[논문 리뷰] Concurrent Development of Model and Implementation

Andrew M. Gravell, Yvonne Howard외 3명|arXiv (Cornell University)|2011. 11. 11.

Distributed systems and fault tolerance참고 문헌 18인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 빠른 프로토타이핑, 팀 협업, 그리고 모델 기반 추적 검증을 통해 진화하는 구현과 함께 공식 수학적 모델을 동기화하는 공진화적 접근을 제안한다. 전자상거래 응용 프로그램에 대한 사례 연구에서는 설계 탐색과 일관성이 향상되었지만, 기존에 존재하지만 상호운용성 없는 도구들로 인해 산업적 도입이 저해되고 있다.

ABSTRACT

This paper considers how a formal mathematically-based model can be used in support of evolutionary software development, and in particular how such a model can be kept consistent with the implementation as it changes to meet new requirements. A number of techniques are listed can make use of such a model to enhance the development process, and also ways to keep model and implementation consistent. The effectiveness of these techniques is investigated through two case studies concerning the development of small e-business applications, a travel agent and a mortgage broker. Some successes are reported, notably in the use of rapid throwaway modelling to investigate design alternatives, and also in the use of close team working and modelbased trace-checking to maintain synchronisation between model and implementation throughout the development. The main areas of weakness were seen to derive from deficiencies in tool support. Recommendations are therefore made for future improvements to tools supporting formal models which would, in principle, make this co-evolutionary approach attractive to industrial software developers. It is claimed that in fact tools already exist that provide the desired facilities, but these are not necessarily production-quality, and do not all support the same notations, and hence cannot be used together.

연구 동기 및 목표

• 반복 개발 기간 동안 공식 소프트웨어 모델과 진화하는 구현 간 일관성을 유지하는 데 도전 과제를 해결한다.
• 변경 요구사항이 있는 실제 전자상거래 응용 프로그램에서 모델 기반 개발을 지원하는 기법을 조사한다.
• 모델 기반 추적 검증과 팀 협업이 모델과 코드를 동기화하는 데 얼마나 효과적인지 평가한다.
• 현재 도구 지원의 한계를 특정하고 산업적 사용성을 향상시키기 위한 개선 사항을 제안한다.
• 빠른 설계 탐색과 구현 검증을 위한 공식 모델의 실용성 가능성을 애자일과 유사한 환경에서 입증한다.

제안 방법

• 개발 생명주기 초반에 설계 대안을 탐색하기 위해 빠른 일회성 모델링을 활용한다.
• 모델러와 구현자 간의 밀접한 팀 협업을 통해 모델과 코드가 동시에 진화하도록 보장한다.
• 모델 기반 추적 검증을 적용하여 구현 변경 사항이 공식 모델과 일관성이 있는지 검증한다.
• 공식 수학적 모델을 개발 과정에 통합하여 구현 결정을 안내하고 검증한다.
• 실제 적용을 평가하기 위해 두 사례 연구—여행사 및 모기지 브로커 응용 프로그램—을 사용한다.
• 기존의 공식 모델링 도구를 활용하지만, 상호운용성 부족과 생산 준비성 부족을 지적한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 실제 소프트웨어 개발 현장에서 공식 수학적 모델을 어떻게 효과적으로 활용할 수 있는가?
• RQ2 소프트웨어 모델이 진화하는 구현과 일관성을 유지하기 위해 어떤 기법이 필요한가?
• RQ3 빠른 일회성 모델링이 전자상거래 응용 프로그램의 설계 탐색에 얼마나 향상시킬 수 있는가?
• RQ4 개발 과정에서 모델 기반 추적 검증이 모델-구현 일관성을 유지하는 데 얼마나 효과적인가?
• RQ5 현재 공식 모델을 위한 도구 지원이 산업 소프트웨어 개발에서 어떤 핵심 한계를 지닌다?

주요 결과

• 빠른 일회성 모델링은 개발 초반에 설계 대안을 탐색하고 검증하는 데 효과적이었다.
• 모델러와 구현자 간의 밀착된 팀 협업이 모델-구현 일관성 향상에 크게 기여했다.
• 모델 기반 추적 검증은 일관성 오류를 탐지하고 모델과 코드 간 일치를 확보하는 데 성공했다.
• 성공적인 결과에도 불구하고 주요 한계는 부족한 도구 지원이었으며, 기존 도구들은 상호운용성과 생산 품질이 부족했다.
• 저자들은 필요 도구는 존재하지만, 아직 광범위한 산업적 도입에 충분히 성숙하거나 표준화되어 있지 않다고 결론 내렸다.
• 본 연구는 강력한 협업과 도구 지원이 제공될 경우 공식 모델이 실제 소프트웨어 개발에서 실용적으로 유용할 수 있음을 입증했다.