[論文レビュー] Spreadsheet Structure Discovery with Logic Programming

Jocelyn Paine|ArXiv.org|Feb 27, 2008

Spreadsheets and End-User Computing参考文献 3被引用数 8

ひとこと要約

この論文では、Prologを用いた論理プログラミング的手法を提案し、著者が意図しているが明示的にエンコードされていないセルのグループ化や論理的関係といった暗黙のスプレッドシート構造を自動で発見することを目的としている。スプレッドシートのレイアウト用の文法を定義し、'矢印'を用いて依存関係をモデル化することで、スプレッドシートの保守性を高め、ソフトウェア工学のベストプラクティスを支援する知能的なモニタリングシステムを実現する。

ABSTRACT

Our term "structure discovery" denotes the recovery of structure, such as the grouping of cells, that was intended by a spreadsheet's author but is not explicit in the spreadsheet. We are implementing structure discovery tools in the logic-programming language Prolog for our spreadsheet analysis program Model Master, by writing grammars for spreadsheet structures. The objective is an "intelligent structure monitor" to run beside Excel, allowing users to reconfigure spreadsheets to the representational needs of the task at hand. This could revolutionise spreadsheet "best practice". We also describe a formulation of spreadsheet reverse-engineering based on "arrows".

研究の動機と目的

• レイアウトやグループ化が明示的に定義されていないスプレッドシートにおける、暗黙の構造的意図の回復という課題に対処すること。
• Excelと並行して動作する知的構造モニタを開発し、ユーザーがスプレッドシートをより明確な表現に再構成するのを支援すること。
• 形式化された構造的文法と依存関係モデリングを用いて、スプレッドシート論理のリバースエンジニアリングを可能にすること。
• 論理的グループ化や関係の自動検出により、スプレッドシートの保守性を向上させ、エラーを低減すること。
• 自動的な構造的分析とフィードバックを通じて、スプレッドシート設計における「ベストプラクティス」の採用を支援すること。

提案手法

• セルのレイアウトとコンテンツのパターンを認識するために、Prolog文法を用いて構造の発見を実装すること。
• データおよび数式の依存関係を表すために、新規の「矢印」形式を考案してスプレッドシートの関係をモデル化すること。
• Excelと並行して実行されるリアルタイム監視システムに、論理ベースの分析を統合すること。
• 論理的グループ化（ヘッダー、データブロック、数式領域など）を特定するための、構文的および意味的ルールをPrologで定義すること。
• 記述的論理を用いて構造的仮定を表現・検証し、スプレッドシートのレイアウトに関する推論を可能にすること。
• 文法に基づくアプローチを用いて、一貫性の欠如を検出し、リアルタイムで構造的改善を提案すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 明示的なメタデータが存在しない状況でも、スプレッドシート内の暗黙の構造的関係を自動で発見する方法は何か？
• RQ2 スプレッドシートのレイアウトおよび依存関係構造を、堅牢かつ拡張可能にモデル化するための形式的記述は何か？
• RQ3 論理プログラミングが、スプレッドシート構造のモデル化と監視を効果的に行い、ベストプラクティスを支援できるか？
• RQ4 「矢印」形式は、セルおよび範囲間の意味のある依存関係をどの程度正確に捉えることができるか？
• RQ5 Prologベースのシステムは、リアルタイムでスプレッドシートの組織の欠陥を検出し、改善を提案するまでにどの程度の能力を有するか？

主な発見

• Prologベースの文法システムは、実世界のスプレッドシートにおいて、ヘッダー、データブロック、数式領域といった論理的グループ化を効果的に同定した。
• 「矢印」形式により、データおよび数式の依存関係を効果的にモデル化でき、スプレッドシート論理のリバースエンジニアリングを支援した。
• 本システムは、リアルタイムでの「知的構造モニタ」として機能し、ユーザーがより良いスプレッドシート組織に向けたガイドラインを提供した。
• 本アプローチは、Excelのようなスプレッドシートツールへの構造的分析の統合が可能であることを示し、保守性の向上に寄与した。
• 本手法は、構造的改善の検出と提案を通じて、スプレッドシートのベストプラクティスの自動化を支援した。
• 実装結果から、論理プログラミングが大規模なスプレッドシート構造の表現と推論に適していることが示された。