ゴール指向要求分析駆動によるUML設計手法－ゴール指向ユースケースモデリングとロバストネス分析－

　ソフトウェア開発は，最上流の要求定義工程から設計工程へと進む．要求定義工程では，ユーザの視点で何が必要かを，網羅的に矛盾なく，曖昧さを排除して定義することが求められる．一方，設計工程では，要件定義に対応するユーザの視点から見たシステム内部の構造と振舞いを，“ どう実現するか”について決定し，設計者の視点で具体化していく．このように，要求定義と設計の要素間には，論理的根拠に基づく妥当性と相互追跡性が必要となる．　要求定義工程，設計工程にはそれぞれゴール指向要求分析手法，UMLによるオブジェクト指向設計手法という有効な手法が存在する．ゴール指向要求分析手法は，設計者の知識，経験，発想力などに過度に頼ることなく，要求を体系的，論理的，明確な根拠のもとに抽出する．しかし，要求定義工程から見ると，ゴール指向による要求定義を体系的に設計に反映し実装する仕組みは，設計者による要求定義モデルの理解と設計への反映を必要とするなど，設計者に依存する部分が多く課題が残っている．　逆に，設計工程から見ると，要求定義を設計に反映し実装する仕組みは実践的に使用されているものがあるが，その要求を体系的に抽出し分析した成果とすることに重点は置かれていない．　そのため，抽出された要求を，これらの要求分析モデルから設計工程の入力定義モデルに反映するときに発生するギャップ，すなわち抽出した要求情報が漏れてしまうことが，問題となっている．このことから，論理的，体系的に抽出した要求定義を設計に反映し実装する仕組みを構築することは，ソフトウェア開発における基本的な課題のひとつであると考えられる．　ゴール指向要求分析手法とユースケース駆動オブジェクト指向設計プロセスという異なった手法に基づくモデル間で，要求定義情報を体系的に反映するアプローチは，モデルの定義が異なることから一般的には困難である．本研究で提案するアプローチはこの課題の解決を目指すものである．要求定義工程，設計・実装工程において，それぞれ実績あるゴール指向分析手法KAOS，UML によるオブジェクト指向設計・実装プロセスICONIX を活用する．　KAOSゴールモデルは，トップゴールとしてシステムの最終的な目標を設定し，AND/ORグラフを用いてそれを論理的に詳細化する．詳細化は体系的に実施され，システムに対する要求がリーフゴールとして抽出される．ICONIX プロセスは，ドメインモデルとユースケースモデルによる要求定義を出発点として，ユースケース駆動による設計・テストまでを範疇とする実践的なプロセスである．　ユースケースモデル，ロバストネス図は，それぞれICONIX プロセスの要求定義モデル，予備設計モデルである．KAOS の成果物であるゴールモデルからこれらのモデルへの，変換テンプレートを介した，両者のメタモデルに基づく，変換アプローチを提案する．　KAOS ゴールモデルで暗黙的に表現された振舞いを明示的に抽出し，ユースケースモデルやロバストネス図へ如何に効率よく継承するかが具体的な課題のひとつである．また，ゴールモデルによる振舞いは要求として分析・定義されたものであり，要求定義工程からの一貫した要求の情報として，設計者によって変更されることなく，ユースケースモデルやロバストネス図に反映されるべきものである．すなわち，属人性を排した継承とする必要がある．これがもうひとつの具体的な課題となる．これらふたつの課題に対し，変換テンプレートを介して規則的に変換できるように工夫した．　戦術的な振舞いのシナリオに基づいたゴール分解方法の一般的表現として洗練パターンが知られている．基本的な振舞いのAND 分解6 パターンからなり，これらの振舞いを暗黙的・暗示的に表現する．変換テンプレートは，洗練パターンによる戦術的な振舞いのシナリオを，それぞれのモデルの規則に従って明示的に定義したものである．洗練パターンに準じた一般的な表現になっているが，振舞いのシナリオを明確に定義するためにそれぞれのモデル要素を規則に従って構成している．　変換元モデルの変換テンプレートを変換先モデルの変換テンプレートにマッピングし，さらにモデル要素をマッピングすることによって，振舞いのシナリオを規則的に効率よく体系的に継承できる．これによって，振舞いの効率的な継承と変換における属人性の排除を実現した．　米国のATM システムや国際航空券予約システムを事例とした適用実験の結果，提案アプローチの有用性を確認した．米国ATMシステムの事例では，基準のユースケースモデルに対する適合率や再現率の評価結果による属人性の排除効果や，変換における洗練パターンの継承を確認した．また，国際航空券予約システムの事例では，KAOS モデルとロバストネス図との対応が正しく取られていることを確認した．　この結果，実績ある既存手法を採用できることで，それら手法の有用性活用，設計者の新手法習熟に対する負荷の軽減が可能となる．さらに，モデル変換における属人性の排除により，経験則等の影響軽減を期待できる．また，洗練パターンを継承したモデル変換により，両モデル間の追跡性確保を期待できる．電気通信大学201

ゴール指向洗練パターン駆動によるユースケースモデリング

ゴール指向要求分析手法KAOSは，要求を系統的，論理的にモデリングできる要求分析手法である．本論文では，ゴール指向要求分析の成果をオブジェクト指向設計プロセスに組込むことを意図して，KAOSモデルをユースケースモデルに変換するアプローチを提案する．この変換は洗練パターンを媒体としている．提案アプローチにより作成したユースケースモデルとあらかじめ用意された基準モデルを比較し，提案アプローチ適用の効果を評価するために，米国ATMシステムを事例とするユースケースモデリングに提案アプローチを適用した．この結果，提案アプローチは効果的に適用され，モデル変換における洗練パターンの意味（シナリオ）の継承と属人性の排除について効果を確認できた．We propose a practical and semi-formal transformation procedure from KAOS model to use case model. KAOS goal-oriented requirements methodology is useful for requirements engineering and well-established to model requirements systematically and logically. Proposed approach aims at reflecting artifact of KAOS modeling to an object-oriented design process as much as possible. It is based on that a use case model is positioned at requirements model of object-oriented design processes. We confirmed that our proposed approach was effective one through evaluating a case study on ATM system in United States