Software engineering whispers: The effect of textual vs. graphical software design descriptions on software design communication

Context:\ua0Software\ua0engineering\ua0is a social and collaborative activity. Communicating and sharing knowledge between\ua0software\ua0developers requires much effort. Hence, the quality of\ua0communication\ua0plays an important role in influencing project success. To better understand the\ua0effect\ua0of\ua0communication\ua0on project success, more in-depth empirical studies investigating this phenomenon are needed. Objective: We investigate the\ua0effect\ua0of using a\ua0graphical\ua0versus\ua0textual\ua0design\ua0description\ua0on co-located\ua0software\ua0design\ua0communication. Method: Therefore, we conducted a family of experiments involving a mix of 240\ua0software\ua0engineering\ua0students from four universities. We examined how different\ua0design\ua0representations (i.e.,\ua0graphical\ua0vs.\ua0textual) affect the ability to Explain, Understand, Recall, and Actively Communicate knowledge. Results: We found that the\ua0graphical\ua0design\ua0description\ua0is better than the\ua0textual\ua0in promoting Active Discussion between developers and improving the Recall of\ua0design\ua0details. Furthermore, compared to its unaltered version, a well-organized and motivated\ua0textual\ua0design\ua0description–that is used for the same amount of time–enhances the recall of\ua0design\ua0details and increases the amount of active discussions at the cost of reducing the perceived quality of explaining

Supporter les ingénieurs logiciels avec des assistants de modélisation

Domain knowledge is a prerequisite to produce software design and implementation tailored to stakeholders’ requirements. One common way to formalize that knowledge is achieved through conceptual models, which are commonly used to describe or simulate a system. Acquiring such expertise requires to discuss with knowledgeable stakeholders and/or to get an access to useful documents, which both might not always be easily accessible. In the same time, more and more model samples can be gathered from multiple sources, what represents an increasing number of already formalized and accessible knowledge pieces. For example, some companies keep archives of internal model repositories. There also exist numerous open source projects that contain models while some modeling tools even offer the possibility to create public projects that are free to browse. Such data sources could be exploited to create domain knowledge that could be provided to software engineers while modeling. To be useful, this knowledge must be of high quality, but must also be well integrated into the software modeling process. The focus of this thesis is to provide a framework to exploit knowledge to assist users of computer-based modeling tools with software modeling assistants. This thesis first introduces our research questions based on a systematic mapping study about software assistants for software engineering, and then focuses on software assistants for modeling. It reports on the design of modeling assistants based on a user-centered approach. We present the conclusions of interviews conducted with experts in modeling, a stage in which requirements are collected. Then, we develop the creation of a prototype modeling knowledge base allowing (i) to create general and specific artificial modeling knowledge, and (ii) to make them available to any software client via recommendations. After introducing the results of an experiment regarding the accuracy of the system, we discuss these preliminary results. Finally, this thesis presents a software modeling assistant implementation integrated to the Papyrus tool, which aims to cognify the UML modeling environment by integrating the previously created knowledge. Our work helps to clarify the need for assistance during software modeling work, presents an initial approach to the design of software assistants for software modeling, and identify research challenges in modeling assistance.La connaissance du domaine est une condition préalable à la conception et à la mise en œuvre de logiciels adaptés aux exigences des parties prenantes. Une façon courante de formaliser cette connaissance est réalisée par des modèles conceptuels, qui sont couramment utilisés pour décrire ou simuler un système. L'acquisition d'une telle expertise nécessite de discuter avec des parties prenantes bien informées et/ou d'avoir accès à des documents utiles, qui ne sont pas toujours facilement accessibles. Dans le même temps, de plus en plus d'échantillons de modèles peuvent être rassemblés à partir de sources multiples, ce qui représente un nombre croissant d'éléments de connaissance déjà formalisés et accessibles. Par exemple, certaines entreprises conservent des archives de référentiels de modèles internes. Il existe également de nombreux projets open source qui contiennent des modèles, tandis que certains outils de modélisation offrent même la possibilité de créer des projets publics que l'on peut parcourir librement. Ces sources de données pourraient être exploitées pour créer une connaissance du domaine qui pourrait être fournie aux ingénieurs logiciels lors de la modélisation. Pour être utile, cette connaissance doit être de haute qualité, mais doit aussi être bien intégrée dans le processus de modélisation du logiciel. L'objectif de cette thèse est de fournir un cadre pour exploiter les connaissances afin d'aider les utilisateurs d'outils de modélisation informatique avec des assistants de modélisation logicielle. Cette thèse présente d'abord nos questions de recherche basées sur une étude de cartographie systématique sur les assistants logiciels pour l'ingénierie logicielle, et se concentre ensuite sur les assistants logiciels pour la modélisation. Elle rend compte de la conception d'assistants de modélisation basée sur une approche centrée sur l'utilisateur. Nous présentons les conclusions des entretiens menés avec des experts en modélisation, une étape au cours de laquelle les exigences sont recueillies. Ensuite, nous développons la création d'un prototype de base de connaissances en modélisation permettant (i) de créer des connaissances artificielles générales et spécifiques en modélisation, et (ii) de les mettre à disposition de tout client logiciel via des recommandations. Après avoir présenté les résultats d'une expérience concernant la précision du système, nous discutons ces résultats préliminaires. Enfin, cette thèse présente l'implémentation d'un assistant de modélisation logiciel intégré à l'outil Papyrus, qui vise à cognifier l'environnement de modélisation UML en intégrant les connaissances précédemment créées. Notre travail permet de clarifier le besoin d'assistance pendant les travaux de modélisation de logiciels, de présenter une première approche de la conception d'assistants logiciels pour la modélisation de logiciels, et d'identifier les défis de recherche dans l'assistance à la modélisation

Improving MBSE Tools UX with AI-Empowered Software Assistants

International audienc

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La connaissance du domaine est une condition préalable à la conception et à la mise en œuvre de logiciels adaptés aux exigences des parties prenantes. Une façon courante de formaliser cette connaissance est réalisée par des modèles conceptuels, qui sont couramment utilisés pour décrire ou simuler un système. L'acquisition d'une telle expertise nécessite de discuter avec des parties prenantes bien informées et/ou d'avoir accès à des documents utiles, qui ne sont pas toujours facilement accessibles. Dans le même temps, de plus en plus d'échantillons de modèles peuvent être rassemblés à partir de sources multiples, ce qui représente un nombre croissant d'éléments de connaissance déjà formalisés et accessibles. Par exemple, certaines entreprises conservent des archives de référentiels de modèles internes. Il existe également de nombreux projets open source qui contiennent des modèles, tandis que certains outils de modélisation offrent même la possibilité de créer des projets publics que l'on peut parcourir librement. Ces sources de données pourraient être exploitées pour créer une connaissance du domaine qui pourrait être fournie aux ingénieurs logiciels lors de la modélisation. Pour être utile, cette connaissance doit être de haute qualité, mais doit aussi être bien intégrée dans le processus de modélisation du logiciel. L'objectif de cette thèse est de fournir un cadre pour exploiter les connaissances afin d'aider les utilisateurs d'outils de modélisation informatique avec des assistants de modélisation logicielle. Cette thèse présente d'abord nos questions de recherche basées sur une étude de cartographie systématique sur les assistants logiciels pour l'ingénierie logicielle, et se concentre ensuite sur les assistants logiciels pour la modélisation. Elle rend compte de la conception d'assistants de modélisation basée sur une approche centrée sur l'utilisateur. Nous présentons les conclusions des entretiens menés avec des experts en modélisation, une étape au cours de laquelle les exigences sont recueillies. Ensuite, nous développons la création d'un prototype de base de connaissances en modélisation permettant (i) de créer des connaissances artificielles générales et spécifiques en modélisation, et (ii) de les mettre à disposition de tout client logiciel via des recommandations. Après avoir présenté les résultats d'une expérience concernant la précision du système, nous discutons ces résultats préliminaires. Enfin, cette thèse présente l'implémentation d'un assistant de modélisation logiciel intégré à l'outil Papyrus, qui vise à cognifier l'environnement de modélisation UML en intégrant les connaissances précédemment créées. Notre travail permet de clarifier le besoin d'assistance pendant les travaux de modélisation de logiciels, de présenter une première approche de la conception d'assistants logiciels pour la modélisation de logiciels, et d'identifier les défis de recherche dans l'assistance à la modélisation.Domain knowledge is a prerequisite to produce software design and implementation tailored to stakeholders’ requirements. One common way to formalize that knowledge is achieved through conceptual models, which are commonly used to describe or simulate a system. Acquiring such expertise requires to discuss with knowledgeable stakeholders and/or to get an access to useful documents, which both might not always be easily accessible. In the same time, more and more model samples can be gathered from multiple sources, what represents an increasing number of already formalized and accessible knowledge pieces. For example, some companies keep archives of internal model repositories. There also exist numerous open source projects that contain models while some modeling tools even offer the possibility to create public projects that are free to browse. Such data sources could be exploited to create domain knowledge that could be provided to software engineers while modeling. To be useful, this knowledge must be of high quality, but must also be well integrated into the software modeling process. The focus of this thesis is to provide a framework to exploit knowledge to assist users of computer-based modeling tools with software modeling assistants. This thesis first introduces our research questions based on a systematic mapping study about software assistants for software engineering, and then focuses on software assistants for modeling. It reports on the design of modeling assistants based on a user-centered approach. We present the conclusions of interviews conducted with experts in modeling, a stage in which requirements are collected. Then, we develop the creation of a prototype modeling knowledge base allowing (i) to create general and specific artificial modeling knowledge, and (ii) to make them available to any software client via recommendations. After introducing the results of an experiment regarding the accuracy of the system, we discuss these preliminary results. Finally, this thesis presents a software modeling assistant implementation integrated to the Papyrus tool, which aims to cognify the UML modeling environment by integrating the previously created knowledge. Our work helps to clarify the need for assistance during software modeling work, presents an initial approach to the design of software assistants for software modeling, and identify research challenges in modeling assistance

Supporter les ingénieurs logiciels avec des assistants de modélisation

Domain knowledge is a prerequisite to produce software design and implementation tailored to stakeholders’ requirements. One common way to formalize that knowledge is achieved through conceptual models, which are commonly used to describe or simulate a system. Acquiring such expertise requires to discuss with knowledgeable stakeholders and/or to get an access to useful documents, which both might not always be easily accessible. In the same time, more and more model samples can be gathered from multiple sources, what represents an increasing number of already formalized and accessible knowledge pieces. For example, some companies keep archives of internal model repositories. There also exist numerous open source projects that contain models while some modeling tools even offer the possibility to create public projects that are free to browse. Such data sources could be exploited to create domain knowledge that could be provided to software engineers while modeling. To be useful, this knowledge must be of high quality, but must also be well integrated into the software modeling process. The focus of this thesis is to provide a framework to exploit knowledge to assist users of computer-based modeling tools with software modeling assistants. This thesis first introduces our research questions based on a systematic mapping study about software assistants for software engineering, and then focuses on software assistants for modeling. It reports on the design of modeling assistants based on a user-centered approach. We present the conclusions of interviews conducted with experts in modeling, a stage in which requirements are collected. Then, we develop the creation of a prototype modeling knowledge base allowing (i) to create general and specific artificial modeling knowledge, and (ii) to make them available to any software client via recommendations. After introducing the results of an experiment regarding the accuracy of the system, we discuss these preliminary results. Finally, this thesis presents a software modeling assistant implementation integrated to the Papyrus tool, which aims to cognify the UML modeling environment by integrating the previously created knowledge. Our work helps to clarify the need for assistance during software modeling work, presents an initial approach to the design of software assistants for software modeling, and identify research challenges in modeling assistance.La connaissance du domaine est une condition préalable à la conception et à la mise en œuvre de logiciels adaptés aux exigences des parties prenantes. Une façon courante de formaliser cette connaissance est réalisée par des modèles conceptuels, qui sont couramment utilisés pour décrire ou simuler un système. L'acquisition d'une telle expertise nécessite de discuter avec des parties prenantes bien informées et/ou d'avoir accès à des documents utiles, qui ne sont pas toujours facilement accessibles. Dans le même temps, de plus en plus d'échantillons de modèles peuvent être rassemblés à partir de sources multiples, ce qui représente un nombre croissant d'éléments de connaissance déjà formalisés et accessibles. Par exemple, certaines entreprises conservent des archives de référentiels de modèles internes. Il existe également de nombreux projets open source qui contiennent des modèles, tandis que certains outils de modélisation offrent même la possibilité de créer des projets publics que l'on peut parcourir librement. Ces sources de données pourraient être exploitées pour créer une connaissance du domaine qui pourrait être fournie aux ingénieurs logiciels lors de la modélisation. Pour être utile, cette connaissance doit être de haute qualité, mais doit aussi être bien intégrée dans le processus de modélisation du logiciel. L'objectif de cette thèse est de fournir un cadre pour exploiter les connaissances afin d'aider les utilisateurs d'outils de modélisation informatique avec des assistants de modélisation logicielle. Cette thèse présente d'abord nos questions de recherche basées sur une étude de cartographie systématique sur les assistants logiciels pour l'ingénierie logicielle, et se concentre ensuite sur les assistants logiciels pour la modélisation. Elle rend compte de la conception d'assistants de modélisation basée sur une approche centrée sur l'utilisateur. Nous présentons les conclusions des entretiens menés avec des experts en modélisation, une étape au cours de laquelle les exigences sont recueillies. Ensuite, nous développons la création d'un prototype de base de connaissances en modélisation permettant (i) de créer des connaissances artificielles générales et spécifiques en modélisation, et (ii) de les mettre à disposition de tout client logiciel via des recommandations. Après avoir présenté les résultats d'une expérience concernant la précision du système, nous discutons ces résultats préliminaires. Enfin, cette thèse présente l'implémentation d'un assistant de modélisation logiciel intégré à l'outil Papyrus, qui vise à cognifier l'environnement de modélisation UML en intégrant les connaissances précédemment créées. Notre travail permet de clarifier le besoin d'assistance pendant les travaux de modélisation de logiciels, de présenter une première approche de la conception d'assistants logiciels pour la modélisation de logiciels, et d'identifier les défis de recherche dans l'assistance à la modélisation

Supporter les ingénieurs logiciels avec des assistants de modélisation

Domain knowledge is a prerequisite to produce software design and implementation tailored to stakeholders’ requirements. One common way to formalize that knowledge is achieved through conceptual models, which are commonly used to describe or simulate a system. Acquiring such expertise requires to discuss with knowledgeable stakeholders and/or to get an access to useful documents, which both might not always be easily accessible. In the same time, more and more model samples can be gathered from multiple sources, what represents an increasing number of already formalized and accessible knowledge pieces. For example, some companies keep archives of internal model repositories. There also exist numerous open source projects that contain models while some modeling tools even offer the possibility to create public projects that are free to browse. Such data sources could be exploited to create domain knowledge that could be provided to software engineers while modeling. To be useful, this knowledge must be of high quality, but must also be well integrated into the software modeling process. The focus of this thesis is to provide a framework to exploit knowledge to assist users of computer-based modeling tools with software modeling assistants. This thesis first introduces our research questions based on a systematic mapping study about software assistants for software engineering, and then focuses on software assistants for modeling. It reports on the design of modeling assistants based on a user-centered approach. We present the conclusions of interviews conducted with experts in modeling, a stage in which requirements are collected. Then, we develop the creation of a prototype modeling knowledge base allowing (i) to create general and specific artificial modeling knowledge, and (ii) to make them available to any software client via recommendations. After introducing the results of an experiment regarding the accuracy of the system, we discuss these preliminary results. Finally, this thesis presents a software modeling assistant implementation integrated to the Papyrus tool, which aims to cognify the UML modeling environment by integrating the previously created knowledge. Our work helps to clarify the need for assistance during software modeling work, presents an initial approach to the design of software assistants for software modeling, and identify research challenges in modeling assistance.La connaissance du domaine est une condition préalable à la conception et à la mise en œuvre de logiciels adaptés aux exigences des parties prenantes. Une façon courante de formaliser cette connaissance est réalisée par des modèles conceptuels, qui sont couramment utilisés pour décrire ou simuler un système. L'acquisition d'une telle expertise nécessite de discuter avec des parties prenantes bien informées et/ou d'avoir accès à des documents utiles, qui ne sont pas toujours facilement accessibles. Dans le même temps, de plus en plus d'échantillons de modèles peuvent être rassemblés à partir de sources multiples, ce qui représente un nombre croissant d'éléments de connaissance déjà formalisés et accessibles. Par exemple, certaines entreprises conservent des archives de référentiels de modèles internes. Il existe également de nombreux projets open source qui contiennent des modèles, tandis que certains outils de modélisation offrent même la possibilité de créer des projets publics que l'on peut parcourir librement. Ces sources de données pourraient être exploitées pour créer une connaissance du domaine qui pourrait être fournie aux ingénieurs logiciels lors de la modélisation. Pour être utile, cette connaissance doit être de haute qualité, mais doit aussi être bien intégrée dans le processus de modélisation du logiciel. L'objectif de cette thèse est de fournir un cadre pour exploiter les connaissances afin d'aider les utilisateurs d'outils de modélisation informatique avec des assistants de modélisation logicielle. Cette thèse présente d'abord nos questions de recherche basées sur une étude de cartographie systématique sur les assistants logiciels pour l'ingénierie logicielle, et se concentre ensuite sur les assistants logiciels pour la modélisation. Elle rend compte de la conception d'assistants de modélisation basée sur une approche centrée sur l'utilisateur. Nous présentons les conclusions des entretiens menés avec des experts en modélisation, une étape au cours de laquelle les exigences sont recueillies. Ensuite, nous développons la création d'un prototype de base de connaissances en modélisation permettant (i) de créer des connaissances artificielles générales et spécifiques en modélisation, et (ii) de les mettre à disposition de tout client logiciel via des recommandations. Après avoir présenté les résultats d'une expérience concernant la précision du système, nous discutons ces résultats préliminaires. Enfin, cette thèse présente l'implémentation d'un assistant de modélisation logiciel intégré à l'outil Papyrus, qui vise à cognifier l'environnement de modélisation UML en intégrant les connaissances précédemment créées. Notre travail permet de clarifier le besoin d'assistance pendant les travaux de modélisation de logiciels, de présenter une première approche de la conception d'assistants logiciels pour la modélisation de logiciels, et d'identifier les défis de recherche dans l'assistance à la modélisation

Understanding the need for assistance in software modeling: interviews with experts

International audienc

Software assistants in software engineering: A systematic mapping study

International audienceThe increasing essential complexity of software systems makes current software engineering methods and practices fall short in many occasions. Software assistants have the ability to help humans achieve a variety of tasks, including the development of software. Such assistants, which show human-like competences such as autonomy and intelligence, help software engineers do their job by empowering them with new knowledge. This article investigates the research efforts that have been conducted on the creation of assistants for software design, construction and maintenance paying special attention to the user-assistant interactions. To this end, we followed the standard systematic mapping study method to identify and classify relevant works in the state of the art. Out of the 7580 articles resulting from the automatic search, we identified 112 primary studies that present works which qualify as software assistants. We provide all the resources needed to reproduce our study. We report on the trends and goals of the assistants, the tasks they perform, how they interact with users, the technologies and mechanisms they exploit to embed intelligence and provide knowledge, and their level of automation. We propose a classification of software assistants based on interactions and present an analysis of the different automation patterns. As outcomes of our study, we provide a classification of software assistants dealing with the design, construction and maintenance phases of software development, we discuss the results, identify open lines of work and challenges and call for new innovative and rigorous research efforts in this field

Gamifying model-based engineering: The PapyGame tool

Modeling is an essential and challenging activity in any engineering environment, and it requires some hard-to-train skills such as abstraction and communication. This makes it difficult for educators to teach or train their students, co-workers, or users. The audience of this paper is both educators and learners who struggle with modeling. To address this challenge, we present PapyGame, a gamified version of a robust modeling environment (Papyrus) that aims to improve the learner's motivation, make the learning process an enjoyable experience, and boost learning outcomes. Gamification is the exploitation of gaming mechanisms for serious purposes, such as promoting behavioral changes, soliciting participation and engagement in activities, and more. The paper presents PapyGame's functionalities, architectures, illustrative scenarios, and its potential impact on both educators and learners

Gamifying model-based engineering: the PapyGame experience

International audienceModeling is an essential and challenging activity in any engineering environment. It implies some hard-to-train skills such as abstraction and communication. Teachers, project leaders, and tool vendors have a hard time teaching or training their students, co-workers, or users. Gamification refers to the exploitation of gaming mechanisms for serious purposes, like promoting behavioral changes, soliciting participation and engagement in activities, etc. We investigate the introduction of gaming mechanisms in modeling tasks with the primary goal of supporting learning/training. The result has been the realization of a gamified modeling environment named PapyGame. In this article, we present the approach adopted for PapyGame implementation, the details on the gamification elements involved, and the derived conceptual architecture required for applying gamification in any modeling environment. Moreover, to demonstrate the benefits of using PapyGame for learning/training modeling, a set of user experience evaluations have been conducted. Correspondingly, we report the obtained results together with a set of future challenges we consider as critical to make gamified modeling a more effective education/training approach