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Analysis of coexisting graphical and textual representations of requirements based on activity diagrams and structured text
Beckmann, Martin
Due to increasing complexity and the tendency towards more customized products, the development of modern technical systems demands more and more effort. In an attempt to reduce the effort required, engineering models are being adopted to a greater extent in all phases of development. Among the affected development phases is requirements engineering. As a result, engineering models, which almost always take the form of graphical notation, have become more common in a setting where text-based requirements specifications have been historically predominant. These graphical models are not a replacement for text-based specifications, but supplement them instead. While these two forms of representation may be complementary, oftentimes they are strongly related or even express the same content. Hence, the graphical and textual representations coexist. The use of coexisting graphical and textual representations for specification purposes has shown promising results. However, these results have been obtained in a research context and are at best evaluated in practice. In practice however, such approaches are tailored to domain- or even project-specific needs. It is unclear whether comparable approaches implemented by practitioners independently achieve the same promising results as those obtained in research contexts. In this thesis, we address this gap by examining a case where an approach using coexisting graphical and textual representations is realized and productively used by practitioners. The specific realization of this approach employs UML2 Activity Diagrams as graphical representation and hierarchically structured text as textual representation to describe the functions of a system. From the results of this examination, we conclude that, for the most part, the practitioners perceive the benefits of this approach as predicted by research. Still, the application of such an approach in practice results in a number of pitfalls. Inconsistencies between the two representations, as well as other quality issues, constitute the biggest impact on the practical usability of this approach. Over 70% of the functions are affected by deficiencies that are considered major issues by users. As these deficiencies represent a sizable negative impact on the applicability of the approach, a method is developed in this thesis that prevents the occurrences of inconsistencies and other quality issues. Overall, this thesis contributes to the body of knowledge of approaches that use an additional textual representation with graphical models. This knowledge may be employed to design new approaches or improve existing ones in order to increase acceptance among practitioners.
Aufgrund steigender Komplexität und der zunehmenden Tendenz zu individuell angepassten Produkten, erfordert die Entwicklung moderner technischer Systeme immer mehr Aufwand. Um diesen Herausforderungen beizukommen, werden zunehmend Modelle in allen Phasen der Entwicklung eingesetzt. Damit einhergehend ist auch das Anforderungsmanagement betroffen. Als Folge dessen findet der Einsatz von Modellen, welche meist in grafischer Notation vorliegen, zur Entwicklung mehr Verbreitung. Dies geschieht in einem Umfeld, in welchem aus historischer Sicht vor allem textbasierte Spezifikationen vorherrschend sind. Nichtsdestotrotz ersetzen die grafischen Modelle nicht die textuellen Spezifikationen, sondern erweitern diese. Dabei können diese verschiendenen Formen der Repräsentation einander ergänzen, oft sind diese jedoch eng miteinander verzahnt oder drücken sogar den gleichen Inhalt aus. Entsprechend liegt eine Koexistenz beider Repräsentationen vor. Die Verwendung von koexistierenden grafischen und textuellen Repräsentation zum Zwecke der Spezifikation hat dabei vielversprechende Ergebnisse gezeigt. Jedoch stammen diese Ergebnisse lediglich aus einem wissenschaftlichen Umfeld und sind im besten Fall in einem industriellen Umfeld evaluiert worden. In der Praxis werden derartige Ansätze allerdings an die Domäne oder gar an projektspezifische Anforderungen individuell angepasst. Es bleibt daher ein offener Punkt, ob vergleichbare Ansätze, welche von Anwendern selbst implementiert werden, die gleichen Ergebnisse erzielen. Solch eine Gegebenheit wird in dieser Arbeit untersucht. Das heißt, es wird ein Fall eines solchen Spezifikationsansatzes betrachtet, welcher koexistierende grafische und textuelle Repräsentation verwendet und von den Anwendern selbst umgesetzt wurde und produktiv genutzt wird. Konkret wird ein Ansatz betrachtet, welcher UML2 Aktivitätsdiagramme als die grafischen Modelle und hierarchisch strukturierten Text als die textuelle Repräsentation zur Beschreibung von Funktionen eines Systems verwendet. Aus den Ergebnissen der Betrachtung ergibt sich, dass die Anwender zum Großteil den von der Wissenschaft prognostizierten Nutzen ebenfalls wahrnehmen. Trotz dieser positiven Wahrnehmung, ergeben sich in der industriellen Anwendung eines solchen Ansatzes eine Reihe von Schwierigkeiten. Den größten Einfluss auf die praktische Verwendung stellen Inkonsistenzen zwischen den Repräsentation und andere Qualitätseinschränkungen dar. In dem untersuchten System sind 70% aller Funktionen von Defekten betroffen, welche die Anwender als große Probleme wahrnehmen. Da diese Defekte folglich eine beträchliche negative Beeinträchtigung für die Anwendbarkeit des Ansatzes darstellen, wird in dieser Arbeit eine Methode entwickelt, welche das Auftreten der Inkonsistenzen und anderen Qualitätseinschränkungen verhindert. Insgesamt trägt diese Arbeit dazu bei, das Wissen zu Ansätzen, welche eine zusätzliche textuelle Repräsentation zu grafischen Modellen verwenden, zu konkretisieren und zu erweitern. Dies kann wiederum genutzt werden, um neue Ansätze zu kreieren oder existierende zu verbessern und somit die Akzeptanz von Nutzern zu steigern.
References
