[论文解读] Cognitive Effort in Collective Software Design: Methodological Perspectives in Cognitive Ergonomics

Françoise Détienne, Jean‐Marie Burkhardt+1 more|arXiv (Cornell University)|Nov 30, 2006

Design Education and Practice参考文献 11被引用 6

一句话总结

本文提出了一种认知人体工程学框架，用于衡量集体软件设计中的认知努力，整合了实证方法以分析技术评审和开源开发中类似RFC的流程中的团队互动。结果表明，对认知与协作活动进行建模可更准确地估算设计工作量与产品质量，为实证软件工程提供了方法论工具。

ABSTRACT

Empirical software engineering is concerned with measuring, or estimating, both the effort put into the software process and the quality of its product. We defend the idea that measuring process effort and product quality and establishing a relation between the two cannot be performed without a model of cognitive and collective activities involved in software design, and without measurement of these activities. This is the object of our field, i.e. Cognitive Ergonomics of design. After a brief presentation of its theoretical and methodological foundations, we will discuss a cognitive approach to design activities and its potential to provide new directions in ESE. Then we will present and discuss an illustration of the methodological directions we have proposed for the analysis and measurement of cognitive activities in the context of collective software design. The two situations analysed are technical review meetings, and Request For Comments-like procedures in Open Source Software design.

研究动机与目标

• 为弥合实证软件工程（ESE）中的空白，通过将认知与集体活动模型整合到工作量与质量测量中。
• 建立分析协作软件设计过程中认知活动的方法论基础。
• 探讨认知人体工程学如何改善现实世界软件开发环境中设计工作量与产品质量的估算。
• 通过技术评审会议和开源软件项目中类似RFC的流程的案例研究验证该方法。
• 提供一个将认知努力与集体设计环境中的软件质量结果相联系的框架。

提出的方法

• 采用认知人体工程学作为理论基础，对软件设计团队中的心理负荷与协作动态进行建模。
• 采用观察与定性分析技术，捕捉技术评审会议期间的认知活动。
• 应用方法论框架，分析开源软件开发中的请求意见（RFC）类流程。
• 通过结构化数据收集，将认知努力映射到具体的设计活动与决策点。
• 将实地研究的发现整合到协作环境中测量与评估认知努力的方法论模型中。
• 提出一种系统性方法，将可观察的团队行为与软件设计中的潜在认知过程相关联。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何系统性地衡量与建模集体软件设计中的认知努力？
• RQ2 哪些方法论途径能够实现将认知与集体活动整合到实证软件工程中？
• RQ3 技术评审会议与类似RFC的流程如何反映开源软件开发中的认知努力？
• RQ4 协作环境中认知努力与软件设计质量之间存在何种关系？
• RQ5 认知人体工程学如何为软件工程中更准确地估算工作量与产品质量提供支持？

主要发现

• 集体软件设计中的认知努力显著受协作互动结构与动态的影响，例如技术评审中的互动。
• 开源开发中的类似RFC的流程作为结构化机制，可有效分配与管理团队的认知负荷。
• 该方法论框架能够识别团队设计过程中高努力的认知活动，如决策论证与冲突解决。
• 通过观察与认知人体工程学方法测量认知努力，可比单纯的工作量估算提供更深入的软件设计质量洞察。
• 将认知建模整合到ESE中，可提高协作软件开发中工作量与质量预测的准确性。
• 实地研究证实，认知人体工程学方法在分析现实世界软件设计实践方面具有可行性与信息价值。