[논문 리뷰] Software (Re-)Engineering with PSF

Bob Diertens|ArXiv.org|2007. 12. 18.

Advanced Software Engineering Methodologies참고 문헌 14인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 소프트웨어 재공학 및 아키텍처 명세를 위해 프로세스 명세 형식(PSF)을 사용함을 보여주며, ToolBus 조율 아키텍처를 사용하여 PSF 컴파일러를 재구조화하는 데 적용한다. PSF에서 컴포넌트와 그 상호작용을 모델링함으로써 저자들은 아키텍처 명세를 추출하고, 병렬 컴파일러를 구축하며, 시뮬레이션과 애니메이션을 통해 검증함으로써 PSF가 다양한 추상 수준에서 모듈화 가능하고 분석 가능하며 시각화 가능한 시스템 설계를 가능하게 한다는 것을 보여준다.

ABSTRACT

This paper investigates the usefulness of PSF in software engineering and reengineering. PSF is based on ACP (Algebra of Communicating Processes) and as some architectural description languages are based on process algebra, we investigate whether PSF can be used at the software architecture level, but we also use PSF at lower abstract levels. As a case study we reengineer the compiler from the Toolkit of PSF.

연구 동기 및 목표

• 소프트웨어 공학 및 재공학에서 PSF의 유용성을 다양한 추상 수준(시스템 아키텍처 및 컴포넌트 조율 포함)에서 평가하기 위해.
• 복잡한 시스템의 조율 및 컴포넌트 상호작용을 모델링함으로써 PSF가 아키텍처 기술 언어(ADL)로 기능할 수 있는지 조사하기 위해.
• 기존 컴파일러를 ToolBus 응용 프로그램으로 명세화함으로써 재공학을 시연하기 위해.
• 아키텍처 명세 및 PSF 컴포넌트의 재사용을 통해 병렬 컴파일러를 구축할 수 있도록 하기 위해.
• 검증 및 이해를 위한 시뮬레이션과 애니메이션을 통해 접근법을 검증하기 위해.

제안 방법

• 툴 어댑터 및 툴-ToolBus 간 상호작용를 위한 데이터 유형, 변환 함수, 통신 원시 기능을 포함한 ToolBus 내부 요소의 PSF 라이브러리 정의하기.
• PSF 라이브러리를 사용하여 ToolBus 응용 프로그램으로서 PSF 컴파일러를 명세화하고, 구문 분석, 정규화, 컴파일 단계의 프로세스를 모델링하기.
• PSF의 시뮬레이션 및 애니메이션 기능을 사용하여 프로세스 상호작용 및 통신 흐름을 검증하고 시각화하기.
• PSF 명세에서 아키텍처 명세를 추출하여 병렬 컴파일러 설계를 안내하기.
• Perl로 병렬 컴파일러를 구현하고, ToolBus를 사용하여 다수의 구문 분석 및 정규화 프로세스를 조율하기.
• 기존의 PSF 명세 및 구현을 재사용하여 병렬 버전을 구축함으로써 일관성과 모듈성을 확보하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 PSF는 소프트웨어 재공학에서 아키텍처 수준 및 구현 수준에서 효과적으로 사용될 수 있는가?
• RQ2 ToolBus 조율 모델과 결합했을 때 PSF는 어느 정도 아키텍처 기술 언어(ADL)로 기능할 수 있는가?
• RQ3 PSF와 ToolBus의 사용이 명세 재사용과 모듈성 덕분에 병렬 컴파일러 개발을 어떻게 지원하는가?
• RQ4 네이티브 구현 대비 ToolBus를 사용한 조율 시 성능 오버헤드는 어느 정도인가?
• RQ5 PSF의 시뮬레이션과 애니메이션은 복잡한 시스템 행동에 대한 검증 및 이해를 위해 얼마나 효과적인가?

주요 결과

• ToolBus 기반 조율을 포함한 PSF 컴파일러 명세는 명확한 아키텍처 모델을 추출하는 데 기여하였으며, 이는 병렬 버전 설계를 안내하는 데 기여하였다.
• 원래의 ToolBus 기반 버전(M1: 11.6초 대비 12.8초)보다 병렬 컴파일러가 더 좋은 성능을 보였지만, 통신 오버헤드로 인해 네이티브 PSF 컴파일러보다는 빠르지 않았다.
• 구 konfiguration M4에서 병렬 컴파일러는 네이티브 PSF 컴파일러를 앞서는 성능(11.6초 대비 12.8초)을 보였으며, 이는 통신 비용이 관리 가능한 경우 병렬화의 이점이 실현 가능하다는 것을 시사한다.
• PSF의 시뮬레이션 및 애니메이션 기능 사용은 프로세스 상호작용에 대한 깊은 통찰을 제공하였으며, 정적 코드나 명세 검토만으로는 달성하기 어려운 이해 수준을 향상시켰다.
• PSF의 모듈화 및 매개변수화된 성격 덕분에 컴포넌트 명세의 효과적인 재사용이 가능했으며, 최소한의 재작업으로 병렬 컴파일러를 구축하는 데 기여하였다.
• PSF 내의 ToolBus 라이브러리는 조율 로직과 컴포넌트 행동 간의 청결한 분리를 가능하게 하여, 영구적이고 확장 가능한 시스템 설계를 지원하였다.