[論文レビュー] A Process Algebra Software Engineering Environment

Bob Diertens|ArXiv.org|Jun 17, 2008

Advanced Software Engineering Methodologies参考文献 17被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、PSF（プロセス仕様形式）とToolBus協調アーキテクチャを用いた、プロセス代数に基づくソフトウェア工学環境を提案する。形式的で構造的かつ再利用可能なCASE風の開発プロセスを形式化し、精錬ステップを再利用可能なソフトウェア工学ワークベンチとして一般化することで、シミュレーションおよびツール統合支援を備えた形式的でアーキテクチャ駆動の開発に適したモジュラーかつ合成可能な環境を実現する。

ABSTRACT

In previous work we described how the process algebra based language PSF can be used in software engineering, using the ToolBus, a coordination architecture also based on process algebra, as implementation model. In this article we summarize that work and describe the software development process more formally by presenting the tools we use in this process in a CASE setting, leading to the PSF-ToolBus software engineering environment. We generalize the refine step in this environment towards a process algebra based software engineering workbench of which several instances can be combined to form an environment.

研究の動機と目的

• プロセス代数に基づくソフトウェア工学プロセスを形式化し、システム開発における制御性と自動化を向上させること。
• 既存のアーキテクチャ記述言語（ADL）におけるアーキテクチャ精錬の形式的支援の欠如に対処すること。
• 統合されたワークベンチから構築可能な再利用可能でモジュラーなソフトウェア工学環境フレームワークを構築すること。
• プロセス代数に基づくスクリプティングモデル（ToolBus）を通じて、ツール統合と調整を可能にすること。
• 多段階の仕様記述とシミュレーションを通じて、設計の再利用および長期的保守性を支援すること。

提案手法

• ACPおよびASFを基盤とするプロセス代数に基づく言語であるPSFを用い、システムのコンポONENTおよび動作を仕様化する。
• プロセス代数的構成要素を用いてツールやプロセス間の通信を管理する、ToolBus協調アーキテクチャを採用する。
• 垂直的および水平的精錬技術を適用し、アーキテクチャ仕様を実行可能であるToolBusアプリケーション仕様へ段階的に進化させる。
• コンパイラ、シミュレータ、IDEなどのツールをToolBusを介してCASE環境に統合し、自動化された調整を実現する。
• 精錬ステップを再利用可能なソフトウェア工学ワークベンチとして一般化し、インスタンス化および合成が可能にする。
• 複数のワークベンチインスタンスを直列または並列に組み合わせることで、包括的なソフトウェア工学環境を構築する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 プロセス代数を用いることで、構造的かつ再利用可能な方法でソフトウェア工学プロセスを形式化・自動化できるか？
• RQ2 ToolBusのような協調アーキテクチャが、形式的開発環境内でのツール統合とプロセスオchestrationをどのように実現するか？
• RQ3 形式的技法を用いて、アーキテクチャ仕様を実行可能応用仕様へ体系的に精錬する方法は何か？
• RQ4 一般化されたソフトウェア工学ワークベンチをどのように合成することで、スケーラブルかつ拡張可能な開発環境を構築できるか？
• RQ5 従来のまたは直感的なソフトウェア工学手法と比較して、プロセス代数ベースの環境が提供する利点は何か？

主な発見

• PSF-ToolBus環境は、PSFシミュレータやIDEといった複雑なシステムの開発を、形式的仕様とツール協調によって成功裏に支援した。
• PSF仕様から導出されるシミュレーションおよびアニメーションは、システム動作の理解と検証を顕著に向上させた。
• 設計および実装コンポONENTは、類似した製品やアーキテクチャパターンが関与する場合、再利用可能である。
• 一般化されたワークベンチモデルにより、複数のインスタンスを直列または並列に組み合わせることで、複合的なソフトウェア工学環境の構築が可能になった。
• 形式的で多段階の精錬プロセスにより、抽象化レベル間での設計意思決定とその影響を明確にすることで、保守性が向上した。
• 単一の形式的記述体系を通じて、アーキテクチャ記述と実装の両方をサポートし、設計とコードのギャップを縮小した。