[논문 리뷰] Changes, States, and Events: The Thread from Staticity to Dynamism in the Conceptual Modeling of Systems

Sabah Al‐Fedaghi|arXiv (Cornell University)|2020. 08. 11.

Business Process Modeling and Analysis참고 문헌 22인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 정적 및 동적 시스템 기술 간의 갭을 메우기 위해 유한 상태 기계(FSM)를 정적 조합에서 유도된 것으로 재해석함으로써 정적 및 동적 기술을 통합하는 개념적 모델링 프레임워크—Thinger Machine(TM) 모델링—을 제안한다. 세 가지 모델 S(정적 조합), D(상태 식별), B(행동적 연속성)를 도입하여 시간이 없는 정적 변화에서 시간적 사건이 유도됨을 보여주며, 이는 정적 기술에서 직접적으로 더 풍부한 의미론을 지닌 변화, 상태, 사건을 기술할 수 있도록 한다.

ABSTRACT

This paper examines the concept of change in conceptual modeling. Change is inherent in the nature of things and has increasingly become a focus of much interest and investigation. Change can be modeled as a transition between two states of a finite state machine (FSM). This change represents an exploratory starting point in this paper. Accordingly, a sample FSM that models a car s transmission system is re-expressed in terms of a new modeling methodology called thinging machine (TM) modeling. Recasting the car-transmission model involves developing (1) an S model that captures the static aspects, (2) a D model that identifies states, and (3) a B model that specifies the behavior. The analysis progresses as follows. - S represents an atemporal diagrammatic description that embeds underlying compositions (static changes) from which the roots of system behavior can be traced. - S is broken down into multiple subsystems that correspond to static states (ordered constitutive components). - Introducing time into static states converts these states into events, and the behavior (B) model is constructed based on the chronology of these events. The analysis shows that FSM states are static (atemporal) changes that introduce temporal events as carriers of behavior. This result enhances the semantics of the concepts of change, states, and events in modeling and shows how to specify a system s behavior through its static description.

연구 동기 및 목표

• 정적 기술과 동적 행동 간의 개념적 모델링 격차를 해소하기 위해.
• 시스템 모델링에서 정적 상태에서 동적 사건으로의 전이를 형식화하기 위해.
• 시스템 행동이 정적 구조적 조합에서 직접 유도될 수 있음을 보여주기 위해.
• 소프트웨어 공학에서 변화, 상태, 사건 개념의 의미론적 명확성을 향상시키기 위해.
• 정적 및 동적 측면을 세 모델(S, D, B) 접근법을 통해 통합하는 통합 모델링 프레임워크를 제공하기 위해.

제안 방법

• S 모델은 시스템 구성 요소의 시간적 요소가 없는 정적 조합을 캡처하며, 기초적인 구조적 변화를 표현한다.
• D 모델은 S 모델의 정적 조합에서 유도된 이산적 상태를 식별하여 순서가 지정된 구성 요소를 형성한다.
• 시간이 정적 상태에 도입되어 이를 시간적 사건으로 전환함으로써 행동 모델링이 가능해진다.
• B 모델은 이러한 시간이 내장된 사건들의 연속적 순서를 기반으로 시스템 행동을 구성한다.
• 유한 상태 기계(FSM)로 표현된 자동차 기어박스 시스템의 표현을 TM 방법론을 사용하여 재구성하여 접근법의 타당성을 검증한다.
• 프레임워크는 FSM 상태를 시간이 없는 변화로 재해석하여 행동 이벤트의 근간으로 삼으며, 정적과 동적 요소를 연결한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 정적 시스템 조합이 개념적 모델링에서 어떻게 동적 행동을 유도할 수 있는가?
• RQ2 시스템 모델링에서 변화, 상태, 사건 간의 의미론적 관계는 무엇인가?
• RQ3 시스템 행동이 정적 구조적 기술에서 공식적으로 유도될 수 있는가?
• RQ4 정적 상태에 시간을 도입하면 어떻게 행동 이벤트로 전환되는가?
• RQ5 시간이 없는 조합이 동적 시스템 사양을 가능하게 하는 데서 수행하는 역할은 무엇인가?

주요 결과

• S 모델은 시간이 명시되지 않더라도 정적 조합이 시스템 행동의 근원을 포함하고 있음을 드러낸다.
• 유한 상태 기계(FSM) 상태는 동적 이벤트의 기초가 되는 시간이 없는 변화로 재해석된다.
• 정적 상태에 시간을 도입하면 행동 모델을 이끄는 사건으로 전환되며, 이는 B 모델의 근간이 된다.
• B 모델은 정적 상태에서 파생된 사건들의 연속적 순서를 기반으로 구성되며, 이는 동적 행동 사양을 가능하게 한다.
• TM 방법론은 자동차 기어박스 시스템을 S, D, B 모델을 사용하여 재표현하여 정적 기반에서 행동을 도출할 수 있음을 입증한다.
• 통합 모델링 흐름을 통해 변화, 상태, 사건의 상호의존성을 보여줌으로써 이 프레임워크는 변화, 상태, 사건의 의미론을 향상시킨다.