[논문 리뷰] Formal Methods: From Academia to Industrial Practice. A Travel Guide

Marieke Huisman, Dilian Gurov외 1명|arXiv (Cornell University)|2020. 02. 17.

Software Engineering Research참고 문헌 47인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 형식적 방법 연구와 산업 소프트웨어 실천 사이의 지속적인 격차를 해결하기 위해 연구 공동체 내에서 문화적 및 협업적 전환을 주장한다. 기술적 진보에만 초점을 맞추는 대신 연구자들이 실생활 영향을 위해 접근성, 이해관계자 참여, 다중 공동체 협업을 우선시해야 한다고 제안한다.

ABSTRACT

For many decades, formal methods are considered to be the way forward to help the software industry to make more reliable and trustworthy software. However, despite this strong belief and many individual success stories, no real change in industrial software development seems to be occurring. In fact, the software industry itself is moving forward rapidly, and the gap between what formal methods can achieve and the daily software-development practice does not appear to be getting smaller (and might even be growing). In the past, many recommendations have already been made on how to develop formal-methods research in order to close this gap. This paper investigates why the gap nevertheless still exists and provides its own recommendations on what can be done by the formal-methods-research community to bridge it. Our recommendations do not focus on open research questions. In fact, formal-methods tools and techniques are already of high quality and can address many non-trivial problems; we do give some technical recommendations on how tools and techniques can be made more accessible. To a greater extent, we focus on the human aspect: how to achieve impact, how to change the way of thinking of the various stakeholders about this issue, and in particular, as a research community, how to alter our behaviour, and instead of competing, collaborate to address this issue.

연구 동기 및 목표

• 형식적 방법이 수십 년에 걸친 연구와 특정 사례에서의 성공에도 불구하고 산업적 광범위한 수용을 이루지 못한 이유를 조사하기 위해.
• 형식적 방법 연구 공동체 내에서 실생활 영향을 저해하는 체계적 장벽—특히 문화적 및 행동적 요인—을 규명하기 위해.
• 연구자들이 도구의 접근성 향상, 협업 촉진, 경쟁에서 공동 진전으로의 초점 이동을 위한 실질적인 권고 사항을 제시하기 위해.
• 이해관계자 인식 변화의 중요성과 연구 목표를 산업 소프트웨어 개발 관행과 일치시키기 위해.
• 형식적 방법 연구의 수행 방식에 대한 범주 전환을 주장하며, 이론적 신선함보다는 사용성과 실질적 통합을 우선시하기 위해.

제안 방법

• 형식적 방법 분야의 학계-산업 격차를 해소하기 위한 과거 권고 사항의 비효율성을 비판적으로 분석하기 위해.
• 기술적 제약이 아닌 인간적 및 조직적 요인에 초점을 맞추며, 도구가 산업적 사용에 이미 충분히 성숙해졌다고 주장하기 위해.
• 협업, 산업 현장 전문가와의 공동 설계, 사용자 중심의 도구 개발을 지향하는 연구 문화로의 전환을 제안하기 위해.
• 형식적 방법 연구자들이 산업 개발자들과 직접 소통하여 그들의 워크플로와 제약 조건을 이해해야 한다고 강조하기 위해.
• 더 나은 문서화, 기존 개발 환경과의 통합, 점진적 도입 전략과 같은 도구 사용성 향상에 대한 실질적 제안을 도입하기 위해.
• 학술적 인용 수를 넘어서 산업적 수용률과 실제 버그 탐지 또는 방지와 같은 지표를 성공 기준으로 삼아야 한다고 주장하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 형식적 방법이 특정 사례에서 입증된 성공에도 불구하고 수십 년에 걸친 연구에도 불구하고 산업 소프트웨어 개발에서 광범위하게 수용되지 않은 이유는 무엇인가?
• RQ2 형식적 방법 연구 공동체 내에서 효과적인 산업 이행을 저지하는 주요 문화적 및 행동적 장벽은 무엇인가?
• RQ3 형식적 방법 연구자들이 산업 현장 전문가들을 위해 도구의 접근성과 사용성을 어떻게 향상시킬 수 있는가?
• RQ4 기관 간 및 산업 간 협업은 형식적 방법의 수용을 가속화하는 데 어떤 역할을 하는가?
• RQ5 연구 공동체는 어떻게 경쟁에서 공동 영향으로의 초점을 전환하여 실무에서의 형식적 방법 발전에 기여할 수 있는가?

주요 결과

• 핵심 문제는 형식적 방법 도구의 기술적 불성숙이 아니라, 이미 비즈니스적 문제를 해결할 수 있는 능력을 지녔다는 점이다.
• 주요 장벽은 이론적 혁신과 경쟁에 초점을 맞추는 연구 공동체의 태도에 있으며, 사용성, 통합, 협업에 대한 관심이 부족하기 때문이다.
• 산업 현장 전문가들은 형식적 방법을 너무나 복잡하고 자신의 워크플로에서 떨어져 있으며, 학습 곡선에 비해 가치가 없다고 인식하는 경우가 많다.
• 성공적인 수용은 알고리즘적 또는 도구적 개선만으로는 부족하며, 신뢰, 소통, 공통 목표 등의 인간적 요소에 더 크게 의존한다.
• 산업 파artner와의 협업적, 공동 설계 접근 방식은 도구 수용과 장기적 통합 가능성을 크게 높인다.
• 학술 평가 지표를 인용 수에서 산업적 영향으로 전환하면 학계의 인centive가 실제 적용과 더 잘 일치하게 된다.