[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。本发明将数据、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。

发明内容

技术问题：本发明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：本发明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，本发明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。