コンピュータ支援ソフトウェアエンジニアリング

コンピュータ支援ソフトウェアエンジニアリング（CASE）は、アプリケーションの設計と実装に使用されるソフトウェアツールの領域です。CASEツールは、ハードウェア製品の設計に使用されるコンピュータ支援設計（CAD）ツールに似ており、部分的にその影響を受けています。CASEツールは、高品質で欠陥のない保守可能なソフトウェアの開発を支援することを目的としています。^{[1] CASEソフトウェアは、}ソフトウェア開発プロセスで使用できる自動化ツールとともに、情報システムの開発方法に関連付けられることが多かったです。^[2]

歴史

1968年にミシガン大学で開始された情報システム設計および最適化システム（ISDOS）プロジェクトは、要件分析とシステム開発という非常に困難なプロセスでアナリストを支援するためにコンピュータシステムを使用するという概念全体に大きな関心を呼び起こしました。ダニエル・テイクロウによるいくつかの論文は、自動化されたシステム開発の可能性に熱狂する一世代の人々を刺激しました。彼の問題記述言語/問題記述アナライザ（PSL/PSA）ツールは、CASEという用語より古いものでしたが、CASEツールでした。^[3]

もう 1 つの大きな流れは、データベースのデータディクショナリの論理的拡張として現れました。保持されるメタデータの範囲を拡張することで、アプリケーションの属性をディクショナリ内に保持し、実行時に使用できるようになりました。この「アクティブディクショナリ」は、より現代的なモデル駆動型エンジニアリング機能の先駆けとなりました。ただし、アクティブディクショナリは、メタデータのグラフィカルな表現を提供しませんでした。統合された一連の手法の使用から得られたアナリストのメタデータを保持するディクショナリの概念と、そのようなデータのグラフィカルな表現を結び付けることで、CASE の初期バージョンが生まれました。^[4]

次に市場に参入したのは、マサチューセッツ州ケンブリッジの Index Technology 社の Excelerator でした。DesignAid が Convergent Technologies 社、その後 Burroughs 社の Ngen ネットワークマイクロコンピュータ上で動作していたのに対し、Index 社はIBM PC/ATプラットフォーム上で Excelerator をリリースしました。リリース当時から数年間、IBM プラットフォームは Convergent Technologies 社や Burroughs 社のマシンのようにネットワークや集中型データベースをサポートしていませんでしたが、IBM 社の魅力は強く、Excelerator が注目を集めるようになりました。Excelerator に続いて、Knowledgeware (James Martin、Fran Tarkenton、Don Addington)、Texas Instrument 社のCA Gen、Andersen Consulting 社のFOUNDATION ツールセット (DESIGN/1、INSTALL/1、FCP) などの企業から次々と製品がリリースされました。^[5]

CASEツールは1990年代初頭にピークを迎えました。^{[6] 1990年1月の}PC Magazine によると、100社を超える企業が200種類近くのCASEツールを提供していました。^[5] 当時IBMは、メインフレームのIBM DB2とOS/2を使用したIBMのソフトウェアリポジトリを中心としたソフトウェアベンダーの連合であるAD/Cycleを提案していました。

アプリケーション開発ツールは、IBM、ベンダー、顧客自身など、複数のソースから入手できます。IBMは、Bachman Information Systems、Index Technology Corporation、Knowledgewareと提携し、これらのベンダーから厳選した製品をIBMの補完的なマーケティングプログラムを通じて販売し、ライフサイクル全体を網羅する製品を提供します。^[7]

メインフレームの衰退とともに、AD/Cycle と Big CASE ツールは消滅し、今日の主流の CASE ツールの市場が開かれました。 1990 年代初期の CASE 市場のリーダーの多くは、 IEW、IEF、ADW、Cayenne、Learmonth & Burchett Management Systems (LBMS) など、 Computer Associatesに買収されました。 CASE ツールの進化をもたらしたもう 1 つのトレンドは、オブジェクト指向の方法とツールの台頭でした。さまざまなツールベンダーのほとんどが、オブジェクト指向の方法とツールのサポートを追加しました。さらに、オブジェクト指向アプローチをサポートするためにボトムアップで設計された新製品が登場しました。 Andersen は、Foundation に代わるプロジェクトとして Eagle を開発しました。オブジェクト指向開発の思想的リーダーの何人かは、それぞれ独自の方法論と CASE ツールセットを開発しました。 Jacobson、Rumbaugh、Boochなどです。最終的に、これらの多様なツールセットと方法は、Object Management Group (OMG)が主導する標準によって統合されました。 OMG の統一モデリング言語(UML) は現在、オブジェクト指向モデリングの業界標準として広く受け入れられています。^{[引用が必要]}

CASEソフトウェア

ツール

CASE ツールは、ソフトウェア開発ライフサイクルにおける特定のタスクをサポートします。次のカテゴリに分類できます。

ビジネスおよび分析モデリング: グラフィカルモデリングツール。例: E/R モデリング、オブジェクトモデリングなど。
開発: ライフサイクルの設計および構築フェーズ。デバッグ環境。例: IISE LKO。
検証と妥当性確認: コードと仕様の正確性、パフォーマンスなどを分析します。
構成管理: リポジトリオブジェクトとファイルのチェックインとチェックアウトを制御します。例: SCCS、IISE。
メトリクスと測定: コードの複雑さ、モジュール性 (例: 「go to」がない)、パフォーマンスなどを分析します。
プロジェクト管理: プロジェクト計画、タスクの割り当て、スケジュールを管理します。

CASEツールを区別するもう1つの一般的な方法は、上部CASEと下部CASEを区別することです。上部CASEツールは、ビジネスおよび分析モデリングをサポートします。ER図、データフロー図、構造図、決定木、決定表などの従来の図式言語をサポートします。下部CASEツールは、物理設計、デバッグ、構築、テスト、コンポーネント統合、保守、リバースエンジニアリングなどの開発アクティビティをサポートします。その他のすべてのアクティビティはライフサイクル全体に及び、上部CASEと下部CASEに等しく適用されます。^[8]

作業台

ワークベンチは 2 つ以上の CASE ツールを統合し、特定のソフトウェアプロセスアクティビティをサポートします。これにより、次のことが実現されます。

均一かつ一貫性のあるインターフェース（プレゼンテーションの統合）
ツールとツールチェーンのシームレスな統合（制御とデータの統合）

ワークベンチの例としては、Microsoft のVisual Basicプログラミング環境があります。この環境には、GUI ビルダー、スマートコードエディター、デバッガーなど、いくつかの開発ツールが組み込まれています。市販の CASE 製品のほとんどは、2 つ以上のツールをシームレスに統合するワークベンチである傾向がありました。ワークベンチもツールと同じように分類できます。つまり、分析、開発、検証などに重点を置くだけでなく、大文字、小文字、またはライフサイクル全体にわたる構成管理などのプロセスに重点を置くこともできます。

環境

環境とは、完全なソフトウェアプロセスをサポートすることを目的としたCASEツールまたはワークベンチの集合体です。これは、特定のタスクやライフサイクルの特定の部分に焦点を当てたツールとは対照的です。CASE環境は、Fuggettaによって次のように分類されています。^[9]

ツールキット: 疎結合されたツールのコレクション。これらは通常、Unix Programmer's Workbench や VMS VAX セットなどのオペレーティングシステムワークベンチ上に構築されます。通常、データを共有し、制御を渡すために、パイプまたはその他の基本的なメカニズムを介して統合を実行します。統合が容易な利点は、欠点の 1 つでもあります。シェルスクリプトなどのテクノロジを介してパラメータを単純に渡すだけでは、共通リポジトリデータベースで可能なような高度な統合は実現できません。
第 4 世代: これらの環境は、初期の環境が Visual Basic などの特定の言語を中心に設計されていたため、第 4 世代言語環境の略称である 4GL とも呼ばれます。これらは、複数のツールの緊密な統合を実現した最初の環境でした。通常、これらの環境は特定の種類のアプリケーションに重点を置いていました。たとえば、リレーショナルデータベースに対して標準的なアトミックトランザクションを実行するユーザーインターフェイス駆動型アプリケーションです。例としては、Informix 4GL や Focus などがあります。
言語中心: Symbolics Lisp Genera 環境や Parcplace の VisualWorks Smalltalk など、単一のオブジェクト指向言語に基づく環境。これらの環境では、すべてのオペレーティングシステムリソースがオブジェクト指向言語のオブジェクトでした。これにより、強力なデバッグ機能とグラフィカルな機能が得られますが、開発されるコードは主に特定の言語に限定されます。このため、これらの環境は CASE 内のニッチな領域にとどまっていました。主にプロトタイピングと R&D プロジェクトで使用されていました。これらの環境の共通の中核となる考え方は、モデル - ビュー - コントローラユーザーインターフェイスで、これにより、同じデザインの複数のプレゼンテーションを基礎モデルと一貫性のある状態に保つことができました。MVC アーキテクチャは、他の種類の CASE 環境や、それらを使用して構築された多くのアプリケーションで採用されました。
統合: これらの環境は、CASE について考えるときにほとんどの IT 担当者が最初に思い浮かべる環境の例です。IBM の AD/Cycle、Andersen Consulting の FOUNDATION、ICL CADESシステム、DEC Cohesion などの環境です。これらの環境は、分析から保守までのライフサイクル全体をカバーし、ソフトウェアプロセスのすべての成果物を格納するための統合データベースリポジトリを提供します。統合ソフトウェアリポジトリは、これらの種類のツールを定義する機能です。これらのツールは、複数の異なる設計モデルと異種言語のコードのサポートを提供しました。これらのタイプの環境の主な目標の 1 つは、「ラウンドトリップエンジニアリング」でした。つまり、設計レベルで変更を加え、それをコードに自動的に反映し、その逆も実行できるようにすることです。これらの環境は、通常、ソフトウェア開発の特定の方法論にも関連付けられています。たとえば、Andersen の FOUNDATION CASE スイートは、Andersen Method/1 方法論と密接に結びついています。
プロセス中心: これは最も野心的なタイプの統合です。これらの環境では、ソフトウェアプロセスの分析および設計オブジェクトを正式に指定するだけでなく、実際のプロセス自体を指定し、その正式なプロセスを使用してソフトウェアプロジェクトを制御およびガイドします。例としては、East、Enterprise II、Process Wise、Process Weaver、Arcadia などがあります。これらの環境は、ソフトウェアプロセス自体が環境の一部であり、ツール呼び出しの多くの側面を制御できるため、定義上、何らかの方法論に結び付けられています。

実際には、ワークベンチと環境の区別は柔軟でした。たとえば、Visual Basic はプログラミングワークベンチでしたが、多くの人からは 4GL 環境であるとも考えられていました。ワークベンチと環境を区別する特徴は、共有リポジトリまたは共通言語による深い統合と、ある種の方法論 (統合されたプロセス中心の環境) またはドメイン (4GL) の特異性でした。^[9]

主なCASEリスク要因

CASE テクノロジーを導入する組織にとって最も重要なリスク要因には、次のようなものがあります。

不十分な標準化: 組織は通常、特定の要件に合わせて方法論とツールを調整して採用する必要があります。これを行うには、異なるテクノロジと異なる方法の両方を統合するために多大な労力が必要になる場合があります。たとえば、UML 標準が採用される前は、オブジェクト指向モデルを設計するためのダイアグラム規則と方法は、Jacobsen、Booch、および Rumbaugh の支持者間で大きく異なっていました。
非現実的な期待: CASE テクノロジーの支持者、特に高価なツールセットを販売しているベンダーは、新しいアプローチがすべての問題を解決する万能薬になるという期待を大々的に宣伝することがよくあります。実際には、そのようなテクノロジーでそれができるわけではなく、組織が非現実的な期待を持って CASE にアプローチすると、必ず失望することになります。
不十分なトレーニング: 他の新しいテクノロジーと同様に、CASE では、ツールの使用方法を人々にトレーニングし、ツールに慣れてもらうために時間が必要です。実務者に十分なトレーニング時間が与えられなかったり、新しいテクノロジーを使用して最初に試みるプロジェクト自体が非常にミッションクリティカルでリスクを伴う場合、CASE プロジェクトは失敗する可能性があります。
不十分なプロセス制御：CASEは、新しいタイプのツールを革新的な方法で活用するための重要な新しい機能を提供します。適切なプロセスガイダンスと制御がなければ、これらの新しい機能は重大な新しい問題を引き起こす可能性もあります。^[10]

参照

参考文献

^ Kuhn, DL (1989)。「コンピュータ支援ソフトウェアエンジニアリングツールの選択と効果的な使用」。年次ウェスティングハウスコンピュータシンポジウム、1989年11月6～7日、ピッツバーグ、ペンシルバニア州 (米国)、DOE プロジェクト。
^ P. Loucopoulos および V. Karakostas (1995)。システム要件エンジニアリング効果的に機能するソフトウェア。
^ Teichroew, Daniel; Hershey, Ernest Allen (1976)。「PSL/PSA 情報処理システムの構造化文書化と分析のためのコンピュータ支援技術」。Proceeding ICSE '76 Proceedings of the 2nd International Conference on Software Engineering。IEEE Computer Society Press。
^ コロネル、カルロス、モリス、スティーブン（2014年2月4日）。データベースシステム：設計、実装、管理。Cengage Learning。695～700ページ。ISBN 978-1285196145. 2014年11月25日閲覧。
^ ab Inc、Ziff Davis (1990-01-30)。PC Mag。Ziff Davis、Inc。 {{cite book}}:|last=一般的な名前があります (ヘルプ)
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^ 「AD/Cycle 戦略とアーキテクチャ」、IBM Systems Journal、Vol 29、NO 2、1990 年、p. 172。
^ ソフトウェアエンジニアリング: ツール、原則、テクニック、Sangeeta Sabharwal 著、Umesh Publications
^ ab Alfonso Fuggetta (1993 年 12 月). 「CASE テクノロジの分類」. Computer . 26 (12): 25–38. doi :10.1109/2.247645. S2CID 954775. 2009 年 3 月 14 日閲覧。
^ Computer Aided Software Engineering Archived 2012-01-20 at the Wayback Machine . In: FFIEC IT Examination Handbook InfoBase . 2012年3月3日閲覧。

[1] Kuhn, DL (1989)。「コンピュータ支援ソフトウェアエンジニアリングツールの選択と効果的な使用」。年次ウェスティングハウスコンピュータシンポジウム、1989年11月6～7日、ピッツバーグ、ペンシルバニア州 (米国)、DOE プロジェクト。

[2] P. Loucopoulos および V. Karakostas (1995)。システム要件エンジニアリング効果的に機能するソフトウェア。

[3] Teichroew, Daniel; Hershey, Ernest Allen (1976)。「PSL/PSA 情報処理システムの構造化文書化と分析のためのコンピュータ支援技術」。Proceeding ICSE '76 Proceedings of the 2nd International Conference on Software Engineering。IEEE Computer Society Press。

[4] コロネル、カルロス、モリス、スティーブン（2014年2月4日）。データベースシステム：設計、実装、管理。Cengage Learning。695～700ページ。ISBN 978-1285196145. 2014年11月25日閲覧。

[:0-5] Inc、Ziff Davis (1990-01-30)。PC Mag。Ziff Davis、Inc。 {{cite book}}:|last=一般的な名前があります (ヘルプ)

[6] Yourdon, Ed (2001 年 7 月 23 日)。「XP プロジェクトは成長できるか?」Computerworld。2014年11 月 25 日閲覧。

[ADC_SAaA-7] 「AD/Cycle 戦略とアーキテクチャ」、IBM Systems Journal、Vol 29、NO 2、1990 年、p. 172。

[8] ソフトウェアエンジニアリング: ツール、原則、テクニック、Sangeeta Sabharwal 著、Umesh Publications

[AF_93-9] Alfonso Fuggetta (1993 年 12 月). 「CASE テクノロジの分類」. Computer . 26 (12): 25–38. doi :10.1109/2.247645. S2CID 954775. 2009 年 3 月 14 日閲覧。

[10] Computer Aided Software Engineering Archived 2012-01-20 at the Wayback Machine . In: FFIEC IT Examination Handbook InfoBase . 2012年3月3日閲覧。