МЕТОД ТРАНСФОРМАЦІЇ ФОРМАЛІЗОВАНИХ ВИМОГ У РОЗШИРЕНІ UML-МОДЕЛІ НА ОСНОВІ ГРАМАТИЧНОГО ПІДХОДУ

Анотація

У даній статті розглядається актуальне завдання трансформації формалізованих вимог у розширені UML-моделі, яке має важливе значення для підвищення ефективності процесів проєктування інтелектуальних та критичних систем. Дослідження зосереджується на поєднанні граматичного підходу з механізмами UML-профілю, що дозволяє забезпечити автоматизовану перевірку консистентності вимог, відображення властивостей невизначеності та імовірнісних характеристик, а також підвищити точність і адаптивність створюваних моделей. Актуальність теми зумовлена зростанням складності сучасних інформаційних систем, де вимоги часто залишаються нечіткими, суперечливими чи змінюваними, що ускладнює їх формалізацію та подальше відображення у традиційному UML.Запропоновано методологію, що базується на дворівневій граматиці: атрибутна граматика використовується для узгодження вимог та побудови їх узгодженої множини, а трансформаційна граматика визначає відображення цих вимог у UML-елементи відповідно до їх атрибутів (confidence, likelihood, context, priority, resources). У статті наведено формальні правила трансформації для функціональних, нефункціональних, вимог до даних та сценарних вимог, які реалізуються через створення варіантів використання, класів, обмежень, діаграм послідовностей та діаграм станів. Особлива увага приділяється механізму призначення стереотипів, що зберігають семантику вихідних специфікацій, а також трасуванню, яке забезпечує прозорий зв’язок між вимогами та елементами UML-моделі. Практичну придатність методу продемонстровано на прикладі інтелектуальної медичної системи моніторингу пацієнтів. Проведене дослідження засвідчило низку переваг розробленого підходу: скорочення часу на актуалізацію моделей, підвищення рівня узгодженості між вимогами та їхніми модельними представленнями, можливість відображення нечітких і ймовірнісних характеристик. Порівняння з класичним UML без профілю показало, що запропонований метод надає ширші можливості для моделювання адаптивних систем у середовищах з високим рівнем невизначеності. Разом з тим визначено обмеження: потреба у налаштуванні граматики під конкретний предметний домен і необхідність інтеграції з CASE-засобами для автоматизації трансформацій.Подальші дослідження передбачають кілька напрямів розвитку методології: автоматизована генерація UML-діаграм у сучасних CASE-засобах; а також інтеграція підходу з SysML v2 як перспективного стандарту системної інженерії.