Знання-орієнтована інформаційна технологія для управління варіабельністю на етапі доменного аналізу у розробці програмного забезпечення

Abstract

The subject matter of this paper is a research of issues related to the variability management at the stage of domain analysis (DA) in the full life cycle (FLC) of software products line (SPL). The main goal of this research work is the elaboration of a new knowledge-based information technology to support a variability management in DA as a most complex and weak-formalized stage in FLC of SPL. In order to reach this goal the following tasks were formulated and resolved: to analyze the variability issues in FLC on the example of the modern agile-development approach-in the Scrum-methodology; to study how the methods of knowledge handling can be used to support some users and domain-experts activities withinthe DA phase with respect to software variability modeling; to make the motivated choice of the suitable CASE-tools to elaborate an appropriate IT solution to support the knowledge-oriented approach to DA; to present this IT-solution in a structured form,to consider some its implementation issues, and to discuss the first testing results. The methodsused in this research are: domain-driven design approach to software development, repertory grids method and ontologies for expert’s knowledge handling, IDEF0 notation for specification of the proposed IT solution, feature-oriented domain analysis (FODA) for variability modeling. Conclusions:the results of this research shownthat the special attention has to be paid to the DA in a FLC, especially with usage of knowledge-based methods. To perform this process in an effective way the repertory grids method is motivated chosen and analyzed. To support the usage of this method in DA the proposal is made to elaborate the special IT-solution using some already available CASE-tools. The essentials functionality features of two such systems: GridSuite and SOVA (Semantical and Ontological Variability Analysis) are considered, and basing on this result, the integrated IT-solution is elaborated and presented in form of the IDEF0 diagram. Finally, the main technological facets of these tools installation are studied and tested, and the test-case to show the possibility to generate the FODA-variability model for the “Smart-Home” application domain is provided.Предметом даної роботи є дослідження, пов’язаних з управлінням варіабельністю на етапі доменного аналізу (ДА) у повному життєвому циклі (ПЖЦ) лінійки програмних продуктів (ЛПП). Основною метою цієї дослідницької роботи є розробка нової інформаційної технології, заснованої на знаннях, для підтримки управління варіабельністю в ДА як у найскладнішому та слабко-формалізованому етапі в ПЖЦ ЛПП. Для досягнення цієї мети були сформульовані та вирішені наступні завдання: проаналізувати проблеми варіабельності у ПЖЦ на прикладі сучасного підходу до гнучкої розробки - у методології Scrum; вивчити, якметоди обробки знань можуть бути використані для підтримки діяльності користувачів та експертів доменів на етапі ДА з урахуванням моделювання варіабельності програмного забезпечення; зробити мотивований вибір CASE-інструментів для розробки відповідного ІТ-рішення для підтримки знання-орієнтованого в ДА; представити це ІТ-рішення у структурованій формі, розглянути деякі питання його впровадження та обговорити перші результати тестування. Методи, що використовуються в цьому дослідженні: проблемно-орієнтований підхід до розробки програмного забезпечення; метод репертуарних сіток та онтології для обробки знань експертів, нотація IDEF0 для специфікації запропонованого ІТ-рішення, орієнтований на функції доменний аналіз (FODA) для моделювання варіабельності в ЛПП. Висновки:результати цього дослідження показали, що особлива увага повинна бути приділена ДА в ПЖЦ, зокрема, із застосуванням знання-орієнтованих методів. Для ефективного проведення цього процесу мотивовано обрано та проаналізовано переваги методу репертуарних сіток для обробки експертних знань. Для автоматизації застосування цього методу в ДА запропоновано розробити відповідне ІТ-рішення, використовуючи деякі вже доступні CASE-інструменти. Розглянуто основні особливості функціональності двох таких систем: GridSuite та SOVA (семантичний та онтологічний аналіз змінності), і на основі цього результату розроблене та представлене інтегроване ІТ-рішення у формі діаграми IDEF0. Розглянуто основні технологічні аспекти встановлення цих інструментів, а також надається тестовий приклад, який показує можливість генерування варіабельної FODA моделі для застосування в розробках систем «Розумний дім».