山修の開発文書品質入門（13） ―― 語彙に基づく要求仕様書のレビュー方法

 山本 修一郎

　要求仕様者のレビュー結果の妥当性を確認するためには、客観的な評価基準が必要です。本稿では、要求仕様書の語彙に基づく客観的なレビュー手法を紹介します。 

　まず、レビュー項目では曖昧さの種類を定義します。曖昧さの種類は、①用語自体、②用語属性、③用語例外（用語が正常ではない場合）のいずれかです。用語属性には、範囲、下限、上限があります。

次に、用語の曖昧さに基づいて、レビュー精度を定義します。

定義　レビュー精度水準値　L

0:曖昧用語がない

1:曖昧用語がある 

2:用語属性が曖昧である 

3:用語例外が曖昧である 

たとえば、用語 W の上限などの用語属性が省略されている場合、L(W) =2 となります。

 定義　語彙の次元

語彙の次元を、要求仕様の基本要素として「イベント」「入力」「機能」「出力」「応答」で定義します。そして、語彙の次元ごとに、レビュー精度水準値を評価します。

 　語彙レビューの過程で、レビュー担当者は特定の要件仕様に対する一連のレビュー項目を作成します。

 ＜実験＞

　要求工学の研修コースの中で、要求レビューの実験をオンラインで実施しました。この実験には、16名の組込みソフトウェア開発者が参加しました。開発者の経験年数は、3名が5年未満（以下「初心者」）であり、他の13名は5 年以上（以下「経験者」）でした。

　実験に参加した16名の被験者は、インスリンポンプ制御システムに関する次の5つの要求文をレビューしました。

(R1) インスリンポンプ制御ソフトウェアは、患者に埋め込まれたセンサーを使用して、血糖値に比例した血液パラメータを測定します。

(R2) 血液パラメータはポンプコントローラに送られます。

(R3) ポンプコントローラーは、必要なインスリンの糖度と量を計算します。

(R4) ポンプコントローラーは、患者に埋め込まれた針を介してインスリンを投与するために、小さなポンプに信号を送信します。

(R5) インスリンポンプは、ポンプコントローラからの1単位パルスに応答して1単位のインスリンを投与します。 

 　各被験者がこれらの要求文に対してレビューを行い、前述した定義に基づいて要求文Rのレビュー精度水準値Lを、以下のように計算します。

L(R)=（Rの語彙の曖昧さに対する指摘数）／Rの用語数 

　ここでもし、被験者によるレビューにおいて要求文の語彙の曖昧さに対する指摘がなければ、L(R)＝0になります。また、指摘数が多くなると、L(R)は大きくなります。

　レビュー対象とした要求文R1からR5までのL(R)の平均値を、語彙の次元ごとに計算した結果を表1に示します。

　表1では、曖昧な項目が検出された平均レベルを示しています。経験者の数値が初心者の数値より高いのは、曖昧用語の指摘数が多いことを示します。たとえば、曖昧な「イベント」項に対する初心者のレビュー精度水準値L(R) は0.067であるのに対し、経験者の L(R) は0.323です。したがって、経験者による曖昧な「イベント」項のL(R) は、初心者の4.85倍です。

 　表1から、経験者と初心者による曖昧用語レビューの大きな違いが「イベント」と「入力」にあることが分かります。一方、「機能」に対する経験者と初心者の差は、これらに比べると大きくないことが分かります。経験者の場合、機能をいつ実行するかという「イベント」と、機能が何を処理するかという「入力」に対し、注意深く要求文を確認する経験知識があると考えられます。このことから、初心者には「イベント」と「入力」について確認する訓練が必要であると言えます。

　このように表1は、経験者と初心者の語彙レビュー知識の差を明らかにしていることが分かります。

　表1の結果から、初心者と経験者による L(R) をレーダーチャートとして図1に示します。

図1：被験者別のレビュー精度水準値L(R)の比較

 まとめ

　本稿では、組込みソフトウェア開発者向けに語彙による要求レビュー手法を提案しました。本手法により、曖昧な用語のレビュー精度を数値化できます。本手法を用いて、要求仕様のレビュー実験を行い、定量的な評価を示しました。この実験から、初心者と経験者の要求レビュー能力の差を客観的に示せることが分かりました。

　本手法に基づいて、語彙の観点から自然言語要件仕様の曖昧な用語を検出でき、要求レビューを標準化できます。なお、本稿の内容は、論文[1]の要約に基づいています。

参考文献

[1]Shuichiro Yamamoto, Requirements Review Education Curriculum for Embedded Software Practitioners, WSSE '23: Proceedings of the 2023 5th World Symposium on Software EngineeringSeptember 2023Pages 184–187