[论文解读] A Systematic Methodology for Developing Discrete Event Simulation Models of Software Development Processes

Ioana Rus, Holger Neu+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 14, 2014

Business Process Modeling and Analysis参考文献 6被引用 7

一句话总结

本文提出了一套系统化的方法论，用于构建软件开发过程的离散事件仿真（DES）模型，解决了现有非结构化建模方法中缺乏系统性方法的问题。通过将模型开发划分为过程建模、实体与事件识别、仿真配置等阶段，该方法论能够支持工程级的仿真模型，从而在软件过程改进中提供决策支持。

ABSTRACT

So far there have been several efforts for developing software process simulators. However, the approaches for developing the simulators seem to have been ad-hoc and no systematic methodology exists. Since modeling and simulation in support of software development should become more popular (and there are signs that it does), there is a need for migrating modeling from craft to engineering. This article proposes such a systematic method, focused on the development of discrete simulation-based decision models, but extensible to other modeling approaches as well.

研究动机与目标

• 解决在构建软件开发过程的离散事件仿真模型方面缺乏系统性方法的问题。
• 将软件过程建模从非正式的、基于技艺的实践转变为一种工程学科。
• 提供一种可重复、结构化的框架，用于构建支持软件过程管理决策的仿真模型。
• 通过标准化的建模阶段和组件定义，确保模型的保真度和可重用性。
• 使该方法论能够扩展至离散事件仿真以外的其他建模范式。

提出的方法

• 该方法论被划分为若干明确的阶段：过程建模、实体与事件识别、状态与属性定义，以及仿真配置。
• 它采用形式化分解方法，将软件开发过程划分为离散事件和实体，如任务、开发人员和工件。
• 该方法使用事件调度逻辑来管理仿真中的时间推进和状态转换。
• 它定义了一种基于组件的模型结构，将过程逻辑、资源行为和数据流分离，以实现模块化和可重用性。
• 该方法论通过与真实世界过程数据和操作定义的可追溯性，支持模型验证。
• 它提供了基于实证过程数据选择合适仿真参数和初始条件的指导原则。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何开发一种系统化、可重复的方法论，用于构建软件开发过程的离散事件仿真模型？
• RQ2 将非正式的过程描述转化为可执行仿真模型，所需的关键组件和阶段是什么？
• RQ3 如何在不同软件开发环境中确保模型的保真度和可重用性？
• RQ4 该方法论在软件过程改进中如何支持决策制定？
• RQ5 该方法论在多大程度上可扩展至离散事件仿真以外的其他建模方法？

主要发现

• 所提出的的方法论为开发离散事件仿真模型提供了一套结构化、分阶段的方法，减少了对非正式建模技术的依赖。
• 通过将过程分解为事件、实体和状态，该方法论提升了模型的清晰度和可维护性。
• 该框架支持从真实过程数据到仿真组件的可追溯性，从而提高了模型的有效性。
• 该方法论支持在不同团队和项目中实现一致的模型开发，促进了重用和标准化。
• 该方法论可轻松扩展至其他建模范式，如基于代理的建模或系统动力学建模，仅需少量调整。
• 该方法论已在实际中得到验证，通过其在ProSim 2003研讨会背景下的应用，证明了其可行性和实用性。