[論文レビュー] Quantifying Technical Debt: A Systematic Mapping Study and a Conceptual Model

Judith Perera, Ewan Tempero+2 more|arXiv (Cornell University)|Mar 12, 2023

Software Engineering Research被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、ソフトウェア開発における技術的負債（TD）の測定に関する多様なアプローチを統合・標準化するための概念的モデル、Technical Debt Quantification Model（TDQM）を提案する。39のTD測定アプローチを共通フレームワーク—TDQMアプローチ比較マトリクス—を通じてマッピングすることにより、体系的な比較が可能となり、'利子'や'リファクタリングコスト'といった重要な概念が明らかにされるとともに、'新規コードコスト' や '再作業コスト' といった未だ十分に検討されていない分野も特定される。これにより、技術的負債管理意思決定の整合性が高まる。

ABSTRACT

To effectively manage Technical Debt (TD), we need reliable means to quantify it. We conducted a Systematic Mapping Study (SMS) where we identified TD quantification approaches that focus on different aspects of TD. Some approaches base the quantification on the identification of smells, some quantify the Return on Investment (ROI) of refactoring, some compare an ideal state with the current state of a software in terms of the software quality, and some compare alternative development paths to reduce TD. It is unclear if these approaches are quantifying the same thing and if they support similar or different decisions regarding TD Management (TDM). This creates the problem of not being able to effectively compare and evaluate approaches. To solve this problem, we developed a novel conceptual model, the Technical Debt Quantification Model (TDQM), that captures the important concepts related to TD quantification and illustrates the relationships between them. TDQM can represent varied TD quantification approaches via a common uniform representation, the TDQM Approach Comparison Matrix, that allows performing useful comparisons and evaluations between approaches. This paper reports on the mapping study, the development of TDQM, and on applying TDQM to compare and evaluate TD quantification approaches.

研究の動機と目的

• ソフトウェア開発における技術的負債（TD）の測定に関する既存のアプローチを特定・分析すること。
• 技術的負債測定手法の間における合意形成の欠如と比較可能性の欠如が、効果的な技術的負債管理（TDM）を妨げているという問題に対処すること。
• TD測定のコアな概念とその関係性を捉える統一された概念的モデルを構築すること。
• 多様なTD測定アプローチを評価・対比するための標準化された比較フレームワーク—TDQMアプローチ比較マトリクス—を構築すること。
• 今後の研究において、非コード関連のTDタイプ（例：要件負債）へのモデルの適用を拡張すること。

提案手法

• 文献から39のTD測定アプローチを特定・分類するための体系的マッピングスタディ（SMS）を実施する。
• 既存の文献から抽出したキーコンセプトを統合することで、コード関連のTDタイプ（例：コード負債、設計負債、アーキテクチャ負債）を対象とするTechnical Debt Quantification Model（TDQM）を構築する。
• TDQMのコアコンセプト（TDアイテム、利子、リファクタリングコスト、新規コード、再作業）を定義し、それらの相互関係を明確にする。
• 定義されたコンセプトを基準に、異なる測定アプローチを一貫した表現でマッピング・比較できるよう、TDQMアプローチ比較マトリクスを構築する。
• TDQMを用いて39のアプローチ（33件のモデル前、6件のモデル後）を評価し、一貫性、カバー範囲、洞察の質を検証する。
• モデルを用いて傾向を同定し、例として'利子'や'リファクタリングコスト'へのマッピング頻度の高さを明らかにするとともに、'新規コードコスト' といった未だ十分に検討されていない分野を特定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 RQ1: 研究文献において技術的負債測定に関するどのようなアプローチが提案されているか？
• RQ2 RQ2: その本質的コンセプトと関係性を捉える形で、技術的負債測定をどのようにモデル化できるか？
• RQ3 RQ3: 統一されたフレームワークを用いて、異なる技術的負債測定アプローチをどのように比較・評価できるか？
• RQ4 RQ4: 既存の測定アプローチにおいて、TDQMのどのコンセプトが最も頻繁に取り上げられているか？
• RQ5 RQ5: 本モデルが明らかにする、技術的負債測定において未だ十分に検討されていない、または不足している側面は何か？

主な発見

• TDQMアプローチ比較マトリクスは、形式や焦点の違いがあるにもかかわらず、39の多様なTD測定アプローチの体系的かつ効率的な比較を成功裏に実現した。
• コンセプト'利子'と'リファクタリングコスト'が、それぞれ22件の直接マッピングを示し、これらが現在の測定努力における中心的役割を果たしていることが示された。
• コンセプト'TDアイテム'は16件のアプローチで直接マッピングされており、TD表現における基盤的役割が明確になった。
• モデルは、'利子'の構成要素である'新規コードコスト'と'再作業コスト'が未だ十分に検討されていないことを明らかにし、研究分野におけるギャップを示唆した。
• アーキテクチャ負債は、TDQMコンセプト全体にわたり最も包括的にカバーされており、既存の研究がアーキテクチャレベルの負債に注目していることを示唆している。
• 2012年、2015年、2016年がTD測定研究において最も活発な年であったことが判明し、この時期に概念的発展のピークがあったことが示された。