一种基于形式概念分析的软件质量评价方法

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1、一种基于形式概念分析的软件质量评价方法【关键词】形式概念分析概念格二值背景软件质量概念格理论，也称形式概念分析(FormalConceptAnalysis)，由ARGIN:0cm0cm0pt;mso-layout-grid-align:none"class=MsoNormalalign=left>是一种有效的知识表示与知识发现的工具，已被成功用于决策分析、数据挖掘等领域，概念格结构模型是该理论的核心数据结构。它是根据形式背景（称为形式背景）中属性与对象之间的二元关系建立的一种概念层次结构，生动而又简洁的体现出了概念之间的特化和泛化的关系，概念格中的每一

2、个节点表示的是一个形式概念。概念是由两部分组成的：内涵表示的是概念的属性，也就是这个概念所有的对象共同具有的属性；外延则表示的是概念所覆盖的对象。哈斯图则非常形式化的体现了这些概念之间的关系。概念格理论在各种形式背景的知识表示和知识发现中发挥着独特优势，基于概念格理论所创造的系统具有和其他数据挖掘系统无法比拟的性能。概念格已经被广泛应用于机器学习、信息检索、知识工程、软件工程、语义ARGIN:0cm0cm0pt;mso-layout-grid-align:none"class=MsoNormalalign=left>析在软件质量评价领域的应用。1背景知

3、识形式概念分析是基于数学的序理论的，特别是基于关于完全格的理论。概念格的理论是建立在格论以及图论等相关理论的基础上的，本节介绍概念格的基本理论。首先给出形式背景的定义。定义1称（U，A，I）表示一个形式背景，其中U=（x1,...,xn）为对象集，每个称之为一个对象；为属性集，每个称一个属性；I为A和U之间二元关系，。对于形式背景（U，A，I），若，则说x具有属性，记为.本文中，用1表示，用0表示这样就可以用只有0和1的表格来表示形式背景。文/金腾辉孙龙形式概念分析是一种有效的知识表示与知识发现工具，在数据挖掘、知识发现、信息检索、软件工程等领域得到了

4、广泛的应用。本文描述了形式概念分析在软件测试领域对软件质量评价的一种方法，利用概念格表示分析和统计软件测试结果，根据软件测试结果建立形式背景，从而建立概念格，用于对软件测试结果进行分析，为软件质量评价提供了一种新的方法。文中主要描述了形式概念分析在软件测试阶段的应用。摘要对于形式背景（U，A，I），在对象的子集和属性的子集上首先可以定义这样一对对偶算子：式（1）式（2）X*表示X中全部的对象都共同所具有的属性的集合，B*表示共同的包含B所有属性的对象集合。记为x*；记为.若Ø，，且Ø，Ø则表示形式背景为正则的。

5、在本文中若没有明确的指出，所用的形式背景都是正则的。定义2设为形式背景。如果一个二元组（X，B）满足X*=B，且X=B*，则称（X，B）为一个形式概念，简称为概念。其中B称之为概念的内涵，X称之为概念的外延。对于一个形式背景，可以得到以下的一些基本性质：（1）式（3）（2）式（4）（3）式（5）（4）式（6）（5）式（7）（6）式（8）（7）（X**，X*）和（B*，B**）都是概念。用来表示形式背景的全部概念，记式（9）则“≤”是上面的偏序关系。其中叫做的亚概念，叫做的超概念。若和是概念，则：式（10）式（11）也是概念，从而是格，并且是一个完备格。

6、定义3设，且不存，使得则称是的父概念，是的子概念。2形式概念分析的应用本节叙述形式概念分析在软件测试领域的应用。概念格的建立是概念格应用的基础，而形式背景的构造是概念格建立的基础，下面结合软件测试的应用构建形式背景。软件分为文档和代码，软件测试是对软件的文档和代码正确性进行考核，按照测试流程分为文档审查、静态分析、代码审查、单元测试、部件测试、配置项测试和系统测试。软件质量评价的一项指标是千行缺陷率，选择一个基准的缺陷率（如取2.39，根据软件重要度级别可以自行调整该值）。选择对象集为所有待评价的软件，属性为各个测试阶段的千行代码缺陷率，缺陷率大于基准

7、缺陷率则表示该对象具备该属性，按照此规则建立形式背景。根据生成的形式背景，按照形式概念分析规则生成对应的哈斯图，再提取出概念，根据生成的概念格可以对软件质量进行评价。对应的哈斯图中越往底层表明在软件测试各个不同的阶段发现的问题越多，越往上层表明软件的质量越高，同一个概念中的对象的软件的缺陷率是接近的。当对软件测试的某一个阶段的缺陷比较关注时，可以根据概念格中的关系获取对应的某一个概念。此方法对于海量的软件质量对比评价中具备很大的优势。3举例建立形式背景如表1。表1：对象-属性集abcde111011211100300010411100表1中：对象集为{

8、1,2,3,4}分别表示4个不同的软件，属性集为{a,b,c,d,e}分别表示软件测试流程中不