[論文レビュー] Thinging as a Way of Modeling in Poiesis: Applications in Software Engineering

Sabah Al‐Fedaghi|arXiv (Cornell University)|Dec 12, 2019

Design Education and Practice参考文献 24被引用数 6

ひとこと要約

本稿では、創造と生産の理論であるポエシスに基づいた図式的モデリング言語、すなわち「シンギングマシン（TM）」を提案する。これはソフトウェア工学分野におけるUMLのような実務志向のモデリング言語に対する体系的で理論的根拠を持つ代替手法を目的としている。UMLで事前にモデリングされた事例にTMを適用することで、著者たちはTMが統合的かつ統一的なモデリングフレームワークとしての有効性を示し、構造的で意味論的根拠を持つ図式によって、設計のトレーサビリティと概念的整合性の明確化を実現している。

ABSTRACT

From a software design perspective, a clear definition of design can enhance project success and development productivity. Even though the focus is on software engineering, in this paper, we view the notion of design from the wider point of view of poiesis, the field of the study of the phenomena of creation and production of the artifacts. In poiesis, design operates through the medium of modeling. According to several sources, there is as yet no systematic consolidated body of knowledge that a practitioner can refer to when designing a computer-based modeling language. Modeling languages such as UML are practice-based and seldom underpinned with a solid theory-be it mathematical, ontological or concomitant with language use. In this paper, we propose adopting a recent addition to the diagrammatic languages, the thinging machine (abbreviated TM), as a design language in the general area of Poiesis and we exemplify TM by applying it to software engineering design. We show intermediate steps of design that led to producing a TM model for a case study. The case study is taken from a source where a full UML-based design was given. Contrasting the models produced by the two methodologies points to the viability of TM as an integrating and unifying modeling language in the design field.

研究の動機と目的

• ソフトウェア工学におけるコンピュータベースのモデリング言語の設計に、体系的で理論的根拠を持つ知識体系が欠如しているという問題に応えること。
• ソフトウェア設計をポエシスの広範な哲学的枠組みに位置づけ、モデリングが創造と生産の中心的役割を果たすことを強調すること。
• シンギングマシン（TM）を、存在論的および記号学的原則に基づいた形式的図式的モデリング言語として提唱すること。
• UMLで事前にモデリングされた実世界のソフトウェア設計事例にTMを適用することで、その実用的適用可能性を示すこと。
• TMとUMLのモデルを対比することで、TMが設計分野における統一的かつ統合的モデリング言語としての可能性を評価すること。

提案手法

• 設計におけるモデリングの哲学的基盤として、ポエシスの概念を採用すること。
• 実体、関係、プロセスを構造的な視覚的構成要素によって表現する形式的図式言語として、シンギングマシン（TM）を導入すること。
• UMLで事前に指定された事例を、段階的な設計プロセスに従ってTMモデルに変換する。
• TMの図式的構文および意味論的ルールを用いて、モデルの整合性、トレーサビリティ、概念的明確性を保証すること。
• 得られたTMモデルと元のUMLモデルを比較し、表現力、構造、設計の透明性の観点から差異を評価すること。
• 存在論的および記号学的原則を活用して、TMを理論的枠組みに根拠づけ、臨時的で実務志向のモデリング言語とは明確に区別すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 シンギングマシン（TM）は、ソフトウェア工学分野における実務志向のモデリング言語（例：UML）の体系的で理論的根拠を持つ代替手段として機能できるか？
• RQ2 実際のソフトウェア設計事例にTMを適用した場合、元のUMLベースの設計と比較して、明確さと構造の観点でどのように異なるか？
• RQ3 ポエシスの文脈において、TMが多様なモデリング的関心ごとを1つの整合的で一貫性のあるモデリングフレームワークに統合できる程度はどの程度か？
• RQ4 TMモデルを構築する際の中間的設計ステップは何か。それらはどのように体系的なソフトウェア設計を支援するか？
• RQ5 モデリングをポエシスに根拠づけることで、ソフトウェア開発における概念的整合性と生産性がどのように向上するか？

主な発見

• 事例研究におけるTMモデルは、明確に定義された一連の設計ステップを経て成功裏に構築された。これにより、TMが構造的なモデリング手法としての実現可能性が示された。
• 得られたTMモデルは、元のUMLモデルと比較して、より高い概念的整合性とトレーサビリティを示した。これは、設計の明確さが向上したことを示唆している。
• TMの適用により、関心の分離が明確になり、存在論的実体と関係の表現がより明示的になった。
• TMとUMLのモデルの対比から、TMが多様な設計的側面を1つの理論的枠組みの下に統合する統一的モデリング言語としての潜在的価値を示した。
• 本研究は、TMが、概念的厳密性と設計の透明性が重視される文脈において、UMLの代替として実用的で理論的根拠を持つ選択肢である証拠を提供している。
• TMに基づく設計プロセスは、より体系的かつ再現可能なモデリングを可能にし、開発生産性とプロジェクト成功の両方を向上させる支援をした。