ソフトウェア開発における形式的工学手法

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11694173
• Research Institution: Hosei University
• Principal Investigator: 劉 少英 法政大学, 情報科学部, 教授 (90264960)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大場 充 広島市立大学, 情報科学部, 教授 (50264966) ; 荒木 啓二郎 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 教授 (40117057) ; 玉井 哲雄 東京大学, 教養学部, 教授 (60217172) ; 新井 紀子 国立情報学研究所, 情報学基礎研究系・情報数理研究部門, 助教授 (40264931)
• Keywords: SOFL / Formal Engineering Methods / Workflow / Formal Specification / To-down design / Object-Oriented Design / Specification Transformation / Software tool

Research Abstract

平成13年度には、ソフトウェア開発における形式工学手法SOFLを実際なシステム開発への応用をさらに広げるために、以下の四つの研究を行った。第一、SOFLを用いてネットワークLANの構築の例を通じて工業製品を製造するワークフローの定義技術を研究した。この技術では、生産性を高めるためのワークフローの定義の親和性と厳密性を向上させることができ、生産プロセスの制御もツールの支援によりできる。第二、SOFLをオブジェクト指向システム開発に適用するために、UML(Unified Modeling Language)と統語して、ソフトウェア設計における構造化-オブジェクト指向手法を研究した。この手法により、ソフトウェアの設計の複雑度を減少し、設計仕様の親和性も改善できる。更に、オブジェクト指向設計方法論に必要なオブジェクトの発見という一番大きい難問を解決する一つの有効な方法を確立した。第三、WWWを利用して新しいSOFL形式仕様を公表するために、SOFLのモジュールからXML文章への自動変換システムを開発した。このシステムでは、モジュールの宣言はXML文章のDTDに変換し、プロセスや函数の形式的仕様をXMLの本体へ変換することができる。さらに、このシステムにより、WWWに基づいた分散ソフトウェアプロジェクトの開発も支援することができる。最後に、形式的手法の分野でまだ深く研究していない「プロトタイピング(Prototyping)と形式的手法」の課題を検討した。どのようにプロトタイピングというソフトウェア開発の技術と形式的仕様記述手法を利用したらソフトウェア開発の生産性と正確性を向上させることができるかを解明するには、12年度まで開発したSOFLの支援ツールのプロトタイピング(prototype)を基づいて、SOFL自身を利用してSOFLのGUIやモジュールの自動生成するツールやSOFL仕様からJavaプログラムへの変換など機能を持っている支援ツールを設計し、それぞれの関連するルールを研究した。この結果、形式的仕様記述言語で複雑的なソフトウェアを開発には、正しい機能要求を獲得するために、最初にプロトタイピングを用いてシステムのGUIや簡単な機能を実現し、この結果によりまた形式的仕様記述言語でシステム全体の機能を正式に設計する方法は、高い信頼性を持つシステムの開発には有効であることを明らかになった。

Research Products

• [Publications] Shaoying Liu, Jin Song Dong: "Module and Class in SOFL"Second Asia-Pacific Conference on Quality Software. Dec.10-11. 241-245 (2001)
• [Publications] Takaaki Nakano, Shaoying Liu: "Improving Software Process Quality Using Formal Engineering Methods"ソフトウェア工学の基礎. 26・VIII. 163-166 (2001)
• [Publications] Shaoying Liu: "Formal Engineering Methods for Information Systems Development"INFORMATION 2002. (2002)
• [Publications] Jeff Offutt, Roger Alexander, Ye Wu, Quansheng Xiao: "A Fault Model for Subtype Inheritance and Polymorphism"The Twelfth IEEE International Symposium on Software Reliability Engineering. ISSRE '01. 84-93 (2001)
• [Publications] Zhenyi Jin, Jeff Offutt: "Deriving Tests From Software Architectures"The Twelfth IEEE International Symposium on software Reliability Engineering. ISSRE '01. 308-313 (2001)
• [Publications] Shaoying Liu: "Introduction to SOFL : A Formal Engineering Methods for Software Development"Springer-Verlag. 356 (2002)