软件产品开始于软件需求分析,经过软件设计、开发、测试、部署后交付给用户。可是在这整个开发阶段的活动并不总是线性顺序,通常需要经过部分阶段的多次迭代。其中最具创造性和挑战性的是软件设计,因为设计空间是极其巨大的,而且也很难从功能、性能、可信和服务质量等复杂且存在冲突的需求中获得一个正确或最优方案。另一个挑战是定义和管理开发流程,根据开发团队成员的专业知识,该流程决定何时,做什么,生产什么产品(或制品),谁来做以及使用什么技术和工具。开发过程必须在整个过程中生产的产品之间保持需求的完整性,即需求的一致性和完整性。困难的根源包括跨域利益相关者的不同且往往是相互竞争的需求;大量具有不同专业知识的开发团队成员,通常分布在不同地理位置;使用不同的技术范式和工具创建的制品(包括程序),这使得重用、系统可互操作的集成和维护变得非常困难等等。微服务架构模式(或样式)被提出以应对上述挑战。研究和行业发展实践表明,微服务体系结构可以提高可重用性,可互操作的集成以及对独立开发和部署的服务的协调。微服务架构的这些优势是通过服务之间较低的耦合与依赖实现的。但是,在根据给定的需求文档进行体系结构设计的过程中仍然缺少较一体化解决方案。这项工作是建立在研究一些现有软件设计方法的基础上,也就是由于需求分析和微服务设计的大多数现有方法都是手动执行的,并且需要有关应用程序领域的知识。其结果是软件生产率低,需求可追踪性差,可维护性差,可靠性低和软件产品质量差。另一个重要问题是,由于其高耦合性和低内聚性,其在另一个相似但不同的领域中可以转移或重用。针对上述问题,本文提出了一种基于需求知识图谱的微服务架构设计方法并做出相关实现,其使用自然语言处理技术进行需求分析,提高了软件设计过程的智能化程度,并允许更好的跨域和跨组织知识共享。本文工作归纳如下:一、本文采用知识图谱构造技术,输入是自然语言描述的软件需求,输出是领域知识图谱。为此,本文使用知识抽取技术从需求文档中提取命名实体,它们的关系和属性以及其他信息,并将其存储在资源描述框架(RDF)中。知识图谱可以由设计中的开发团队的不同成员使用,并在不同领域的专家之间共享。此外,本文提出自己的知识抽取框架,并在实践中检验有效性。二、本文通过需求知识图分解为微服务体系结构设计开发了一种自动方法。这里的主要思想是,本文使用上面工作中描述的方法将获得的需求知识图谱,再使用图划分算法将初始图谱划分为子图,其中每个子图代表一个候选微服务。在图划分过程中,两个不同子图中的节点之间的边缘抽象表示为与子图相对应的两个服务之间的接口。然后,通过它们的接口连接的服务的结果图就是自动生成的微服务体系结构。最后,本文提供了手工标注的需求文本数据集,和部署在生产环境的软件系统,用以验证本文提出方法的有效性。