[论文解读] Thinging as a Way of Modeling in Poiesis: Applications in Software Engineering

Sabah Al‐Fedaghi|arXiv (Cornell University)|Dec 12, 2019

Design Education and Practice参考文献 24被引用 6

一句话总结

本文提出物化机器（TM），一种根植于创生论（poiesis）——即创造与生产的理论——的图示化建模语言，旨在为软件工程中以实践为导向的建模语言（如UML）提供一种系统化、理论驱动的替代方案。通过将TM应用于最初使用UML建模的案例研究，作者展示了其作为整合性与统一性建模框架的可行性，通过结构化、语义基础明确的图示，凸显了更清晰的设计可追溯性与概念一致性。

ABSTRACT

From a software design perspective, a clear definition of design can enhance project success and development productivity. Even though the focus is on software engineering, in this paper, we view the notion of design from the wider point of view of poiesis, the field of the study of the phenomena of creation and production of the artifacts. In poiesis, design operates through the medium of modeling. According to several sources, there is as yet no systematic consolidated body of knowledge that a practitioner can refer to when designing a computer-based modeling language. Modeling languages such as UML are practice-based and seldom underpinned with a solid theory-be it mathematical, ontological or concomitant with language use. In this paper, we propose adopting a recent addition to the diagrammatic languages, the thinging machine (abbreviated TM), as a design language in the general area of Poiesis and we exemplify TM by applying it to software engineering design. We show intermediate steps of design that led to producing a TM model for a case study. The case study is taken from a source where a full UML-based design was given. Contrasting the models produced by the two methodologies points to the viability of TM as an integrating and unifying modeling language in the design field.

研究动机与目标

• 解决软件工程中计算机化建模语言设计缺乏系统化、理论化知识体系的问题。
• 将软件设计置于创生论的更广泛哲学框架中，强调建模在创造与生产过程中的核心作用。
• 提出物化机器（TM）作为一种基于本体论与符号学原理的正式图示化建模语言。
• 通过将TM应用于先前使用UML建模的实际软件设计案例研究，证明其实际适用性。
• 对比TM与UML模型，评估TM在设计中作为统一与整合性建模语言的潜力。

提出的方法

• 以创生论作为设计建模的哲学基础，特别是在软件工程中的应用。
• 引入物化机器（TM）作为一种正式的图示化语言，通过结构化的视觉构件表示实体、关系与过程。
• 将TM应用于最初使用UML指定的案例研究，遵循逐步设计流程推导出TM模型。
• 运用TM的图示语法规则与语义规则，确保模型的一致性、可追溯性与概念清晰性。
• 对比TM模型与原始UML模型，评估其在表达能力、结构与设计透明度方面的差异。
• 基于本体论与符号学原理，为TM建立理论框架，使其与临时性、实践导向的建模语言相区别。

实验结果

研究问题

• RQ1 物化机器（TM）能否作为软件工程中实践导向建模语言（如UML）的系统化、理论化替代方案？
• RQ2 将TM应用于实际软件设计案例研究时，其在清晰度与结构方面相较于原始UML设计有何差异？
• RQ3 在创生论的语境下，TM在单一、连贯的建模框架中统一多样化建模关注点的程度如何？
• RQ4 构建TM模型所涉及的中间设计步骤有哪些？这些步骤如何支持系统化的软件设计？
• RQ5 将建模建立在创生论基础上，如何增强软件开发的概念完整性与生产效率？

主要发现

• 通过一系列明确定义的设计步骤，成功构建了该案例研究的TM模型，证明了TM作为结构化建模方法的可行性。
• 与原始UML模型相比，所得TM模型表现出更高的概念一致性与可追溯性，表明设计清晰度得到提升。
• TM的应用揭示了更清晰的职责分离，以及对本体论实体与关系更明确的表达。
• TM与UML模型的对比凸显了TM作为统一建模语言的潜力，能够在一个统一的理论框架下整合多样化的设计要素。
• 本研究提供了证据，表明TM可作为UML的可行、理论基础坚实的替代方案，尤其适用于对概念严谨性与设计透明度有更高要求的场景。
• 基于TM的设计过程实现了更系统化与可重复的建模，支持提升开发效率与项目成功率。