[論文レビュー] Low-Code Programming Models

Martin Hirzel|arXiv (Cornell University)|May 4, 2022

Software Engineering Research参考文献 39被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、視覚的プログラミング、プログラミングのデモによる記述、自然言語によるプログラミングを分析することで、低コードプログラミングモデルに関する研究を統合し、ドメイン固有言語（DSL）とモデル・ビュー・コントローラー（MVC）パターンを、基礎的な統合的原則として特定する。低コードツールの構築に向けた一貫性のあるフレームワークを提案し、再利用可能なコンポーネント、メタツール、エンドユーザー向けソフトウェア工学の実践を重視することで、市民開発者およびプロフェッショナル開発者の両方を支援する。

ABSTRACT

Traditionally, computer programming has been the prerogative of professional developers using textual programming languages such as C, Java, or Python. Low-code programming promises an alternative: letting citizen developers create programs using visual abstractions, demonstrations, or natural language. While low-code programming is currently getting a lot of attention in industry, the relevant research literature is scattered, and in fact, rarely uses the term "low-code". This article brings together low-code literature from various research fields, explaining how techniques work while providing a unified point of view. Low-code has the potential to empower more people to automate tasks by creating computer programs, making them more productive and less dependent on scarce professional software developers.

研究の動機と目的

• 多様な分野や技術に散在する低コードプログラミングに関する断片的な研究を統合すること。
• 低コード、ノーコード、エンドユーザープログラミングの違いを明確にし、低コードをより広範かつ包括的なパラダイムとして位置づけること。
• 特にドメイン固有言語（DSL）とMVCパターンを含む、低コード手法を統合する共通のプログラミングモデルの抽象化を同定すること。
• 低コードツール開発の加速と相互運用性の向上を図るため、再利用可能な構築ブロックとメタツールを提案すること。
• 長期的な保守性と品質を確保するため、低コード環境にエンドユーザー向けソフトウェア工学（EUSE）の実践を推進すること。

提案手法

• 視覚的プログラミング言語（VPLs）、プログラミングのデモによる記述（PBD）、自然言語によるプログラミング（PBNL）という3つの核心的な低コード技術を分析し、それらの基本的構成要素に焦点を当てる。
• ドメイン固有言語（DSLs）とモデル・ビュー・コントローラー（MVC）パターンに基づく統合的フレームワークを提唱し、低コードシステムの基盤とする。
• Blockly（VPL用）、DreamCoder（PBD用）、Overnight（PBNL用）といったメタツールの活用を提案し、低コードツールの自動生成を実現する。
• 低コードツールを用いて他の低コードツールを構築するメタ円型ツール（メタコアツール）の導入を提言し、開発者による共感力の向上とツール作成の民主化を促進する。
• 共通のUIコンポーネント（例：コードキャンバス、パレット、設定パネル）と共有されたAIコンポーネント（例：意味解析器、言語モデル）の再利用を提言し、低コード開発の標準化と高速化を図る。
• 長期的なプログラム保守を支援するため、バージョン管理、アサーション、テストカバレッジといったエンドユーザー向けソフトウェア工学（EUSE）の実践を低コード環境に統合することを提唱する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 多様な低コードプログラミングモデルに共通する抽象化と統合的原則は何か？
• RQ2 メタツールとメタ円型設計は、新しい低コードプラットフォームの開発をどのように加速するか？
• RQ3 視覚的プログラミング、プログラミングのデモによる記述、自然言語によるプログラミングを組み合わせた場合、互いにどのように補完し合うか？
• RQ4 ドメイン固有言語（DSL）とモデル・ビュー・コントローラー（MVC）パターンは、一貫性があり、合成可能な低コードシステムを実現するために果たす役割は何か？
• RQ5 エンドユーザー向けソフトウェア工学（EUSE）の実践を低コード環境に統合するには、どのような方法があるか？ これにより、長期的なプログラムの品質と保守性をどのように確保できるか？

主な発見

• モデル・ビュー・コントローラー（MVC）パターンとドメイン固有言語（DSL）は、視覚的プログラミング、プログラミングのデモによる記述、自然言語によるプログラミングの各技術において、統合的基盤として機能する。
• PBNLにおける曖昧さをPBDで解消するなど、低コード技術を組み合わせることで、個々の技術の欠点を補い、プログラムの正確性を向上させることができる。
• Blockly、DreamCoder、Overnightといったメタツールは、繰り返しの実装作業を自動化することで、低コードプラットフォームの開発をより迅速かつ一貫性を持って行えるようにする。
• VisPRO や Racket といったメタ円型の低コードツールは、開発者が自らの低コードツールを構築・改善できるようにし、より深いユーザー共感力とイノベーションを促進する。
• 共通のUIコンポーネントとAIモジュール（例：意味解析器、言語モデル）を低コードシステム間で再利用することで、一貫性の向上、開発時間の短縮、相互運用性の向上が図られる。
• バージョン管理、アサーション、テストカバレッジといったエンドユーザー向けソフトウェア工学（EUSE）の実践を低コード環境に統合することは、長期的なプログラムの信頼性と進化を確保する上で不可欠である。