CN115469860A - 基于指令集的需求到软件领域模型的自动生成方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于基础软件技术领域，具体公开了一种基于指令集的需求到软件领域模型的自动生成方法及系统，所述方法包括以下步骤：获取软件需求文本，对所述需求文本进行解析，提取多个操作指令，及所述多个操作指令之间的隶属关系；根据所述多个操作指令之间的隶属关系，对所述多个操作指令进行顺序编排，得到指令集；基于所述指令集，生成领域模型。本发明实现了需求到软件领域模型的自动转换，能够在模型驱动开发的基础上进一步降低软件开发门槛，提升软件开发效率。

Description

基于指令集的需求到软件领域模型的自动生成方法及系统

技术领域

本发明属于基础软件技术领域，尤其涉及一种基于指令集的需求到软件领域模型的自动生成方法及系统。

背景技术

数字经济已成为国民经济增长的重要支撑，而软件是新一代信息技术的灵魂，是数字经济发展的基础。随着数字化转型的逐渐深入，软件需求和迭代速度将迎来爆发式增长，软件的供需逐渐成为核心矛盾。

为提升开发效率，模型驱动的低代码开发越来越流行，采用图形化设计器拖拽式开发，生成软件领域模型，再将软件领域模型生成软件代码或直接解析执行的方式，有效缓解了供需矛盾，但只提升了软件领域模型到软件代码的转换效率，从需求到软件领域模型这一环节还是靠人工。

在需求到软件领域模型转换的过程中，存在需求多元多变、领域知识繁杂、专业人员匮乏等问题，导致难于准确定位和快速理解需求。现有的解决方式是需要大量具备专业知识的需求调研人员参与需求的调研、分析并形成需求报告，再由软件开发人员根据需求报告生成软件领域模型。然而软件需求书往往篇幅较长，人工进行需求解析十分耗费时间和精力，间接增加了软件开发成本。

目前尽管已有文献记载通过基于机器学习和自然语言理解技术，将需求直接生成代码，但是往往只能生成简单的代码片段，无法实现到软件领域模型的转换。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于指令集的需求到软件领域模型的自动生成方法及系统，首先使用自然语言理解等技术将软件需求转换成指令集，然后对指令集进行补全、编排、优化，并通过指令集和软件领域模型的对应关系，将指令集转换成软件领域模型，实现了需求到软件领域模型的自动转换，能够在模型驱动开发的基础上进一步降低软件开发门槛，提升软件开发效率。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

一种基于指令集的需求到软件领域模型的自动生成方法，包括以下步骤：

获取软件需求文本，对所述需求文本进行解析，提取多个操作指令，及所述多个操作指令之间的隶属关系；

根据所述多个操作指令之间的隶属关系，对所述多个操作指令进行顺序编排，得到指令集；

基于所述指令集，生成领域模型。

进一步地，对所述需求文本进行解析，提取多个操作指令，及所述多个操作指令之间的隶属关系包括：

对所述软件需求文本进行段落分割，得到一个或多个需求上下文片段；

基于所述需求上下文片段提取指令动作关键词及其关联的指令参数关键词；

根据领域业务知识库，确定各个指令参数所属指令作用对象，以及指令参数之间的隶属关系；

基于指令动作、指令作用对象和指令参数得到操作指令；

根据指令参数之间的隶属关系，确定操作指令之间的隶属关系。

进一步地，对所述多个操作指令进行顺序编排，得到指令集包括:

根据所述多个操作指令之间的隶属关系，按照从父节点到子节点的顺序，以树形结构顺序编排所述多个操作指令；

判断是否存在孤立节点或缺失节点，提示进行补全操作。

进一步地，所述领域业务知识库包括指令动作实体、指令作用对象实体和指令参数实体，以及指令动作与指令动作、指令动作与指令作用对象以及指令作用对象与指令参数之间的关系。

进一步地，基于所述指令集，生成领域模型包括：

将所述指令集中的指令，分别转化为针对领域模型服务的API调用，得到领域模型。

一个或多个实施例提供了一种基于指令集的需求到软件领域模型的自动生成系统，包括：

需求提取器，用于获取软件需求文本，对所述需求文本进行解析，提取多个操作指令，及所述多个操作指令之间的隶属关系；

指令集构造器，用于根据所述多个操作指令之间的隶属关系，对所述多个操作指令进行顺序编排，得到指令集；

指令集执行器，用于基于所述指令集，生成领域模型。

进一步地，对所述需求文本进行解析，提取多个操作指令，及所述多个操作指令之间的隶属关系包括：

对所述软件需求文本进行段落分割，得到一个或多个需求上下文片段；

基于所述需求上下文片段提取指令动作关键词及其关联的指令参数关键词；

根据领域业务知识库，确定各个指令参数所属指令作用对象，以及指令参数之间的隶属关系；

基于指令动作、指令作用对象和指令参数得到操作指令；

根据指令参数之间的隶属关系，确定操作指令之间的隶属关系。

进一步地，对所述多个操作指令进行顺序编排，得到指令集包括:

根据所述多个操作指令之间的隶属关系，按照从父节点到子节点的顺序，以树形结构顺序编排所述多个操作指令；

判断是否存在孤立节点或缺失节点，提示进行补全操作。

进一步地，所述领域业务知识库包括指令动作实体、指令作用对象实体和指令参数实体，以及指令动作与指令动作、指令动作与指令作用对象以及指令作用对象与指令参数之间的关系。

进一步地，基于所述指令集，生成领域模型包括：

将所述指令集中的指令，分别转化为针对领域模型服务的API调用，得到领域模型。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

通过将标识需求的自然语言转换成指令集，基于指令集生成软件领域模型，实现了需求到软件领域模型的自动转换，能够在模型驱动开发的基础上进一步降低软件开发门槛，提升软件开发效率。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为业务实体模型架构示意图；

图2为本发明实施例一个或多个实施例中基于指令集的需求到软件领域模型自动生成方法流程图；

图3为本发明实施例一个或多个实施例中部分领域业务知识库的示例图；

图4为本发明实施例一个或多个实施例中自然语言需求到可执行指令集的示例图；

图5为本发明实施例一个或多个实施例中基于指令集的需求到软件领域模型自动生成系统工作原理图；

图6为本发明实施例一个或多个实施例中基于指令集的需求到软件领域模型自动生成系统架构图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

软件领域模型是基于领域驱动设计方法领域层描述实现的一套领域层模型实现，它是对某类特定领域的软件结构和行为进行的一种描述。这类模型在特定领域进行了更高层面的抽象。例如，企业经营管理类应用可通过领域数据结构（实体、值对象、实体属性）和领域服务（领域模型方法）进行表述。

本发明一个或多个实施例中假定我们实现了一套特定的软件领域模型：此领域模型，依据领域驱动设计方法，自下而上将应用划分为基础设施层、领域层、应用层以及用户展现层，领域层作为核心层，应用开发围绕领域层展开。基于模型驱动开发模式，将领域层特性进行抽象、建模，提取出软件领域模型（由于此模型是围绕实体的结构和逻辑进行业务的抽象、建模，所以我们称之为业务实体模型）。如图1所示，业务实体模型包括两部分内容：模型数据结构和领域业务逻辑。

模型结构是由多个实体聚合而成，这个聚合有一个唯一的聚合根，也就是根实体，所以软件领域模型我们给它起了个名字——业务实体模型。实体包含字段集合定义，实体之间有隶属关系，支持一对一、一对多、多对一、多对多等关联结构。

业务逻辑部分，包含领域服务（内置CRUD操作）、联动计算规则和校验规则。领域服务是提供给应用层、其他领域层调用的服务方法。联动计算规则、校验规则是根据业务实体内部数据不同的生命周期、状态变化的业务规则，可理解为领域事件，比如单据创建后、修改后、保存前等。

实施例一

本实施例公开了一种基于指令集的需求到软件领域模型的自动生成方法，抽象出一套软件模型指令集，将需求到软件领域模型的转换过程分解为三个步骤：获取软件需求文本，对所述需求文本进行解析，提取多个操作指令，及所述多个操作指令之间的隶属关系；根据所述多个操作指令之间的隶属关系，对所述多个操作指令进行顺序编排，得到指令集；基于所述指令集，生成领域模型。有效地结合了自然语言理解技术与模型驱动开发技术的优点，进一步降低了软件开发的门槛，提升了软件开发的效率。如图2所示，所述方法具体包括以下步骤：

步骤1：获取软件需求文本。

所述软件需求为站在用户的角度，采用自然语言描述的用户对软件系统的期望。其中，软件需求的描述在领域内具有较为统一的规范，通常包括引言、任务概述、需求规定、运行环境规定和附录等内容，在此不再赘述。

步骤2：对所述需求文本进行解析，提取多个操作指令，得到原始指令集；并且对于每个操作指令，均标注所述操作指令所在上下文，以及与其他操作指令之间的隶属关系。

上述对需求文件进行解析首先通过自然语言理解服务将文本划分、标注为不同的上下文段落，用以辅助界定指令作用对象之间的隶属关系；然后从自然语言中提取、映射成领域模型操作指令，包括匹配指令类型、确定作用对象、填充指令参数、标注上下文信息以及隶属关系。

所述步骤2具体包括：对所述软件需求文本进行段落分割；对每个段落进行分词、词性标注，得到词法分析结果；将所述词法分析结果进行句法分析，得到词语之间的依赖关系；根据词语之间的依赖关系，得到一个或多个需求上下文片段；基于所述需求上下文片段提取操作指令。所述操作指令包括指令动作、指令作用对象和指令参数。以操作指令“[创建]-[字段]-[销售人员]”为例，“创建”即指令动作，“字段”即指令作用对象，“销售人员”即指令参数。

并且，每个操作指令均关联属性信息，所述属性信息包括所述操作指令所在上下文，以及与其他操作指令之间的隶属关系。

为了后续生成满足用户需求的软件领域模型，在对所述需求文本进行解析时，还结合领域知识库，基于所述需求上下文片段提取操作指令。所述领域知识库基于现有领域业务构建，涉及指令动作、指令作用对象和指令参数；以及指令动作与指令动作、指令动作与指令作用对象以及指令作用对象与指令参数之间的关系。

具体地，结合领域知识库，基于所述需求上下文片段提取操作指令包括：（1）基于所述需求上下文片段提取一组或多组指令动作关键词及其关联的指令参数关键词；（2）根据领域业务知识库，确定各个指令参数所属指令作用对象，以及指令参数之间的隶属关系；（3）基于指令动作、指令作用对象和指令参数得到操作指令，根据指令参数之间的隶属关系，确定操作指令之间的隶属关系。本实施例中，通过路径来描述操作指令之间的隶属关系。

本领域技术人员可以理解，为了更准确地提取与操作指令相关的关键词，还可以设置领域词典，其涵盖指令动作、指令参数的关键词表达及其同义词等。

所述步骤（1）中，还提取用于描述关系的关键词。具体地，可通过具有特殊语义的关键字以及上下文信息来确定。然后通过步骤（2）对已提取关系进行验证，并针对未能从所述需求上下文片段中提取的隶属关系进行补充。

作为一种具体的实施方式，领域业务知识库中指令作用对象和指令参数用节点形式表示，节点与节点之间关系采用（节点-关系-节点）的形式表示，作为一个具体的示例，如图3所示，（订单-元素-表头）、（订单-元素-表体），分别表示订单有表头和表体两个组成元素；（订单-动作-编辑）、（订单-动作-取消），分别表示订单有编辑动作和取消动作；（表头-字段-车型号）、（表头-字段-车辆），分别表示订单的表头有车型号和车辆字段。

所述步骤（2）中，指令参数之间的隶属关系确定方法为：基于领域业务知识库，通过递归方式对指令参数节点进行查询，获取每个指令参数的父子节点、兄弟节点和关联节点；建立指令参数之间的父子节点关系，得到隶属关系。指令参数之间的隶属关系，即为相应操作指令之间的隶属关系。

如图4所示，假设获取了以下需求上下文片段：“创建销售订单”。基于上述需求上下文片段，对指令动作、指令作用对象和指令参数分别进行提取，得到以下操作指令：

[创建]-[业务实体]-销售订单

同理，对于需求上下文片段：“表头要有销售人员、销售组织、订单总额和创建时间”，可以得到以下操作指令：

[创建]-[字段]-[销售人员]

[创建]-[字段]-[销售组织]

[创建]-[字段]-[订单总额]

[创建]-[字段]-[创建时间]

对于需求上下文片段：“销售订单明细要包含产品的产品、数量、单价、金额”，可以得到以下操作指令：

[创建]-[子节点]-[订单明细]

[创建]-[字段]-[产品]

[创建]-[字段]-[数量]

[创建]-[字段]-[单价]

[创建]-[字段]-[金额]

利用领域业务知识库的知识推理能力，可以实现对指令动作、指令作用对象和指令参数的关联分析和关系推理，从而得到操作指令之间的至少部分隶属关系，例如根据需求上下文还不能得知销售订单和订单明细之间的关系，通过领域业务知识库，可以得知订单明细是销售订单的子节点。对于推理遗漏的隶属关系，可通过人工标注的方式进行补充，并录入领域业务知识库中。

步骤3：根据操作指令所在上下文和操作指令之间的隶属关系，对所述多个操作指令执行顺序编排。

具体地，基于步骤2中得到的指令参数实体之间的父子节点关系，即可得到操作指令之间的隶属关系，基于此，对所述多个操作指令按照从父节点向子节点的方向执行顺序编排，得到指令集。本领域技术人员可以理解，所述指令集可以以树形结构编排，每个操作指令对应一个节点。

由于通过需求文本中提取形成的原始指令之间缺少关系描述，且有些信息不完备，尽管通过领域业务知识库能够进行补充，但仍然可能存在由于某条操作指令与其他指令的隶属关系不明确导致的孤立节点，或者缺失节点（领域业务知识库中未查找到与其他节点的父子关系），因此还需执行下一步的优化补全。

步骤4：对所述指令集进行完备性校验，判断是否存在重复节点、孤立节点或缺失节点，并进行补全和优化，得到可执行指令集。

对于编排过程中发现的重复节点，进行合并操作，仅保留其中一条；对于孤立节点或缺失节点，知识挖掘或人工辅助的方式进行补全。

作为一种实现方式，可以提供补全界面，供用户辅助补全。

作为另一种实现方式，本实施例预先定义软件知识库，所述软件知识库基于已有的业务实体构建，包括用于生成软件领域模型的操作指令集，其中的每条指令均包括指令类型、指令作用对象和指令参数的定义。

通过与软件知识库进行匹配，基于已有操作指令集，对步骤3得到的指令集进行补全和优化。

至此，得到了软件领域模型操作指令集，所述软件领域模型操作指令集描述的是软件低代码开发过程中，对各类参数、实体、组件进行操作的一系列动作。领域模型操作指令集可创建出特定应用类型的领域模型实例。

步骤5：将可执行指令集映射成领域模型服务的API，并调用领域模型服务调用代理执行相关操作，完成领域模型的生成。

针对每一个指令，均提供特定的指令集执行器，指令集执行器通过将指令转换为对领域模型服务的API调用，以生成领域模型相关内容。

软件领域模型进而生成能够可执行程序或动态解析执行。

实施例二

一种基于指令集的需求到软件领域模型自动生成系统，如图5-6所示，包括：

需求提取器，用于获取软件需求文本，对所述需求文本进行解析，提取多个操作指令，及所述多个操作指令之间的隶属关系。

通过调用具有自然语言理解能力和领域知识库的智能构造服务，对自然语言分片，形成不同的需求上下文片段，进而从自然语言需求中提取出原始领域模型服务操作指令，指令包括指令动作、对象类型和指令参数，指令中要根据自然语言中的描述标注所在上下文以及隶属关系等信息；此时形成的为原始指令，原始指令之间缺少关系描述，且有些信息不完备，因此将原始指令集传递给指令集构造器进行下一步处理。

指令集构造器，用于根据所述多个操作指令之间的隶属关系，对所述多个操作指令进行顺序编排，得到指令集。

根据上下文及关联信息标注对指令间的隶属关系、执行顺序进行编排，对缺失的内容进行补全，对指令集进行优化，进而形成可执行指令集。

指令集执行器，用于基于所述指令集，生成领域模型。具体地，将可执行指令集映射成领域模型服务的API，并调用领域模型服务调用代理执行相关操作，完成领域模型的生成。

以上一个或多个实施例提出了一种基于指令集的需求到软件模型映射生成方法，将需求到软件领域模型的转化过程分解为：从需求提取为层次化语义化的具体指令，再通过指令对软件领域模型进行创建与更新，拆解需求理解难度，提升软件需求自动生成代码的规模。

通过提取器将以自然语言形式描述的应用需求转换为原始的软件领域模型操作指令集，然后通过指令集构造器对领域模型操作指令进行编排和补全，形成可执行指令集，然后再通过指令集执行器将可执行指令集映射为对领域模型服务的API调用，进而实现领域模型的生成，将原来低代码模式下人工通过设计器创建领域模型的过程实现自动化。

本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种基于指令集的需求到软件领域模型的自动生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取软件需求文本，对所述需求文本进行解析，提取多个操作指令，及所述多个操作指令之间的隶属关系；

根据所述多个操作指令之间的隶属关系，对所述多个操作指令进行顺序编排，得到指令集；

基于所述指令集，生成领域模型。

2.如权利要求1所述的基于指令集的需求到软件领域模型的自动生成方法，其特征在于，对所述需求文本进行解析，提取多个操作指令，及所述多个操作指令之间的隶属关系包括：

对所述软件需求文本进行段落分割，得到一个或多个需求上下文片段；

基于所述需求上下文片段提取指令动作关键词及其关联的指令参数关键词；

根据领域业务知识库，确定各个指令参数所属指令作用对象，以及指令参数之间的隶属关系；

基于指令动作、指令作用对象和指令参数得到操作指令；

根据指令参数之间的隶属关系，确定操作指令之间的隶属关系。

3.如权利要求1所述的基于指令集的需求到软件领域模型的自动生成方法，其特征在于，对所述多个操作指令进行顺序编排，得到指令集包括:

根据所述多个操作指令之间的隶属关系，按照从父节点到子节点的顺序，以树形结构顺序编排所述多个操作指令；

判断是否存在孤立节点或缺失节点，提示进行补全操作。

4.如权利要求2或3所述的基于指令集的需求到软件领域模型的自动生成方法，其特征在于，所述领域业务知识库包括指令动作、指令作用对象和指令参数，以及指令动作与指令动作、指令动作与指令作用对象以及指令作用对象与指令参数之间的关系。

5.如权利要求1所述的基于指令集的需求到软件领域模型的自动生成方法，其特征在于，基于所述指令集，生成领域模型包括：

将所述指令集中的指令，分别转化为针对领域模型服务的API调用，得到领域模型。

6.一种基于指令集的需求到软件领域模型的自动生成系统，其特征在于，包括：

需求提取器，用于获取软件需求文本，对所述需求文本进行解析，提取多个操作指令，及所述多个操作指令之间的隶属关系；

指令集构造器，用于根据所述多个操作指令之间的隶属关系，对所述多个操作指令进行顺序编排，得到指令集；

指令集执行器，用于基于所述指令集，生成领域模型。

7.如权利要求6所述的基于指令集的需求到软件领域模型的自动生成系统，其特征在于，对所述需求文本进行解析，提取多个操作指令，及所述多个操作指令之间的隶属关系包括：

对所述软件需求文本进行段落分割，得到一个或多个需求上下文片段；

基于所述需求上下文片段提取指令动作关键词及其关联的指令参数关键词；

根据领域业务知识库，确定各个指令参数所属指令作用对象，以及指令参数之间的隶属关系；

基于指令动作、指令作用对象和指令参数得到操作指令；

根据指令参数之间的隶属关系，确定操作指令之间的隶属关系。

8.如权利要求6所述的基于指令集的需求到软件领域模型的自动生成系统，其特征在于，对所述多个操作指令进行顺序编排，得到指令集包括:

根据所述多个操作指令之间的隶属关系，按照从父节点到子节点的顺序，以树形结构顺序编排所述多个操作指令；

判断是否存在孤立节点或缺失节点，提示进行补全操作。

9.如权利要求7或8所述的基于指令集的需求到软件领域模型的自动生成系统，其特征在于，所述领域业务知识库包括指令动作、指令作用对象和指令参数，以及指令动作与指令动作、指令动作与指令作用对象以及指令作用对象与指令参数之间的关系。

10.如权利要求6所述的基于指令集的需求到软件领域模型的自动生成系统，其特征在于，基于所述指令集，生成领域模型包括：

将所述指令集中的指令，分别转化为针对领域模型服务的API调用，得到领域模型。

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