JPH0212428A - プログラム設計支援システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、プログラム設計支援システムに関する。

（従来の技術） 一般にソフトウェアの生産における設計作業は、生産工
程を体系的にとらえて襟章化したソフトウェアサイクル
により、システム設計、ソフトウェアシステム設計、モ
ジュール設計の工程に分けることかできる。

そしてこれら工程、特にモジュール設計工程を自動支援
するには、知識の完全性と一貫性とが要求される。こう
した事情から近年、分野を限定した設計支援、または分
野を限定した合成システムという形で自動化を目指した
ものが実現されている。

なお分野を限定した設計支援は、構造化分析（ＩＤＥΔ
、ｌ？ＥＭＡＰシステム）に用いられるデータフロー図
を基本としているが、まだ設計結果を自動的に部品にマ
ツピングするまでには至っていない。

（発明が解決しようとする課題） ところで各種の設計技法の中で瞬時性という評価を無視
すると、トップダウン的に詳細化する方式が人間の思考
形態に一番マッチしているが、データフローを基本とし
た設計は、人間の柔軟な思考をそのまま支援することは
できない。

一般に合成システムでは人間の思考部分がパタ−ンとい
う形で抽象化されており、人間の柔軟な思考をダイナミ
ックに盛り込む余地はない。

また既存の設計支援では、設計結果が部品に結び付いて
いない（合成では結び付けである）。

本発明は、人間の柔軟な思考形態を支援し、かつ設計結
果を部品に結び付け、初心者でも専門家のようにプログ
ラムの設計ができるようにすることを目的としている。

［発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 本発明のプログラム設計支援システムでは、トップダウ
ンによる詳細化設計を支援すると共に設計途中で部品と
の対応付けを行う。

このため分野における設計知識を断片的な知識としてお
き、柔軟な対応ができるようにしておく。

また要求仕様記述で使われる用語（特に対象物としての
名詞、操作を示す動詞）の定義を行って辞書化すると共
に、この用語に基づいて仕様を詳細化する機能展開知識
を整備する。

さらに具体的に柔軟な設計支援を行うために、複雑な人
間の思考過程を整理し、比較的単純な知識（５項口）で
表現できるように統合し、これを計算機化する。

（作　用） トップダウン的に設計を行う時に、機能展開知識を用い
たシステムガイドを行う。

また５項目の知識を使い、設計での指針（注意艷１１項
等）を示すと共に分割された機能モジュールに対応した
部品を検索し、候補として提示する。

このよう゛な形で設計支援と部品のマツピングを行い、
部品合成支援システムの一端を実現する。

これにより設計の熟練者でなくても、専門家のノウハウ
を使うことができ、専門家に近い設計が可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づいて説明する
。

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図である。

同図において１は会話機器、２は処理制御装置、３は知
識ベース、４は部品データベースである。

ここで会話機器１は、ＣＲＴデイスプレィ１ａとキーボ
ード１ｂとからなり、処理制御装置２は要求入力部２ａ
と表示制御部２ｂと推論制御部２Ｃとからなる。

また知識ベース３には機能展開知識と設計知識とが登録
されている。

設計知識は用語知識、アプリケーションドメイン知識、
環境知識、プログラミング知識および部品知識とからな
る。

一方、部品データベース４には分野情報と部品情報とが
登録されている。なお部品情報は仕様書、ソースコード
およびオブジェクトコード等からなる。

第２図は本実施例のシステムによる設計作業の流れを示
す図である。

まず知識ベース３にある用語知識を使い、標準語を使用
するとともに限定された記述形式を使う。

そして知識ベース３にある部品知識を使い、部品を検索
する。そして知識ベース３にある機能展開知識を使って
、展開室を提示する。

さらにアプリケーションドメイン知識およびプログラミ
ング知識により注意事項を提示する。

以下、本実施例システムにおける各処理を具体的に説明
、する。

１．１設二１支援のガイド方式 トップダウン設計法により、利用者側の要求を順次詳細
化し、部品に結び付けるガイダンスを提示する。

すなわち対象とする分野の経験を充分に重ねた者か行っ
ている設計作業のノウハウを知識化し、これにより設計
ガイドを行う。

（１）要求仕様理解 要求仕様記述は、限定された記述形式に従うものとする
。これは部品仕様記述モデルである３対象１操作モデル
（第３図）に従って次のように定義する。

（ａ）対象の記述 対象１．２用　対象３ 所在の指示・・・×××にある　×××へ、ＸＸＸに形
式の指示・・・×××形式の　同　左内容の指示・・・
×××である　　〃 位置の指示・・・×××からの　　〃 用途の指示・・・×××ための　　〃 対象の指示・・・ｘｘｘを　　　　〃 （例）更新するための一時フアイルにある先頭か立ｐ文
字形式の文書データであるレコードを（ｂ）１・ψ作の
記述 作用開始位置の指示・・・ｘｘｘから 作用終了位置の指示・・・×××まで 繰り返し回数位置の指示・・・ＸＸＸ回動機位置の指示
・・・ＸＸＸにより 操作位置の指示・・・ｘｘｘする （ｃ）要求仕様の理解 前述の記述形式に従って対象名・操作名およびこれらの
修飾語である各指示項目を抽出する。

意味的には（対象名・操作名）の組に基づいて、機能展
開用の論理構造部品（パターン部品、またはパターン部
品）、組込み用のソフトウェア部品を検索する。ここで
修飾語は候補を絞り込むために使用する。

（２）設計支援方式 Ｃａ）ＴＦＦのＣシートによる要求仕様に基づいて、第
４図に示した画面を出す。

・Ｃシート作成開始に当たっての注意事項があれば提示
し、機能分割・詳細化の指針を出す。

・候補部品及び機能展開案（論理構造部品）を提する。

（ｂ）機能分割・詳細化の設計（Ｃシートのボックス記
述） ■設Ｊ１支援による（機能展開案なし）設ｍ＋　（第５
図） ・設計指針に基き、引続きＢＯＸを作成してゆく。

・用語辞書による標準語化。

■機能展開案による設計（第６図） ・機能展開案か良ければこれを採用する。（第２段階の
詳細代案） ・個別の確認は■と同じ操作で確認する。

・引続き第１段階詳細化のボックスを作成していく　。

■部品による設計（当該レベル部品がある場合、第７図
） ・候補部品か使用可の場合、設計メモ用ファイルこ候補
を書き込んでおく。

・表現を候補部品のものに統一しておく、（ＢＯＸ内）
。

〕、２設會１知識の使用法 設計知識項目は、具体的には第８図のように使用する。

（１）記述遅れのチエツク 部品機能を表現する動詞（操作名）を用語により標準語
に変換する。さらにこの動詞を第９図に示したような１
５パターンの分類から、必須格・任意格の属性項目を抽
出し、必須格及び任意格の対応付けを行う。必須格のな
い場合は再入力を要求する。

これにより記述の曖昧性・記述遅れを防止する。

（２）要求使用の抽象化 要求仕様記述の中にある動詞・名詞は限定して使用する
。

しかし、；乱雑または高機能部品を表現する時は、一部
分に着目した表現、通常使い慣れた表現を使うことがあ
り、必要とする部品機能、使用表現と要求、記述内容に
ギャップが生ずることがある。

この問題を解決するために用語知識を使用し、上位概念
、または同義語・類似語をキーワードの関連情報として
持たせておく。これにより要求する部品と記述内容のギ
ャップがある場合でも、システム側で情報を補足するＦ
ａ　ｔｅｌｓによりこれを埋めることが可能である。

（３）範囲の限定 （２）で抽象化され付加された関連情報の範囲を限定し
、後工程での推論時間を少くする必要がある。

このためには、アプリケーションドメイン知識・環境知
識・プログラミング知識により、関連情報の絞り込みを
行う。

（例）環境知識による関連情報の限定 端末名　　タイプ ＡＳ３０００　　　マウス付き→カーソル指示可能ＡＳ
３０００　　　マウスなし→　　　〃　　不可ＲＴＬＩ
Ｘ　　　　マウスなし このように上記知識により、動詞・名詞の使用可否を判
断し、使用不可の場合は、キーワード関連情報から削除
しておく。

但し、使用不可の判断がつかないキーワードに関しては
、オプション情報としてそのまま残しておく。

（４）部品候補提示 （３）の段階までにより＊（Ｈされたキーワードを使用
して、ソフトウェア部品知識をもとに部品検索を行い、
候補部品を提示する。

この時、要求仕様に対してマツチ度を次の段階に分けて
提示する。

・要求仕様で記述したキーワードの操作名・対象名が同
一 ・要求仕様で記述したキーワードの操作名・対象名いず
れか一方が同じもの ・要求仕様で記述したキーワードの操作名・対象名が同
義語で表現 ・要求仕様で記述したキーワードの操作名・対象名いず
れか一方が同義語 ・要求仕様で記述したキーワードの操作名・対象名が類
似語 ・要求仕様で記述したキーワードの操作名・対象名いず
れか一方が類似語 ・要求仕様で記述したキーワードの操作名・対象名がオ
プション情報と同じもの 該当するものがない時は、その旨を指示する。

（５）推理構造部品提示 （４）と同様の手順で論理構造部品を提示する。

（６）設計ノウハウ提示 アプリケーションドメイン知識φプログラミング知識を
用いて、第１Ｏ図に示したように設計ノウハウとしての
注意事項・条件等の提示を行う。

アプリケーションドメイン知識およびプログラミング知
識（知識の断片） −Ｄ　　Ｂ： 部品データベース、Ｃ０ＤＡＳＹＬ　０・　Ｃ０ＤＡＳ
ＹＩ、　： 階層、ネットワーク。

・ＤＢ操作： 前処理、ＤＢアクセス、後処理。

・前処理： ＤＢを利用可能状態とする。

ファイルをオープンする、アクセスキーを設定する、カ
ルクキーを設定する、オーナレコードを設定する。

セット関係の定義。

◆ＤＢアクセス； レコードの追加、検索、変更、削除、カルクキー使用、
セット関係を使用、現在のレコード番号使用。

・後処理： データベースを終了状態にする、 ファイルをクローズする、バックアップをとる変更履歴
をとる。

・部品： 部品レコード ・カルクキー： 部品各号 ・セットタイプ； パッケージ型、処理型、データ型 ・メンバレコードは昇順（部品名でソート）・注意・１
１項提示内容 （ａ）ＤＢの前処理を考慮して下さい。

（ｂ）ＤＢの後処理を考慮して下さい。

（ｃ）ＤＢのキーを明示して下さい。

（ｄ）部品のタイプを明示して下さい。

（ｅ）カレントレコードはどこにあるか明示して下さい
。

（ｆ）セット関係を明示して下さい。・・・・・Ｃシー
トでのボックスが複数個となった時は上記注意事項のう
ち対応する項目を消していく。

これは文書に識別子を付けることにより行う。

１．３設計知識の表現方法 １．１．１．２で示した設計支援および設計知識の使用
を効果的に行うためには、以下に示したような知識表現
を行う。

（１）用語知識 第１１図に示す。

（２）環境知識 ａ、知識構造 第１２図に示す。

ｂ　ルール 環境知識を使うときのルール。

（例） ＩＩ’（＾５３０００）’　ｓ　ＡＬＬｒｌｂｕＬｅ　
Ｉｓ　（マウス付き）Ｔｈｅｎ：　　（マウスによる入
出力コマンド）　ｉｓ　ｏｋ。

（３）プログラミング知識 プログラミングを作る時に固有の情報であり、環境知識
に関連したものである。

この知識はルール化して定義しておく。

（例）ループの制御 Ｉｒ（Ｃ言語） Ｔｈｅｎ：ｉｒ（実行前に判定） ｔｈｅｎ：ｕｓｅ（ｒｏｒ　ｏｒ　ｗｈｉｌｅ）ｅｌｓ
ｅ：ｕｓｅ（ｄｏ　ｗｈｉｌｅ）（４）アプリケーショ
ンドメイン知識 アプリケーションドメインに固有な定形アルゴリズム、
データ種類・（構造の知識である。定形アルゴリズムは
パターン部品として定義されており、設計ノウハウ情報
として使われる。

ａ、知識ｌｌＸ１ｉ造 （例）ソフトウェア部品データベースの管理第１３図に
示したように、特定処理パターンが階層化されて蓄積さ
れている。これは主に設計支援を行うためのものである
。なお特定処理パターン部はルールとしても使用される
。

ｂ、ルール 内部的なデータ構造、データの種類等、アプリケーショ
ンドメイン固有の情報はルールとして記述しておく。

（５）部品知識 機能分割・詳細化を行う時に、部品にガイドしていくた
め使用する。つまりアプリケーションドメイン知識によ
り示されたスケルトン情報に基き、要求機能を実現する
ためのモジュール分割・詳細化を行う。この時、各モジ
ュールに対して部品をマツチングさせ、使用可能部品を
検索するのである。ここでは、部品に関する知識として
、機能および部品相互間の知識を利用する。

機能の知識表現は３対象１操作表現を使う。

ａ、知識構造 第１４図に示す。

（６）設計ノウハウ知識 アプリケーションドメイン知識に関係した知識であり、
ルール化されている。

Ｉｆ’（ファイルアクセス） Ｔｈａｎ：ｌｆ　（実行前） Ｔｈｅｎ：　ｄｏ　（ファイルをオーブンする）Ｉｒ（
実行後） Ｔｈａｎ：　ｄｏ　（ファイルをクローズする）このよ
うに、使用する部品の前・後処理、前提条件等のルール
がある。これに従って上位また同レベル前段の表題に前
処理のものが入っているか、または同レベルの後段また
は下段のレベルに、後処理のものが入っているか、全レ
ベルを調べ、前提条１牛に違反したものかないかを調べ
る。

もし、矛盾か検出された時は、設計指針情報として提示
する。

かくして本実施例システムでは、５項目の知識を使い、
設詞での指針（注意事項等）を示すと共に分割された機
能モジュールに対応した部品を検索し、候補として提示
し、設計支援と部品のマツピングを行うので、設計の熟
練者でなくても専門家のノウハウを使うことができ、専
門家に近い設計か可能となる ［発明の効果］ 以上示したように本発明のプログラム設計支援システム
は、ソフトウェア部品合成の設計支援として分割・詳細
化を行う機能展開知識、設計支援ガイドを行う設計知識
、要求に従った部品検索機能を持たせたことにより、設
計作業での人間の思考形態にマツチした支援が行えるの
で、設計に不馴れな者でも専門家ノウハウを利用するこ
とにより、専門家に近い設計が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は本
実施例システムによる設＝１作業の流れを示す図、第３
図は３対象１操作モデルの概念を示す図、第４図はＴＦ
Ｆでの要求使用に基づく画面を示す図、第５図は機能展
開案が無い場合の設計支援による設計を示す図、第６図
は機能展開案がある場合の設計支援による設計を示す図
、第７図は部品による設計を示す図、第８図は設計知識
項目を示す図、第９図は動詞の分類パターンを示す図、
第１Ｏ図は設計ノウハウとしての注意事項・条件等の表
示の一例を示す図、第１１図は用語知識を示す図、第１
２図ないし第１４図は知識構造を示す図である。 出願人　　　　　株式会社　東芝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）プログラム設計におけるプログラムモジュールの
   仕様記述を入力したとき、知識ベースとして蓄積された
   機能展開知識および設計知識を使用して要求を理解する
   手段と、この要求を詳細化して表示する手段と、部品デ
   ータベースを検索して候補部品を提示する手段と、前記
   要求を実現するための設計指針を提示する手段とを備え
   てなることを特徴とするプログラム設計支援システム。