。

表15 單欄目條目顯示順序設(shè)置功能點(diǎn)計(jì)數(shù)

根據(jù)上述分析方式，得到對柔點(diǎn)柔變范圍計(jì)算有效的所有功能點(diǎn)部件的部件復(fù)雜度和功能點(diǎn)計(jì)數(shù)，如表16～表18所示。

表16 內(nèi)部邏輯部件功能點(diǎn)計(jì)數(shù)

表17 外部輸入部件功能點(diǎn)計(jì)數(shù)

表18 外部查詢部件功能點(diǎn)計(jì)數(shù)

（2）根據(jù)柔變性模型，得出子系統(tǒng)存在欄目顯示設(shè)置柔點(diǎn)Fxp1 和單欄目條目顯示順序設(shè)置柔點(diǎn)Fxp2兩個(gè)柔點(diǎn)。柔點(diǎn)作用對象的屬性如表19所示。

表19 柔點(diǎn)作用對象屬性

（3）求出柔點(diǎn)柔變部件的柔變度，如表20所示。

5.4 度量階段

在分析完軟件的柔變性模型、柔點(diǎn)變化傳播影響和柔點(diǎn)對應(yīng)的功能點(diǎn)部件后，依據(jù)度量步驟計(jì)算軟件柔點(diǎn)柔變范圍。分析步驟如下：

（1）確定度量柔點(diǎn)，選擇欄目顯示設(shè)置柔點(diǎn)Fxp1。

（2）遍歷單欄目條目顯示順序設(shè)置柔點(diǎn)Fxp1的柔點(diǎn)變化傳播影響圖，得到所有受影響的柔點(diǎn)，找到Fxp1對應(yīng)的柔變部件，如下所示：

1）數(shù)據(jù)部件 欄目顯示設(shè)置ILF（L），單欄目條目排序設(shè)置ILF（L）。

2）事務(wù)部件 欄目列表顯示EQ（M），單欄目條目列表顯示EQ（M）。

（3）根據(jù)柔點(diǎn)柔變部件的柔變度和柔點(diǎn)柔變范圍計(jì)算公式，得出

欄目顯示設(shè)置柔點(diǎn)Fxp1的柔變范圍=ILF（L）×2＋EQ（M）×2=7×2＋4×2=22。

同理，單欄目條目顯示順序設(shè)置柔點(diǎn)Fxp2 的柔變范圍=ILF（L）×1＋EQ（M）×2=7×1＋4×2=15。

5.5 柔點(diǎn)分析

按照上述信息發(fā)布系統(tǒng)柔點(diǎn)的度量過程，對常用軟件2003 Word，2003PowerPoint，IE 8.0，2003 Excel，Adobe Reader等工具軟件，以及常用教師信息管理系統(tǒng)、庫存管理系統(tǒng)等MIS軟件進(jìn)行軟件柔點(diǎn)柔變范圍度量。由于篇幅所限，下面只給出2003 Word，2003PowerPoint和IE 8.0的柔點(diǎn)柔變范圍表，如表21所示。常用軟件柔點(diǎn)柔變范圍統(tǒng)計(jì)，如圖8所示。

表21 Word，PowerPoint和IE的柔點(diǎn)柔變范圍統(tǒng)計(jì)表

續(xù)表21

從圖8的柔點(diǎn)分布范圍可知，大部分柔點(diǎn)柔變范圍分布在10～17之間，少部分柔點(diǎn)柔變范圍分布在大于17的范圍之內(nèi)。

從柔點(diǎn)類型以及柔點(diǎn)和柔變點(diǎn)關(guān)系分析，柔變范圍位于10～17之間的柔點(diǎn)大部分屬于孤立柔點(diǎn)或受控柔點(diǎn)，一般對應(yīng)單個(gè)柔變點(diǎn)，柔點(diǎn)變化影響范圍較??；柔變范圍位于大于17范圍之間的柔點(diǎn)，大部分屬于控制柔點(diǎn)或柔點(diǎn)對應(yīng)多個(gè)柔變點(diǎn)，柔點(diǎn)變化影響范圍較大。

從用戶操作柔點(diǎn)的角度分析，柔變范圍位于10～17之間的柔點(diǎn)，操作容易，用戶具有一般計(jì)算機(jī)操作知識(shí)和一般業(yè)務(wù)知識(shí)即可，適于普通用戶；柔變范圍位于大于17范圍之間的柔點(diǎn)，操作困難，用戶需要較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)知識(shí)和業(yè)務(wù)知識(shí)，適于高級用戶。

綜上分析可知，柔變范圍位于10～17之間的柔點(diǎn)，柔點(diǎn)變化影響范圍較小，適用于普通用戶操作；柔變范圍位于大于17范圍之間的柔點(diǎn)，柔點(diǎn)變化影響范圍較大，適于高級用戶操作。對柔點(diǎn)柔變范圍分析的結(jié)果，如表22所示。

表22 柔點(diǎn)柔變范圍分析

6 結(jié)束語

本文為了保證軟件柔點(diǎn)柔變范圍度量的準(zhǔn)確性和可操作性，提出一種軟件柔變性模型，利用擴(kuò)展的UML用例模型和柔變性約束關(guān)系模型表示軟件中柔變性資源，彌補(bǔ)了軟件柔性變化表示不足，奠定了柔點(diǎn)柔變范圍度量分析的基礎(chǔ)；分析了軟件柔點(diǎn)變化傳播影響，應(yīng)用柔變項(xiàng)鄰接矩陣和柔點(diǎn)變化傳播影響圖，表示了軟件柔點(diǎn)變化產(chǎn)生的傳播影響，完善了柔變范圍度量的不足，增加了柔變范圍度量的準(zhǔn)確性；改進(jìn)了功能點(diǎn)分析方法，通過用戶界面元素計(jì)數(shù)規(guī)則，確定了軟件界面元素的功能點(diǎn)計(jì)數(shù)，修補(bǔ)了功能點(diǎn)法分析界面元素的不足，從而支持柔點(diǎn)柔變范圍的定量度量。

最后，通過實(shí)例驗(yàn)證了模型的有效性和可行性。本文的柔點(diǎn)柔變范圍度量模型有利于用戶使用和擴(kuò)展軟件功能，方便軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)人員改善軟件柔性。但模型還需進(jìn)一步改進(jìn)，如面向用戶的界面元素的判別規(guī)則，為了提高精確度，需進(jìn)一步細(xì)化和完善。

［1］AMNON H，TOM M.Measuring software flexibility ［J］.IEEE Proceedings Software，2006，153（3）：113-125.

［2］WANG S，LIU X.A study on flexibility of ERP system based on grey evaluation model［C］／／Proceedings of the 2nd International Workshop on Database Technology and Application.Washington，D.C.，USA：IEEE，2010：3-6.

［3］GEORGE K，ELENI C，APOSTOLOS A，et al.Layer assessment of object-oriented software：a metric facilitating white-box reuse［J］.Journal of Systems and Software，2013，86（2）：349-366.

［4］ABDULZIZ M，EI T，MUSTUFA H，et all.Analysis of performance measures of flexible manufacturing system［J］.Journal of King Saud University -Engineering Sciences，2012，24（2）：115-129.

［5］SHEN Limin，MU Yunfeng.Conception of software flexibility and metrics ［J］.Computer Integrated Manufacturing Systems，2004，10（10）：1314-1320（in Chinese）.［申利民，穆運(yùn)鋒.軟件柔性的概念和度量［J］.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2004，10（10）：1314-1320.］

［6］LIANG Dongkui，SHEN Limin，JIN Lei.Quantitative measurement of flexible range of user-oriented flexible point［J］.Computer Engineering and Design，2010，31（15）：3436-3439（in Chinese）.［梁棟魁，申利民，金 磊.面向用戶的柔點(diǎn)柔變范圍的定量度量［J］.計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2010，31（15）：3436-3439.］

［7］PENG Siwei，SHEN Limin，LIU Hui.How to measure software flexibility ［J］.ICIC Express Letters，2011，4（5）：1089-1093.

［8］SHEN Limin，PENG Siwei，LIU Hui，et al.A test model of software flexibility based on flexible point［J］.ICIC Express Letters，2011，9（5）：3001-3005.

［9］NIU Jingchun，SHEN Limin，ZHENG Qun.A measurement method of software flexibility based on SOCP 2011［J］.Communications in Computer and Information Science，2011，216：260-266.

［10］LIANG Dongkui，SHEN Limin，JIN Lei.Quantitative measurement of flexible range of user-oriented flexible point［J］.Computer Engineering and Design，2010，31（15），3436-3439（in Chinese）.［梁東魁，申利民，金 磊.面向用戶的柔點(diǎn)柔變范圍的定量度量［J］.計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2010，31（15），3436-3439.］

［11］PENG Xin，YU Yijun，ZHAO Wenyun.Analyzing evolution of variability in a software product line：from contexts and requirements to features［J］.Information and Software Technology，2011，53（7）：707-721.

［12］BABAR M，CHEN L.Managing variability in software product line［J］.IEEE Software，2010，27（3）：89-94.

［13］XU Liang，ZHANG Li，F(xiàn)AN Zhiqiang.UML-based modeling method for real-time workflow［J］.Research and Development of Computer，2010，47（7）：1184-1191（in Chinese）.［徐 亮，張 莉，樊志強(qiáng).一種基于UML 的實(shí)時(shí)工作流建模方法研究［J］.計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2011，47（7）：1184-1191.］

［14］ZHANG Li，QIAN Guanqun，LI Lin.Change propagation simulation software based on stability analysis［J］.Chinese Journal of Computers，2010，33（3）：440-451（in Chinese）.［張莉，錢冠群，李 琳.基于變更傳播仿真的軟件穩(wěn)定性分析［J］.計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2010，33（3）：440-451.］

［15］LI Bixin，ZHANG Qiandong，SUN Xiaobing，et al.Using water wave propagation phenomenon to study software change impact analysis［J］.Advances in Engineering Software，2013，58（4）：45-53.

［16］MATTHIAS W，JAN M，MATHIAS W.Propagating changes between aligned process models［J］.Journal of Systems and Software，2012，85（8）：1885-1898.

［17］DARKO D，MARTIN N，MIROSLAW S.Measuring the impact of changes to the complexity and coupling properties of automotive software systems［J］.Journal of Systems and Software，2013，86（5）：1275-1293.

［18］JI Chunlei，YAN Shuncheng.UML-based full function point measurement method［J］.Applied Mechanics and Materials，2012，220-223（11）：2879-2885.

［19］IFPUG.Function point counting practices manual，release 4.2.1［EB／OL］.［2013-06-09］.http：／／read.pudn.com／downloads165／ebook／756389／0004＿2＿1%20Part%201.pdf.