[論文レビュー] Thing/Machine-s (Thimacs) Applied to Structural Description in Software Engineering

Sabah Al‐Fedaghi|arXiv (Cornell University)|Sep 3, 2019

Advanced Software Engineering Methodologies参考文献 27被引用数 6

ひとこと要約

本稿では、ソフトウェア工学における構造的記述フレームワークとして、動的で五次元的な「トゥイングマシン（thinging machine）」としてのエンティティを扱う、新しい構造的記述フレームワーク「Thing/Machine-s（Thimacs）」を提案する。エンティティは、他のマシンによって処理される流れとしてのものであり、伝統的なオブジェクト指向的コンセプトを、生成、処理、解放、転送、受信という概念に置き換えることで、流れとトリガー機構を通じて、構造的明確性とシステム統合性を高めるプロセス中心の統一的モデリングアプローチを実現する。

ABSTRACT

We are pursuing a modeling methodology that views the world as a realm of things. A thing is defined as something that can be created, processed, released, transferred, and received. Additionally, in this modeling approach, a thing is a five-dimensional structure referred to as a thinging (abstract) machine. On the other hand, machines are things that are operated on; that is, they are created, processed, released, transferred, and received. The intertwining with the world is accomplished by integrating these two modes of an entity s being: being a thing that flows through machines and being a machine that processes things. This paper further enriches these notions of things and machines. We present further exploration of the thinging machine model through introducing a new notion called the thing/machine (thimac) as a label of the unity of things/machines. Thimacs replace traditional categorization, properties, and behavior with creating, processing, releasing, transferring, and receiving, as well as the two linking notions of flow and triggering. The paper discusses the concept of thimacs with examples and focuses on the notion of structure as it applies to various diagrammatic modeling methodologies.

研究の動機と目的

• すべてのエンティティを静的クラスではなく、動的で流れベースの構造として扱う統一的モデリング手法の開発。
• 分類、プロパティ、行動といった伝統的なオブジェクト指向的コンセプトの制限を克服するため、それらを生成や転送といった操作的アクションに置き換えること。
• エンティティとマシンの相互作用を通じて、システム構造のより一貫性があり統合された視覚的ビューを提供すること。
• 図的モデリング手法の強化を図り、構造的記述の統一的抽象化としてのThimacを導入すること。

提案手法

• 生成、処理、解放、転送、受信のいずれかを実行できる任意のエンティティを「トゥイング（thing）」として定義し、五次元構造としての「トゥイングマシン」と呼ぶ。
• エンティティが流れとしてのものであり、同時に処理を行うマシンとしても機能することを統合的に表すために、「トゥイング/マシン（thimac）」という統一ラベルを導入する。
• 「流れ」と「トリガー」の2つのコアリンク概念を通じて、システムのダイナミクスをモデル化する。ここで「流れ」とは、マシンを通るエンティティの移動を指し、「トリガー」とは処理アクションの開始を指す。
• 従来のクラスベースのモデリングに代えて、生成、処理、解放、転送、受信といった操作指向のアクションを用い、プロセス中心のシステム記述を実現する。
• Thimacモデルをさまざまな図的モデリング手法に適用し、構造的明確性と統合性を実証する。
• 24枚の図および具体例を用いて、従来のUMLやOOPアプローチと比較して、Thimacsがより動的かつ的確にシステム構造をモデル化できることを示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 エンティティを同時に流れとしての対象と処理システムとしての両方の性質を持つ統一的モデルをどのように構築できるか？
• RQ2 生成や転送といった操作指向のアクションに、伝統的なオブジェクト指向的コンセプトを置き換えることで得られる利点は何か？
• RQ3 流れとトリガーの統合が、システム構造記述の明確性と表現力にどのように寄与するか？
• RQ4 従来のアプローチと比較して、Thimacsは図的モデリング手法をどのように改善できるか？
• RQ5 Thimacモデルは、概念的単純性を保ちながら、複雑なシステム構造を効果的に表現できるか？

主な発見

• Thimacモデルは、エンティティが流れとしてのものであり、同時に処理を行うマシンであるという二重性を効果的に統合し、より動的で統合的なシステムビューを実現した。
• 生成、処理、解放、転送、受信という5つのコアアクションの使用により、従来のクラスベースのモデリングに比べ、より操作的根拠が強く、行動的に明確な構造的記述が可能となった。
• 「流れ」と「トリガー」をリンクメカニズムとして導入することで、構造図におけるシステム相互作用の表現力とトレーサビリティが向上した。
• 24枚の具体的な図を用いた実証により、システム構造の記述において明確性が向上していることが示され、実世界のモデリングシナリオにおける実用的価値を示唆している。
• 静的属性に注目する従来のソフトウェアモデリングとは対照的に、動的で操作指向のプロセスに焦点を移すことで、本フレームワークは代替的かつ実用的な選択肢を提供する。