要求仕様書の文書構造を考慮した品質特性の重要度取得法の提案と支援ツールの実現

要求仕様書の文書構造を考慮した品質特性の重要度取得法の提案と支援ツールの実現要求仕様書の文書構造を考慮した品質特性の重要度取得法の提案と支援ツールの実現海尻海谷研究室 M2 谷川正明

目次 • 背景・目的 • 提案手法 • 分析法・支援ツール • 実験 • まとめ・展望

背景・目的

背景・目的 • ソフトウェア品質特性と計測 • ソフトウェア開発において、その品質要求は明示的な機能要求と同等に重要である • しかし品質とは明確に定義されていない場合や、いくつかの仕様文中に遍在する物が多く、取り扱いが困難である • ISO9126を指針とした計測 • ソフトウェアの品質を６つの特性、２１の副特性に分類

背景・目的 • ソフトウェア品質特性と計測 • 分析データ • 「品質特性スペクトル」 • スペクトル • 複雑な情報を何らかの成分に分解し、その成分ごとの大小にしたがって並べたもの

背景・目的 • 品質分析手法 • 分析器の確立 • 既存の分析手法 • TCM（単語-品質特性対応表）を用いた分析手法 • TCMの利用により、エキスパートの負担軽減、分析時の • データの再利用性向上

背景・目的 • 要求文： • 「正確かつセキュアに保有する個人情報を検索できるものとする」

背景・目的 • 既存の分析手法の問題点 • 現状では、ある特定の品質と関連付いた単語が仕様書内で多数の要求文に出現する場合、その品質についてのスペクトル値が異常に高くなる • 要求仕様書に“セキュリティが最も重要である”と書かれていても、他にセキュリティについての記述がなければ、 • 出現頻度が低いためセキュリティは大して重要ではないと判断されてしまう • 単語の出現頻度に依存

背景・目的 • 重要度となり得るスペクトルの取得を目指す • 重要度となり得るスペクトルを取得するため、既存の分析手法を拡張した新たな手法を提案する

提案手法

提案手法 • 重要度となるスペクトルを取得するため、既存の分析手法を拡張した新たな手法を提案 • 既存の分析手法は『Term DATA（単語）』ベースであるが、それでは重要度を取得するには不十分だったため、新たに『Chapter DATA（章・節）』を付加する

提案手法 • 要求文： • 「すばやい検索を行えるものとする」・・・① • ①は時間効率性の品質を保持するものとする・・・② • 上記①のような要求文が存在したとき、①は本来 • “検索機能全体に対する言及”である • 特定の範囲に言及する

提案手法 要求仕様書品質分配目的の章時間効率性の品質を保持すべき！検索機能の章検索機能の章セキュリティの章 • よって全ての検索機能に対する要求文は、②より時間効率性を考慮する必要性があると考えられる • つまり『検索機能』という章(または節や項)があれば、その章に含まれる要求文は全て②より時間効率性の品質を保持すべきであるというもの

提案手法 • ①のような(特定の範囲に言及する特徴的）要求文を見つけ出し、その要求文の保有する品質を適切に分配する • これにより品質の底上げを行い、単語の出現頻度ではない意味的な品質(重要度)を取得する • 特定品質に言及し、特定の範囲に言及する特徴的な要求文を“特徴的要求文”とする

提案手法 • 多くの要求文の中から、どれが特徴的要求文かを • どのように判断するか？ • 要求文に含まれる単語の出現頻度から判断 • 関連する品質が2つ以下 • 特徴的要求文が持つ特性を、どの(範囲に属す)要求文に品質分配するのか？ • 特徴的要求文に含まれる単語と、一致する見出しタイトルである章や節を見つけ出し、そこに含まれる要求文に分配

提案手法 • 提案手法における分析手順 • 手順１：既存の分析手法にて要求仕様書を分析 • 手順２：各要求文のChapter DATAを取得 • 手順３：特徴的要求文の取得 • 手順４：品質分配 • 手順５：スペクトル値の算出

提案手法 • 提案手法を手作業にて行った結果は良好 • エキスパートの考える重要度に近いスペクトルの取得成功 • しかし手作業で提案手法を行うのは時間がかかりすぎてしまう • 全体を再度見直す必要があるので時間がかかる • そこで支援ツールにて提案手法をサポート • 提案手法を機械的に行い、重要度を取得可能とするツールの作成を行う

分析法・支援ツール

分析法・支援ツール • ツール概要 • 新手法を実行し、重要度の取得を可能とする • 既存の分析手法を実現する旧ツールの拡張機能として実現 • 提案手法の分析手順１～５の全てを実現 • 新手法における特徴的要求文と章・節との関連付け • 関連付けを全自動で行う『AUTO型』 • 関連付けをGUIベースで分析者が確認しながら行う『GUI型』 • アウトプット • グラフ出力およびスペクトル値の確認 • Excelへのアウトプットを可能とする

分析法・支援ツール • 手順１：既存の分析手法にて要求仕様書を分析 • 要求文： • 「正確かつセキュアに保有する個人情報を検索できるものとする」

分析法・支援ツール • 手順２：各要求文のChapter DATAを取得 • 要求文： • 「正確かつセキュアに保有する個人情報を検索できるものとする」

分析法・支援ツール 検索機能　検索方法　 • 手順２：各要求文のChapter DATAを取得 • 要求文： • 「正確かつセキュアに保有する個人情報を検索できるものとする」

分析法・支援ツール AUTO/GUI • 手順３：特徴的要求文の取得 • 要求文： • 「正確かつセキュアに保有する個人情報を検索できるものとする」

分析法・支援ツール AUTO/GUI • 手順４：品質分配 • 要求文： • 「正確かつセキュアに保有する個人情報を検索できるものとする」

分析法・支援ツール • 手順５：スペクトル値の算出 • 要求文： • 「正確かつセキュアに保有する個人情報を検索できるものとする」

分析法・支援ツール • 画面例１

分析法・支援ツール • 画面例２ • 新手法を実現し、重要度の取得が可能

分析法・支援ツール • 画面例３ • GUIによる特徴的要求及び関連付けの確認と選別が可能

分析法・支援ツール • 画面例４ • 旧ツールでは対応していなかったツールのみでのグラフ出力およびスペクトル値の確認が可能

分析手法・支援ツール • 画面例５ • 旧ツールで対応していなかったExcelへのアウトプットが可能

実験

実験 • 実験内容 • エキスパートが考える重要度を既存の分析手法、提案手法にて得られたスペクトルと比較を行う • 実験に使用する要求仕様書は２つ • 重要度の上位５つの品質との比較を行う • 支援ツールを用いた実験を行う

実験記述量が多いため重要と判断された品質や時間効率性のように記述量が少ないにもかかわらず重要と判断された品質も存在する • エキスパートの考える重要度（上位品質５つ）

実験重要度と比較して、3/5が一致するが、最重要である時間効率性はランク外重要度と比較して、4/5が一致するさらに時間効率性を重要と判断 • 要求仕様書Aについての各手法の結果

実験 • 要求仕様書Aに対する既存の分析手法と提案手法による各スペクトル

実験重要度と比較して、3/5が一致するが、最重要である時間効率性はランク外重要度と比較して、4/5が一致するさらに時間効率性を重要と判断 • 要求仕様書Bについての各手法の結果

実験 • 要求仕様書Bに対する既存の分析手法と提案手法による各スペクトル

実験 • 考察 • 品質の重要度はエキスパートの考える様々な指針から成り立っている • 記述量 • 達成目的 • 文章 • etc

実験 • 考察 • 既存の分析手法によるスペクトルは純粋に記述量から品質の重要性を取得した言及度であるため、エキスパートの考える重要度とある程度の類似性は示す • しかし実験における時間効率性のように、記述量は少ないにもかかわらず重要と判断すべき品質が存在する場合、適切な判断ができない

実験 • 考察 • 提案手法によるスペクトルは既存の分析手法を拡張した手法であり、記述量＋特徴的要求文の品質分配によるスペクトル値の底上げにより文書構造を考慮した分析を行なっているため、エキスパートの考える重要度と高い類似性を示した • 実験における時間効率性のように、記述量は少ないにもかかわらず重要と判断すべき品質に対しても、適切な判断が行われている

まとめ・展望

まとめ • 既存の分析手法にて適切に取得できない重要度を取得する新たな手法を提案 • 文書構造を考慮した新たな手法：提案手法 • 実験による提案手法の有用性確認 • 重要度と高い類似性 • 既存の分析手法では取得できない“重要だが記述量の低い品質”にも対応 • ２つの要求仕様書において提案手法の有用性を確認

展望 • 提案手法における特徴的要求文取得法の質向上 • 特徴的要求文の取得は現状単語の出現頻度を指針として機械的に取得している • 特徴的要求文の保有する品質が分配（底上げ）されることになるため、さらに適切な取得法の考案 • 提案手法における品質分配の質向上 • 品質分配は章や節のタイトルに特徴的要求文の保有する単語が含まれるか否かを単純に判断しているのみである • 機械的な品質分配を適切に行える分配法の考案

以上 • 御清聴ありがとうございました

要求仕様書の文書構造を考慮した 品質特性の重要度取得法の提案と 支援ツールの実現