[논문 리뷰] Quantifying Technical Debt: A Systematic Mapping Study and a Conceptual Model

Judith Perera, Ewan Tempero외 2명|arXiv (Cornell University)|2023. 03. 12.

Software Engineering Research인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 소프트웨어 개발에서 기술 부채(TD)를 정량화하는 다양한 접근 방식을 통합하고 표준화하기 위해 개념 모델인 기술 부채 정량화 모델(TDQM)을 제안한다. 39개의 TD 정량화 접근 방식을 공통 프레임워크인 TDQM 접근 방식 비교 매트릭스를 통해 매핑함으로써 체계적인 비교를 가능하게 하고, '이자'와 '리팩터링 비용'과 같은 핵심 개념을 드러내며, '신규 코드 비용'과 '다시 작업 비용'과 같은 미비하게 다뤄진 분야를 밝혀내어 보다 통합적인 기술 부채 관리 결정을 지원한다.

ABSTRACT

To effectively manage Technical Debt (TD), we need reliable means to quantify it. We conducted a Systematic Mapping Study (SMS) where we identified TD quantification approaches that focus on different aspects of TD. Some approaches base the quantification on the identification of smells, some quantify the Return on Investment (ROI) of refactoring, some compare an ideal state with the current state of a software in terms of the software quality, and some compare alternative development paths to reduce TD. It is unclear if these approaches are quantifying the same thing and if they support similar or different decisions regarding TD Management (TDM). This creates the problem of not being able to effectively compare and evaluate approaches. To solve this problem, we developed a novel conceptual model, the Technical Debt Quantification Model (TDQM), that captures the important concepts related to TD quantification and illustrates the relationships between them. TDQM can represent varied TD quantification approaches via a common uniform representation, the TDQM Approach Comparison Matrix, that allows performing useful comparisons and evaluations between approaches. This paper reports on the mapping study, the development of TDQM, and on applying TDQM to compare and evaluate TD quantification approaches.

연구 동기 및 목표

• 소프트웨어 개발에서 기술 부채(TD)를 정량화하는 기존 접근 방식을 식별하고 분석하는 것.
• 기술 부채 정량화 방법 간의 공감대 부족과 비교 가능성 부족으로 인해 효과적인 기술 부채 관리(TDM)가 저해되는 문제를 해결하는 것.
• 기술 부채 정량화의 핵심 개념과 그 관계를 포괄하는 통합 개념 모델을 개발하는 것.
• 다양한 기술 부채 정량화 접근 방식을 평가하고 대조하기 위한 표준화된 비교 프레임워크인 TDQM 접근 방식 비교 매트릭스를 구축하는 것.
• 미래 연구에서 코드 외 기술 부채 유형, 예를 들어 요구사항 부채 등에 대한 모델의 적용 가능성을 확장하는 것.

제안 방법

• 문헌에서 39개의 기술 부채 정량화 접근 방식을 식별하고 분류하기 위해 체계적 맵핑 스터디(SMS)를 수행한다.
• 기존 문헌에서 도출된 핵심 개념을 통합하여 기술 부채 정량화 모델(TDQM)을 개발한다. 이때 주로 코드 기반 기술 부채 유형(예: 코드 부채, 설계 부채, 아키텍처 부채)을 중심으로 한다.
• TDQM의 핵심 개념 정의: TD 항목, 이자, 리팩터링 비용, 신규 코드, 다시 작업, 그리고 그 상호관계.
• 정의된 개념들에 따라 다양한 정량화 접근 방식을 매핑하고 비교할 수 있는 통일된 표현 방식인 TDQM 접근 방식 비교 매트릭스를 구축한다.
• TDQM을 활용해 39개의 접근 방식(모델 이전 33개, 모델 이후 6개)을 평가하여 일관성, 커버리지 및 통찰력을 점검한다.
• 모델을 통해 '이자'와 '리팩터링 비용'에 대한 매핑 빈도가 높은 경향을 발견하고, '신규 코드 비용'과 같은 미비하게 다뤄진 분야를 밝혀낸다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 RQ1: 연구 문헌에서 어떤 기술 부채 정량화 접근 방식이 제안되었는가?
• RQ2 RQ2: 기술 부채 정량화의 핵심 개념과 관계를 포괄할 수 있는 방식으로 기술 부채 정량화를 모델링할 수 있는가?
• RQ3 RQ3: 통합된 프레임워크를 사용해 다양한 기술 부채 정량화 접근 방식을 비교하고 평가할 수 있는가?
• RQ4 RQ4: 기존 정량화 접근 방식에서 가장 자주 다뤄지는 TDQM 개념은 무엇인가?
• RQ5 RQ5: 모델이 드러내는 기술 부채 정량화에서 미비하게 다뤄지거나 미흡하게 다뤄진 요소는 무엇인가?

주요 결과

• TDQM 접근 방식 비교 매트릭스는 형태와 초점의 차이가 있음에도 불구하고 39개의 다양한 기술 부채 정량화 접근 방식에 대해 체계적이고 효율적인 비교를 성공적으로 가능하게 하였다.
• 핵심 개념인 '이자'와 '리팩터링 비용'이 각각 22건의 직접 매핑을 기록하여 현재 정량화 노력에서 핵심적인 역할을 하고 있음을 시사한다.
• TD 항목 개념은 16개의 접근 방식에서 직접 매핑되어 기술 부채 표현에서 기초적인 역할을 하고 있음을 보여준다.
• 모델은 '신규 코드 비용'과 '다시 작업 비용'—이자 개념의 구성 요소—가 아직 미비하게 다뤄지고 있음을 드러내어 현재 연구에서의 격차를 명확히 한다.
• 아키텍처 부채는 TDQM 개념 전반에 걸쳐 가장 포괄적으로 다뤄진 기술 부채 유형으로, 기존 연구에서 아키텍처 수준의 부채에 대한 집중이 있었음을 시사한다.
• 기술 부채 정량화 연구에서 가장 활발했던 연도는 2012년, 2015년, 2016년이었으며, 이 시기 동안 개념적 발전의 정점이 있었음을 나타낸다.