A Study on Model-Driven Development Embracing Uncertainty

• Project/Area Number: 26240007
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Software
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Ubayashi Naoyasu 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (80372762)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 亀井 靖高 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (10610222) ; 福田 晃 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (80165282) ; 久住 憲嗣 九州大学, システムLSI研究センター, 准教授 (10380685)
• Research Collaborator: Kishi Tomoji ; Matsuura Saeko
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥42,120,000 (Direct Cost: ¥32,400,000、Indirect Cost: ¥9,720,000); Fiscal Year 2017: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000); Fiscal Year 2016: ¥11,570,000 (Direct Cost: ¥8,900,000、Indirect Cost: ¥2,670,000); Fiscal Year 2015: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000); Fiscal Year 2014: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
• Keywords: ソフトウェア開発効率化・ 安定化 / モデル駆動開発 / 不確かさ / インタフェース機構 / ソフトウエア開発効率化・安定化 / ソフトウェア開発効率化・安定化 / ソフトウエア開発効率化・ 安定化

Outline of Final Research Achievements

This research aimed to propose a new software engineering method embracing uncertainty. By introducing uncertainty in the world of programming language theory and formal methods, a developer can verify the integrity of design models containing uncertainty, check the traceability between the design models and code, and attach/remove the uncertainty to/from the design models or code. We proposed Archface-U, an interface mechanism for dealing with uncertainty. Using Archface-U, we can provide a model-driven development in which a developer can continue design or implementation even in the presence of uncertainty. We released iArch-U, an uncertainty-aware software development environment, as open source software from GitHub.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

昨今のシステム開発では「不確かさ」が生まれやすくなっている．20世紀型のシステム開発は効率化（企業における定型業務の機械化など）が主目的であったが，昨今のシステムはインターネットを通じた価値創造を形成する方向に発展しており，システムの利用が新たなニーズを生む．システムに対する要求仕様や設計方針をある時点で決定したとしても，すぐにその前提が成り立たなくなる．従来のソフトウェア工学では，「不確かさ」に対するサポートはリスク管理などの方法論に留まっており，設計や実装・テスト技術の中では明示的に扱われて来なかった．本研究は「不確かさ」を包容する新たなソフトウェア工学の確立を狙ったものである．

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Lugano(Switzerland)
• [Int'l Joint Research] University of Lugano(Switzerland)
• [Journal Article] Bidirectional Transformations for Self-Adaptive Systems (2019)
  • Author(s): Lionel Montrieux, Naoyasu Ubayashi, Tianqi Zhao, Zhi Jin, Zhenjiang Hu
  • Journal Title: Engineering Adaptive Software Systems 2019 Volume: - Pages: 95-114
  • DOI: 10.1007/978-981-13-2185-6_4
  • ISBN: 9789811321849, 9789811321856
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Git-based Integrated Uncertainty Manager (2019)
  • Author(s): Naoyasu Ubayashi, Watanabe Takuya, Yasutaka Kamei, Ryosuke Sato
  • Journal Title: 41st International Conference on Software Engineering (ICSE 2019), Demonstration Track, Companion Volume (採録決定) Volume: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Modular Programming and Reasoning for Living with Uncertainty (Extended Version)(Selected Paper from ICSOFT 2018) (2019)
  • Author(s): Naoyasu Ubayashi, Yasutaka Kamei, Ryosuke Sato
  • Journal Title: Communications in Computer and Information Science (CCIS), Springer (採録決定) Volume: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Can Abstraction Be Taught? Refactoring-based Abstraction Learning (2018)
  • Author(s): Naoyasu Ubayashi, Yasutaka Kamei, Ryosuke Sato
  • Journal Title: 6th International Conference on Model-Driven Engineering and Software Development (MODELSWARD 2018) Volume: - Pages: 429-437
  • DOI: 10.5220/0006604804290437
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Exploring Uncertainty in GitHub OSS Projects -When and How Do Developers Face Uncertainty?- (2018)
  • Author(s): Naoyasu Ubayashi, Hokuto Muraoka, Daiki Muramoto, Yasutaka Kamei, Ryosuke Sato
  • Journal Title: 40th International Conference on Software Engineering (ICSE 2018), Poster Track, Companion Volume Volume: - Pages: 272-273
  • DOI: 10.1145/3183440.3194966
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] iArch-U/MC: An Uncertainty-Aware Model Checker for Embracing Known Unknowns (2018)
  • Author(s): Naoyasu Ubayashi, Yasutaka Kamei, Ryosuke Sato
  • Journal Title: 13th International Conference on Software Technologies (ICSOFT 2018) Volume: - Pages: 176-184
  • DOI: 10.5220/0006889502100218
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] iArch-U: Interface-Centric Integrated Uncertainty-aware Development Environment (2017)
  • Author(s): Keisuke Watanabe, Naoyasu Ubayashi, Takuya Fukamachi, Shunya Nakamura, Hokuto Muraoka, Yasutaka Kamei
  • Journal Title: 9th International Workshop on Modelling in Software Engineering (MiSE 2017) (Workshop at ICSE 2017) Volume: - Pages: 40-46
  • DOI: 10.1109/mise.2017.7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Automated A/B Testing with Declarative Variability Expressions (2017)
  • Author(s): 渡辺 啓介, 深町 拓也, 鵜林 尚靖, 細合 晋太郎, 亀井 靖高
  • Journal Title: Computer Software Volume: 34 Issue: 4 Pages: 4_61-4_67
  • DOI: 10.11309/jssst.34.4_61
  • NAID: 130006279357
  • ISSN: 0289-6540
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Automated A/B Testing with Declarative Variability Expressions (2017)
  • Author(s): Keisuke Watanabe, Takuya Fukamachi, Naoyasu Ubayashi, Yasutaka Kamei
  • Journal Title: 10th IEEE International Conference on Software Testing, Verification, and Validation (ICST 2017) Volume: なし Pages: 387-388
  • DOI: 10.1109/icstw.2017.72
  • NAID: 130006279357
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Git連携による不確かさマネジメントシステム (2016)
  • Author(s): 深町 拓也, 鵜林 尚靖, 細合 晋太郎, 亀井 靖高
  • Journal Title: 情報処理学会 ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム2016 (SES 2016) Volume: なし Pages: 70-77
  • NAID: 170000173380
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 宣言的な可変性記述による A/B テストの自動化 (2016)
  • Author(s): 渡辺 啓介, 深町 拓也, 鵜林 尚靖, 細合 晋太郎, 亀井 靖高
  • Journal Title: 日本ソフトウエア科学会 第23回ソフトウェア工学の基礎ワークショップ (FOSE 2016) Volume: なし Pages: 93-102
  • NAID: 130006279357
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Conquering Uncertainty in Java Programming (2015)
  • Author(s): Takuya Fukamachi, Naoyasu Ubayashi, Shintaro Hosoai, Yasutaka Kamei
  • Journal Title: 37th International Conference on Software Engineering (ICSE 2015)}, poster Volume: なし Pages: 823-824
  • DOI: 10.1109/icse.2015.266
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Modularity for Uncertainty (2015)
  • Author(s): Takuya Fukamachi, Naoyasu Ubayashi, Shintaro Hosoai, Yasutaka Kamei
  • Journal Title: 7th International Workshop on Modelling in Software Engineering (MiSE 2015) (Workshop at ICSE 2015) Volume: なし Pages: 7-12
  • DOI: 10.1109/mise.2015.9
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 不確かさを包容するソフトウェア開発プロセス (2015)
  • Author(s): 深町 拓也, 鵜林 尚靖, 細合 晋太郎, 亀井 靖高
  • Journal Title: 日本ソフトウエア科学会 第22回ソフトウェア工学の基礎ワークショップ (FOSE 2015) Volume: なし Pages: 47-52
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Conquering Uncertainty in Java Programming (2015)
  • Author(s): Takuya Fukamachi, Naoyasu Ubayashi, Shintaro Hosoai, Yasutaka Kamei
  • Journal Title: 37th International Conference on Software Engineering (ICSE 2015), poster Volume: ICSE 2015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Uncertainty-aware Architectural Interface (2014)
  • Author(s): Naoyasu Ubayashi, Di Ai, Peiyuan Li, Yu Ning Li, Shintaro Hosoai, Yasutaka Kamei
  • Journal Title: 9th International Workshop on Advanced Modularization Techniques (AOAsia/Pacific 2014) (Workshop at FSE 2014) Volume: AOAsia/Pacific 2014 Pages: 4-6
  • DOI: 10.1145/2666358.2666579
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] OSSプロジェクトにおける不確かさの内容分類 (2019)
  • Author(s): 村岡 北斗, 亀井 靖高, 佐藤 亮介, 鵜林 尚靖
  • Organizer: 情報処理学会 第81回全国大会, 6N-05
• [Presentation] 不確かさ分析用公開データベースの作成に向けて (2018)
  • Author(s): 村岡 北斗, 亀井 靖高, 佐藤 亮介, 鵜林 尚靖
  • Organizer: 情報処理学会ソフトウェア工学研究会 ウィンターワークショップ2018・イン・宮島
• [Presentation] 不確かさに着目したrevertコミット分析 (2018)
  • Author(s): 村岡 北斗, 亀井 靖高, 佐藤 亮介, 鵜林 尚靖
  • Organizer: 情報処理学会 ソフトウェア工学研究会 研究報告 2018-SE-199, No.12
• [Presentation] OSSプロジェクトにおける不確かさに関する実証分析 ～ なぜ不確かさは生まれ、いつ解消されるのか？ ～ (2017)
  • Author(s): 村岡 北斗, 深町 拓也, 山下 一寛, 鵜林 尚靖, 亀井 靖高
  • Organizer: 電子情報通信学会ソフトウェアサイエンス研究会
  • Place of Presentation: 那覇
  • Year and Date: 2017-03-09
• [Presentation] 不確かさの発生過程に関する実証分析 (2017)
  • Author(s): 村岡 北斗, 深町 拓也, 山下 一寛, 鵜林 尚靖, 亀井 靖高
  • Organizer: 情報処理学会ソフトウェア工学研究会 ウィンターワークショップ2017・イン・飛騨高山
  • Place of Presentation: 高山
  • Year and Date: 2017-01-19
• [Presentation] Modular Software Development for Dealing with Uncertainty (2017)
  • Author(s): Naoyasu Ubayashi
  • Organizer: 6th Asian Workshop of Advanced Software Engineering (AWASE2017)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Git開発履歴情報に基づく不確かさの可視化 (2017)
  • Author(s): 村岡 北斗, 村本 大起, 鵜林 尚靖, 亀井 靖高, 佐藤 亮介
  • Organizer: 情報処理学会 ソフトウェア工学研究会 研究報告 2017-SE-196, No.29
• [Presentation] ソフトウェア開発における不確かさに着目した OSS コミットログ解析 (2017)
  • Author(s): 村本 大起, 江 冠逹, 村岡 北斗, 深町 拓也, 鵜林 尚靖, 亀井 靖高, 佐藤 亮介
  • Organizer: 情報処理学会 ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム2017 (SES 2017)
• [Presentation] 検証付き確率的プログラムの自動生成 (2017)
  • Author(s): 中村 隼也, 渡辺 啓介, 鵜林 尚靖, 佐藤 亮介, 亀井 靖高
  • Organizer: 情報処理学会 ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム2017 (SES 2017) ワークショップ
• [Presentation] 確率的プログラムのAOPによる生成 (2017)
  • Author(s): 中村 隼也, 渡辺 啓介, 佐藤 亮介, 鵜林 尚靖, 亀井 靖高
  • Organizer: 日本ソフトウェア科学会 第34回大会
• [Presentation] An Uncertainty-Aware Model Checker Embracing Known Unknowns [Poster] (2016)
  • Author(s): Shunya Nakamura, Takuya Fukamachi, Naoyasu Ubayashi, Yasutaka Kamei, Shintaro Hosoai
  • Organizer: 35th International Conference on Conceptual Modeling (ER 2016)
  • Place of Presentation: 岐阜
  • Year and Date: 2016-11-14
• [Presentation] 不確かさを包容する統合開発環境iArch-U (2016)
  • Author(s): 中村 隼也, 渡辺 啓介, 深町 拓也, 鵜林 尚靖, 細合 晋太郎, 亀井 靖高
  • Organizer: 情報処理学会ソフトウェア工学研究会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2016-07-13
• [Presentation] LTSA連携による不確かさを包容した自動モデル検査 (2016)
  • Author(s): 中村 隼也, 深町 拓也, 鵜林 尚靖, 細合 晋太郎, 亀井 靖高
  • Organizer: 情報処理学会ソフトウェア工学研究会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2016-03-14
• [Presentation] An Empirical Study of Uncertainty in OSS Projects (2016)
  • Author(s): Kazuhiro Yamashita, Guanda Jiang, Takuya Fukamachi, Yasutaka Kamei, Naoyasu Ubayashi:
  • Organizer: 23rd IEEE International Conference on Software Analysis, Evolution, and Reengineering (SANER 2016), poster
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2016-03-14
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] An Empirical Study of Uncertainty in GIMP Project (2016)
  • Author(s): Kazuhiro Yamashita, Guanda Jiang, Takuya Fukamachi, Yasutaka Kamei, Naoyasu Ubayashi
  • Organizer: 7th IEEE International Workshop on Empirical Software Engineering in Practice (IWESEP 2016) (Co-located with SANER 2016), poster
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2016-03-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 不確かさを抱擁するモデル駆動開発 (2016)
  • Author(s): 鵜林 尚靖
  • Organizer: 電子情報通信学会知能ソフトウェア工学研究会
  • Place of Presentation: 由布院
  • Year and Date: 2016-03-03
  • Invited
• [Presentation] Git を用いた不確かさのマネジメント (2016)
  • Author(s): 深町 拓也, 鵜林 尚靖, 細合 晋太郎, 亀井 靖高
  • Organizer: 電子情報通信学会知能ソフトウェア工学研究会
  • Place of Presentation: 由布院
  • Year and Date: 2016-03-03
• [Presentation] AspectJによる不確かさを包容した単体テスト環境 (2016)
  • Author(s): 渡辺 啓介, 深町 拓也, 鵜林 尚靖, 細合 晋太郎, 亀井 靖高
  • Organizer: 電子情報通信学会知能ソフトウェア工学研究会
  • Place of Presentation: 由布院
  • Year and Date: 2016-03-03
• [Presentation] 不確かさを包容するテスト支援 (2016)
  • Author(s): 渡辺 啓介, 深町 拓也, 鵜林 尚靖, 細合 晋太郎, 亀井 靖高, 渡邉 卓也
  • Organizer: 情報処理学会ソフトウェア工学研究会 ウィンターワークショップ2016・イン・逗子
  • Place of Presentation: 葉山
  • Year and Date: 2016-02-04
• [Presentation] コミットログを用いたOSS 開発における不確かさに関する実証分析 (2016)
  • Author(s): 山下 一寛, 江 冠達, 亀井 靖高, 鵜林 尚靖
  • Organizer: 電子情報通信学会ソフトウェアサイエンス研究会
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2016-01-25
• [Presentation] 不確かさを包容した開発プロセスとその支援環境iArch-U (2015)
  • Author(s): 深町 拓也, 鵜林 尚靖, 細合 晋太郎, 亀井 靖高
  • Organizer: 情報処理学会ソフトウェア工学研究会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2015-07-22
• [Presentation] 不確かさを包容するソフトウェア工学 (2015)
  • Author(s): 鵜林 尚靖
  • Organizer: 電子情報通信学会ソフトウェアサイエンス研究会
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 2015-05-11
  • Invited
• [Presentation] 不確かさを包容するJavaプログラミング環境 (2015)
  • Author(s): 深町 拓也, 鵜林 尚靖, 細合 晋太郎, 亀井 靖高
  • Organizer: 情報処理学会ソフトウェア工学研究会
  • Place of Presentation: 東京都
  • Year and Date: 2015-03-12 – 2015-03-13
• [Presentation] Uncertainty-Aware Programming (2015)
  • Author(s): Takuya Fukamachi, Naoyasu Ubayashi, Shintaro Hosoai, Yasutaka Kame
  • Organizer: 3rd InternationalWork- shop on Open and Original Problems in Software Language Engineer- ing (OOPSLE 2015) (Workshop at SANER 2015)
  • Place of Presentation: Montreal
  • Year and Date: 2015-03-06
• [Presentation] 不確かさを抱擁するソフトウェア開発 (2015)
  • Author(s): 深町 拓也, 鵜林 尚靖, 細合 晋太郎, 亀井 靖高
  • Organizer: 情報処理学会ソフトウェア工学研究会 ウィンターワークショップ2015・イン・宜野湾
  • Place of Presentation: 沖縄県宜野湾市
  • Year and Date: 2015-01-22 – 2015-01-23
• [Presentation] 不確かさを包容するJavaプログラミング・テスト環境 (2014)
  • Author(s): 深町 拓也, 鵜林 尚靖, 亀井 靖高
  • Organizer: 日本ソフトウエア科学会 第21回ソフトウェア工学の基礎ワークショップ (FOSE 2014), ポスター
  • Place of Presentation: 鹿児島県霧島市
  • Year and Date: 2014-12-11 – 2014-12-13
• [Book] ソフトウェア工学 (2017)
  • Author(s): 平山 雅之, 鵜林 尚靖
  • Total Pages: 256
  • Publisher: オーム社
• [Remarks] 不確かさを抱擁するソフトウェア開発環境 iArch-U
  • URL: http://posl.github.io/iArch/
• [Remarks] POSL Research Group（研究室ホームページ）
  • URL: http://posl.ait.kyushu-u.ac.jp/
• [Remarks] iArch-U 公式Webサイト
  • URL: http://posl.github.io/iArch/
• [Remarks] POSL Research Group
  • URL: http://posl.ait.kyushu-u.ac.jp/