[논문 리뷰] A Rule-Based Change Impact Analysis Approach in Software Architecture for Requirements Changes

Arda Göknil, Ivan Kurtev외 1명|arXiv (Cornell University)|2016. 08. 09.

Software Engineering Research참고 문헌 54인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 요구사항 관계, 변경사항 및 R&A(요구사항 및 아키텍처) 추적의 형식적 의미를 사용하여 요구사항 변경을 소프트웨어 아키텍처로 전파하는 규칙 기반 변경 영향 분석 방법을 제시한다. TRIC 도구를 확장함으로써, 변경에 영향을 받을 수 있는 아키텍처 요소 후보를 식별함으로써 영향 전파 과정에서의 잘못된 양성(false positives)을 줄이며, 산업 현장 사례 연구를 통해 이를 입증하였다.

ABSTRACT

Software systems usually operate in a dynamic context where their requirements change continuously and new requirements emerge frequently. A single requirement hardly exists in isolation: it is related to other requirements and to the software development artifacts that implement it. When a requirements change is introduced, the requirements engineer may have to manually analyze all requirements and architectural elements for a single change. This may result in neglecting the actual impact of a change. We aim at improving change impact analysis in software architecture for requirements changes by using formal semantics of requirements relations, requirements changes and traces between Requirements & Architecture. In our previous work we presented a technique for change impact analysis in requirements. The technique uses the formal semantics of requirements relations and changes. Its output is a set of candidate requirements for the impact with proposed changes and a propagation path in the requirements model. In this paper we present a complementary technique which propagates requirements changes to software architecture and finds out which architectural elements are impacted by these changes. The formalization of requirements relations, changes and traces between R&A is used to determine candidate architectural elements for the impact of requirements changes in the architecture. The tool support is an extension of our Tool for Requirements Inferencing and Consistency Checking (TRIC). Our approach helps in the elimination of some false positive impacts in change propagation. We illustrate our approach in an industrial example which shows that the formal semantics of requirements relations, changes and traces enables the identification of candidate architectural elements with the reduction of some false positive impacts.

연구 동기 및 목표

• 요구사항이 변화할 때 소프트웨어 아키텍처에서 수작업으로 수행되며 오류가 발생하기 쉬운 변경 영향 분석 문제를 해결하기 위해.
• 요구사항 관계 및 변경사항의 형식적 의미를 활용하여 영향 전파 과정에서의 잘못된 양성을 줄이기 위해.
• 추적성과 규칙 기반 추론을 통해 요구사항 변경에 영향을 받는 아키텍처 요소를 자동으로 식별할 수 있도록 하기 위해.
• TRIC 도구에 아키텍처 수준의 변경 영향 분석 기능을 통합하여 일관성과 추론 능력을 향상시키기 위해.

제안 방법

• 이 방법은 요구사항 관계, 변경사항 및 R&A 추적의 형식적 의미를 사용하여 요구사항과 아키텍처 요소 간의 의존성을 모델링한다.
• 사전 정의된 의미 규칙에 기반하여 변경사항을 요구사항에서 아키텍처로 전파하기 위해 규칙 기반 추론 엔진을 적용한다.
• 추적성 링크를 통해 주어진 요구사항 변경에 의해 영향을 받을 가능성이 있는 아키텍처 요소 후보를 식별한다.
• TRIC 도구를 확장하여 아키텍처 수준의 영향 분석을 지원함으로써 일관성 검사 및 추론 기능을 가능하게 한다.
• 형식화된 변경 의미를 사용하여 변경 전파 경로를 모델링함으로써 추적성과 정밀도를 보장한다.
• 형식화된 관계와 변경 의미에 기반해 영향 후보를 검증함으로써 잘못된 양성을 줄인다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 요구사항 관계 및 변경사항의 형식적 의미는 소프트웨어 아키텍처에서 변경 영향 분 析를 향상시키는 데 어떻게 활용될 수 있는가?
• RQ2 요구사항 변경을 아키텍처 요소로 전파하는 데 효과적인 규칙과 추적성 메커니즘은 무엇인가?
• RQ3 형식적 모델링을 통해 변경 전파 과정에서의 잘못된 양성 영향을 어떻게 줄일 수 있는가?
• RQ4 규칙 기반 접근법은 영향을 받는 아키텍처 컴포넌트를 식별하는 정밀도를 얼마나 향상시키는가?
• RQ5 형식적 의미를 아키텍처 수준의 영향 분 析에 통합함으로써 일관성과 자동화는 어떻게 향상되는가?

주요 결과

• 규칙 기반 접근법은 형식적 의미와 추적성을 활용하여 요구사항 변경에 영향을 받을 수 있는 아키텍처 요소 후보를 성공적으로 식별하였다.
• 형식화된 관계와 변경 의미에 기반해 후보를 검증함으로써 영향 전파 과정에서의 잘못된 양성 영향을 줄였다.
• TRIC 도구의 확장은 아키텍처 수준에서 자동 추론과 일관성 검사를 지원한다.
• 산업 현장 사례 연구를 통해 이 방법론이 실제 소프트웨어 시스템에서 실현 가능하고 정밀도가 높음을 입증하였다.
• 요구사항 변경과 R&A 추적의 형식적 모델링은 수작업 방법에 비해 더 정확하고 체계적인 영향 분 析를 가능하게 하였다.