Page 24 - 《软件学报》2021年第7期

1942 Journal of Software 软件学报 Vol.32, No.7, July 2021

在复杂系统与环境交互时,传感器扮演着对物理过程进行测量和对物理世界进行感知的重要角色.传感器
不确定性一方面关注传感器度量的不确定性,比如传感器度量的精度和准确性(如文献[48]),另一方面关注系统
外部(比如环境)数据的不确定性(如文献[4952]).在我们调研的文献中,绝大多数(10 篇/11 篇)关注的是传感器
采集的数据不确定性.比如,对于面向服务的体系结构,当传感器在采集数据过程中遇到数据的不确定性时,如
何利用模糊逻辑去降低数据的不确定性(如文献[51]).

Fig.10 The distribution of the primary studies according to the four different types of internal uncertainties
图 10 相关文献在内部不确定性不同类型的发表数量的分布情况

复杂系统及其开发和运行中的不确定性种类多种多样,其分类标准很多情况下与信息物理系统和物联网
的具体设计和应用领域有关,目前还缺少统一的分类标准.基于目前收集到的数据,我们提出了 3 种不确定性类
型并进行了数据统计.我们未来的一项工作是针对信息物理系统和物联网开展全面且深入的分析,以提出专门
针对这两种复杂系统的不确定性分类.
图 8 也展示了不同类型的不确定性在系统生命周期不同阶段的分布情况.我们可以发现,外部不确定性和
内部不确定性都主要出现在设计定义、系统分析、确认、架构定义和运行阶段,尤其是架构定义、设计定义和
系统分析阶段的文献较多(占总论文数的 42.3%).研究人员在系统架构和设计方面投入了很多精力,以移除或降
低内外部不确定性对系统行为及其属性(如安全性)的负面影响.
而针对传感器不确定性,研究人员关注的阶段主要包括设计定义和运行.由于传感器不确定性相关的文献
数量较少(只有 11 篇),而且这些文献涉及到系统生命周期的 5 个不同的阶段,尚不能有效地分析出传感器不确
定性分布在这些阶段的原因.
调研结果表明:复杂系统的不确定性主要关注于外部不确定性和内部不确定性.而外部不确定性更多地关
注于环境不确定性,内部不确定性更多地关注于内部交互不确定性.针对不确定性分类在系统生命周期的不同
阶段的调研,外部不确定性和内部不确定性,主要关注于设计定义阶段.
4.6.2 系统开发过程中各制品的不确定性
不同的研究人员关注的不确定性的角度以及研究的粒度不同,为了更好地调研不确定性分类的研究现状,
我们根据另外一种分类标准对不确定性进行分类.在我们收集的部分文献中明确地讨论了系统开发过程中的
一些制品(例如需求、数据、模型、约束)的不确定性,这些制品的不确定性是在系统开发生命周期中产生的.
这种分类与根据内部不确定性和外部不确定性的分类不同,因此我们进一步根据系统开发过程中产生的制品
对不确定性进行分类.
我们对文献进行深入的分析,提出了 8 种制品的不确定性.
 需求不确定性(requirements uncertainty):是指需求不准确、不可靠或不足,需求不断变化 [5355] .
 模型 不确定 性 (model uncertainty):是 指 模 型 结构和 模型 输出中 的不 确定性 , 也称 为模 型可 变 性
(variability) [48,56,57] .