正常シナリオを用いた例外シナリオの導出支援

正常シナリオを用いた
例外シナリオの導出支援
立命館大学大学院理工学研究科
ソフトウェア工学研究室
首藤寛樹
2006/10/26
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Software Engineering Laboratory.
背景
• 要求分析活動においてシナリオは有効
– ソフトウェアの振る舞いを定義
– 利用者自身による妥当性確認を支援
• 正常シナリオの他に，例外や代替等もシナリオとし
て記述する必要がある
• 例外や代替の導出には，主にブレインストーミング
が用いられる
2006/10/26
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Software Engineering Laboratory.
問題点
• 例外や代替は正常シナリオに比べると思いつきにく
く，シナリオを用意しにくいという特徴がある
• 例外や代替の導出が不完全なまま開発工程が進
むと，手戻りが発生し開発コストが増大する
2006/10/26
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Software Engineering Laboratory.
本研究の目的
正常シナリオを用いた
例外シナリオの導出支援手法を提案
・例外事象の導出プロセス
対処方法を用意すべき例外事象の選択
・対処方法の作成プロセス
例外事象への対処方法を正常シナリオとは別に
イベント列として記述することによって明確化
・シナリオと対処方法の結合プロセス
正常シナリオと対処方法を結合することによって
対処方法の妥当性確認を支援
2006/10/26
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Software Engineering Laboratory.
シナリオ
• ある状況に限定したシステムの具体的な動作例
• 利用者が目的を達成するためにシステムや他の利
用者と協調して行う振る舞いを時系列に沿って記述
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Software Engineering Laboratory.
シナリオ記述言語SLAF
• 機械処理可能なシナリオを記述可能
• 構成
– タイトル
– 視点（イベント文を捉える際の立場）
– イベント文列
• イベント文
• 時間的順序（順接，選択，繰り返し，並行同期）
– 事前条件・事後条件
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Software Engineering Laboratory.
シナリオ記述言語の処理系の機能
・SLAFで記述されたシナリオのイベント文は，助詞を参考
に表層の表現に依存しない内部表現に変換可能
・内部表現から視点の異なるシナリオの生成も可能
・・・
・・・
・・・
・・・
・・・
・・・
シナリオ
内部表現
ユーザ視点のシナリオ
システム視点のシナリオ
イベント文の解析の例
動作概念＝DFLOW
ユーザはシステムにウェブサイト名を入力する
Source格＝ユーザ（Human型)
Goal格＝システム(Function型）
object格＝ウェブサイト名
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Software Engineering Laboratory.
シナリオの例
視点
2006/10/26
[ウェブ上で株式を購入する]
タイトル
[ユーザ，システム]{
ユーザはシステムにウェブサイト名を入力する
システムはウェブサイトに接続する
システムはウェブサイトの制御を保持する
ユーザはウェブサイトから株式情報を得る
ユーザはウェブサイト上で株式を購入する
システムはウェブサイトから応答を得る
システムはユーザのポートフォリオ情報を更新する
システムはポートフォリオを表示する
}
イ
ベ
ン
ト
文
列
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Software Engineering Laboratory.
用語の定義
• 正常シナリオ
– 目標を達成できる最も一般的なシナリオ
• 例外事象
– イベントの生起を失敗させるアクシデント
• 例外イベント列
– 例外事象が発生した際の対処を記したイベント列
• 例外シナリオ
– 例外事象が発生した際のシナリオ
– 本研究では，例外時の振る舞いの妥当性確認を容易に
するため，正常シナリオと例外イベント列を結合すること
によって例外シナリオを作成．
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Software Engineering Laboratory.
例外事象の分類と導出支援対象
• 例外事象の分類
– 情報システムに依存した任意のドメインで起こりうる一般
的な例外事象
– ドメインに依存した例外事象
– システムに依存した例外事象
• 本研究の導出支援対象
– 一般的な例外事象
• 様々なドメインのシナリオに手法を適用可能
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Software Engineering Laboratory.
手法の全体像
①
例外事象
の導出
正常シナリオ
動作概念
例外事象テンプレート
例外事象
データベース
例外事象の案
例外事象，正常シナリオ
ユーザ
例外イベント列
②
例外イベント列
の作成
正常シナリオ，
例外イベント列
例外シナリオ
2006/10/26
例外事象，格の型情報
例外イベント列
テンプレート
例外イベント列
データベース
③
シナリオと
例外イベント列
の結合
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Software Engineering Laboratory.
①例外事象の導出プロセス
• 正常シナリオ内のイベント文を解析し，例外事象の
案をユーザに提示し選択してもらうことによって例外
事象の導出を支援するプロセス（手順１～４）
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Software Engineering Laboratory.
①例外事象の導出プロセス-手順１手順１：正常シナリオ内のイベント文から
動作概念を抽出する
[ウェブ上で株式を購入する]
[ユーザ，システム]
{
ユーザはシステムにウェブサイト名を入力する
システムはウェブサイトに接続する
システムはウェブサイトの制御を保持する
ユーザはウェブサイトから株式情報を得る
ユーザはウェブサイト上で株式を購入する
システムはウェブサイトから応答を得る
システムはユーザのポートフォリオ情報を更新する
ユーザはシステムからポートフォリオを表示される
}
内部表現
動作概念＝DFLOW
Source格＝ユーザ（Human型)
Goal格＝システム(Function型）
object格＝ウェブサイト名
入力された正常シナリオ
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Software Engineering Laboratory.
①例外事象の導出プロセス-手順２手順２：抽出した動作概念を用いてユーザへ提示用の
例外事象テンプレートを取得する
抽出した動作概念
DFLOW
動作概念＝DFLOW
・ (Source)からの(object)に抜け・誤りがあった場合
・一定時間，(Source）からのアクションがなかった場合
動作概念＝SELECT
・ (Source)が誤った選択をした場合
動作概念＝CHECK
・ (CHECK)される(object)に誤りがあった場合
2006/10/26
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Software Engineering Laboratory.
①例外事象の導出プロセス-手順３手順３：テンプレート内の抜けている格をイベント文の格情報を
用いて補完し，例外事象の案を作成
手順２で得たテンプレート
・ (object)に抜け・誤りがあった場合
・一定時間，(Source）からのアクションがなかった場合
イベント文の格情報
動作概念＝DFLOW
Source格＝ユーザ（Human型)
Goal格＝システム(Function型）
object格＝ウェブサイト名
・ウェブサイト名に抜け・誤りがあった場合
・一定時間，ユーザからのアクションがなかった場合
2006/10/26
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Software Engineering Laboratory.
①例外事象の導出プロセス-手順４手順４：ユーザに正常シナリオと共に例外事象の案を提示する。
ユーザは案の中から対処方法をシナリオとして用意すべきだと
思うものを選択する．
[ウェブ上で株式を購入する]
[ユーザ，システム]{
ユーザはシステムにウェブサイト名を入力する
システムはウェブサイトに接続する
システムはウェブサイトの制御を保持する
ユーザはウェブサイトから株式情報を得る
ユーザはウェブサイトから株式を購入する
システムはウェブサイトから応答を得る
システムはユーザのポートフォリオ情報を更新する
システムはポートフォリオを表示する
}
2006/10/26
例外事象の案
・ウェブサイト名に抜け・誤りがあった場合
・一定時間，ユーザからのアクションがなかった場合
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Software Engineering Laboratory.
②例外イベント列の作成プロセス
• 例外事象への対処方法を作成するプロセス（手順５
～７）テンプレートを用いて自動生成を行うが，ユー
ザは必要に応じて作成された例外イベント列をカス
タマイズできる．
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Software Engineering Laboratory.
②例外イベント列の作成プロセス-手順５手順５：選択された例外事象の案と格の型情報を元に，ＤＢから
例外イベント列のテンプレートを取得．テンプレート内の抜けて
いる格は元となったイベント文を用いて補完．
起こりうる例外事象
・ウェブサイト名に抜け・誤りがあった場合
・一定時間，ユーザからのアクションがなかった場合
イベント文の内部表現
動作概念＝入力する(DFLOW)
Source格＝ユーザ（Human型）
Goal格＝システム(Function型）
object格＝ウェブサイト名
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(object)に抜け・誤りがあった場合の対処
「ウェブサイト名」に抜け・誤りがあった場合の
（Source格=Human型，Goal格=Function型の場合）
例外イベント列
[ウェブサイト名に抜け・誤りがあった場合の対処]
[(object)に抜け・誤りがあった場合の対処]
[ユーザ，システム]
[(Source)，(Goal)]
event[]
event[ユーザはシステムにウェブサイト名を入力する]
condition[ウェブサイト名に抜け・誤りがあった]{
condition[(object)に抜け・誤りがあった]{
ユーザはシステムから再入力の必要性を伝えられる
(Source)は(Goal)から再入力の必要性を伝えられる
ユーザはウェブサイト名を訂正する
(Source)は(object)を訂正する
ユーザはシステムにウェブサイト名を入力する
(Source)は(Goal)に(object)を(DFLOW)
}
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Software Engineering Laboratory.
②例外イベント列の作成プロセス-手順６，
７手順６：ユーザが必要に応じてカスタマイズを行う．選択された例
外事象が複数あった場合は，選択された数だけ同じ手順を踏み例
外イベント列を作成する．
[一定時間，ユーザからのアクションがなかった場合の対処]
[ユーザ，システム]
event[ユーザはシステムにウェブサイト名を入力する]
condition[一定時間，ユーザからのアクションがなかった]{
システムは現在の状態を保存する
システムは処理を終了する
ユーザはシステムに処理を再開する旨を伝える
システムは処理を再開する
ユーザはシステムにウェブサイト名を入力する
}
同一イベント文上の異なる例外事象に対し作成された例外イベント列
手順７：正常シナリオ内の該当する動作概念を含む全てのイベ
ント文に対し，例外事例の導出及び例外イベント列の作成手順
を繰り返す．
2006/10/26
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Software Engineering Laboratory.
③シナリオと例外イベント列の結合プロセス
• 作成された例外イベント列と正常シナリオを結合し，
例外時の振る舞いの妥当性確認を行うプロセス（手
順８，９）．
2006/10/26
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Software Engineering Laboratory.
③シナリオと例外イベント列の
結合プロセス-手順８手順８：正常シナリオと例外イベント列を結合する．結合時には
制御文を用いる
[ウェブサイト名に抜け・誤りがあった場合の対処]
[ユーザ，システム]
event[ユーザはシステムにウェブサイト名を入力する]
condition[ウェブサイト名に抜け・誤りがあった]{
ユーザはシステムから再入力の必要性を伝えられる
ユーザはウェブサイト名を訂正する
ユーザはシステムにウェブサイト名を入力する
}
例外イベント列その１
[一定時間，ユーザからのアクションがなかった場合の対処]
[ユーザ，システム]
event[ユーザはシステムにウェブサイト名を入力する]
condition[一定時間，ユーザからのアクションがなかった]{
システムは現在の状態を保存する
システムは処理を終了する
ユーザはシステムに処理を再開する旨を伝える
システムは処理を再開する
ユーザはシステムにウェブサイト名を入力する
}
例外イベント列その２
[ウェブ上で株式を購入する]
[ユーザ，システム]{
ユーザはシステムにウェブサイト名を入力する
システムはウェブサイトに接続する
if(ウェブサイト名に抜け・誤りがあった)
if(ユーザはシステムにウェブサイト名を入力する)
システムはウェブサイトの制御を保持する
if(一定時間，ユーザからのアクションがなかった）
システムはウェブサイトに接続する
ユーザはウェブサイトから株式情報を得る
システムはウェブサイトに接続する
システムはウェブサイトの制御を保持する
ユーザはウェブサイトから株式を購入する
システムはウェブサイトの制御を保持する
ユーザはウェブサイトから株式情報を得る
システムはウェブサイトから応答を得る
ユーザはウェブサイトから株式情報を得る
ユーザはウェブサイトから株式を購入する
システムはユーザのポートフォリオ情報を更新する
ユーザはウェブサイトから株式を購入する
システムはウェブサイトから応答を得る
システムはポートフォリオを表示する
システムはウェブサイトから応答を得る
システムはユーザのポートフォリオ情報を更新する
} システムはユーザのポートフォリオ情報を更新する
システムはポートフォリオを表示する
} システムはポートフォリオを表示する
}
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Software Engineering Laboratory.
③シナリオと例外イベント列の
結合プロセス-手順９手順９：ビューワを用い，正常シナリオと結合された例外イベント
列を同時に表示させ，例外時の振る舞いの妥当性確認を行う
2006/10/26
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Software Engineering Laboratory.
評価と考察
•
５つのプロジェクトで使用されたシナリオに今回の手法を適
用し，評価を行った
–
–
–
–
–
•
UC02：自動車事故の支払い請求
UC05：システムを通して物を購入する
UC26：コース科目を履修登録する
UC37：オンラインショップで商品を選択する
UC39：ウェブ上で株式を購入する
評価ポイント
1.
2.
2006/10/26
開発事例で作成された一般的な例外事象のうち，何%を本手法に
よって導出できたか
開発事例で作成された例外シナリオのうち，何%を本手法によって
作成できたか
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Software Engineering Laboratory.
評価と考察
評価ポイント１
開発事例で作成された一般的な例外事象のうち，
何%を本手法によって導出できたか
例外事象の導出プロセスの評価の内訳
開発事例での
一般的な例外事象
手法で提示された
例外事象（Ａ）
（Ａ）のうち，
開発事例と一致して
いたもの
UC02
UC05
UC26
UC37
UC39
計
3
2
1
1
3
10
6
17
2
2
6
33
3
2
1
1
3
10
→ 一般的な例外事象については
もれなく導出支援することができた
2006/10/26
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Software Engineering Laboratory.
評価と考察
• 一方で，２３個（７０％）の開発事例にはない例外事
象を本手法では提示していた．
• 原因
– 全てのアクタが同じように例外を起こすと考え，例外事象
を提示していた
• 解決策
– アクタの業務への理解度を考慮した手法への改善．
– 例外事象を提示する際，イベント文中のアクタの業務へ
の理解度が高い場合は提示を行わない
2006/10/26
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Software Engineering Laboratory.
評価と考察
• Human型のアクタが複数登場する，UC05（物を購
入する）に改善策を適用
• 業務への理解度は以下のように設定
– 小：依頼者，受取人
– 大：承認者，購買担当者，決裁者，ベンダー
• 理解度大のアクタしか関らないイベント文では例外
事象の提示を行わなかった
2006/10/26
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Software Engineering Laboratory.
評価と考察
改善前
改善後
18
18
16
16
14
14
12
12
10
系列1
8
10
系列1
8
6
6
4
4
2
2
0
A
B
C
0
A
B
C
A 開発事例で作成された一般的な例外事象
B 本手法で提示された全例外事象
C Bのうち，開発事例と一致していたもの
2006/10/26
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Software Engineering Laboratory.
評価と考察
評価ポイント２
開発事例で作成された一般的な例外事象に対するシナリオのうち，
何％を本手法によって作成することができたか
自動作成後，カスタマイズ不要
５０%
自動作成後，カスタマイズ要
20%
作成に失敗
（手法で提示した振る舞いの書き換えを要した）
30%
→ 本手法によって開発事例における70%の例外シナ
リオを作成することができた
→ 失敗した30%はドメインやシステムに依存した対処
方法をとっていたため，本手法の支援対象外といえる
2006/10/26
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Software Engineering Laboratory.
まとめ
• 正常シナリオを用いた例外シナリオの導出支援手
法を提案し，評価を行った
• 具体的には，DBに格納されたテンプレートと正常シ
ナリオ内のイベント文が持つ格情報を用いて例外事
象や例外イベント列を作成した．また，例外時の振
る舞いの妥当性確認を支援するために，正常シナリ
オと例外イベント列を結合した．
• 実験によって，一般的な例外事象はもれなく導出支
援が行えることがわかった．また，開発事例で作成
された例外シナリオのうち，70%を本手法によって
作成できることがわかった．
2006/10/26
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Software Engineering Laboratory.
今後の課題
• 例外事象の導出支援プロセスの改善
• さらに多くの開発事例への適用・評価
• 手法のツール化
2006/10/26
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