コンピュータソフトウェア

刀を磨く研究から斬る研究へ

溝口文雄

2013 年 30 巻 3 号 p. 3_1
発行日: 2013/07/25
公開日: 2013/09/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.3_1

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特集「ソフトウェア工学」の編集にあたって

沢田篤史, 権藤克彦, 丸山勝久, 鷲崎弘宜

2013 年 30 巻 3 号 p. 3_2
発行日: 2013/07/25
公開日: 2013/09/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.3_2

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プロダクトライン開発における検証

野田夏子, 岸知二

2013 年 30 巻 3 号 p. 3_3-3_17
発行日: 2013/07/25
公開日: 2013/09/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.3_3

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ソフトウェアプロダクトライン開発は，ビジネス目的を共有し，また技術的にも類似性を持ったプロダクト群を全体最適の視点から体系的に開発するものである．資産の体系的な再利用が行われることから，ソフトウェアの構築の効率化を図ることができる．一方でソフトウェア開発においては構築より検証に多大なコストがかかる場合も多い．さらに，プロダクトライン開発においては資産から構築しうる膨大なプロダクトをどのように検証するのか，また資産そのものをどのように検証するのかなど，従来のソフトウェアの検証の課題に加えて特有の課題を持つ．本稿では，プロダクトライン開発において検証をどのように行えば良いのか，現時点の技術動向を紹介する．

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命令のランダム性に基づくプログラム難読化の評価

二村阿美, 門田暁人, 玉田春昭, 神崎雄一郎, 中村匡秀, 松本健一

2013 年 30 巻 3 号 p. 3_18-3_24
発行日: 2013/07/25
公開日: 2013/09/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.3_18

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本論文では，情報理論からのアプローチにより，プログラム解析の困難さを定量化する．基本アイデアは，各命令が全くランダムにプログラム中に出現する場合に，プログラム解析が最も困難な状態であると考える．命令がランダムに出現するとは，(1) 各命令の出現頻度が等しく，かつ，(2) その並びに規則性がない状態であると考える．前者はエントロピー，後者はコルモゴロフ複雑性の概念を用いて定量化する．ケーススタディを通して，本提案の妥当性や今後の課題を考察する．

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『モデル駆動工学の原理と応用』 (1) モデル駆動工学の歴史と背景

日高宗一郎, Jean BÉZIVIN, 胡振江, Frédéric JOUAULT

2013 年 30 巻 3 号 p. 3_25-3_44
発行日: 2013/07/25
公開日: 2013/09/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.3_25

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モデル駆動工学とは，ソフトウェア集約的なシステムの製造，維持，運用における自動化を達成するための，メタモデリングとモデル変換を同時に用いるツールに基づく手法である．モデル駆動工学については，個別の技術に関する文献はあるが，歴史や背景を含めて全体を俯瞰したものはこれまでなかった．本連載は，当該分野を牽引してきた研究者Jean Bézivin氏による，国立情報学研究所で行われた集中講義の内容を基に，モデル駆動工学の歴史から始まり，理論，基本原理，応用，今後の展望までを多くの図を交えて解説するものである．第1回の本稿では，モデリング言語の歴史を振り返り，モデル駆動工学の基本概念について述べる．

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POPL2013/PEPM2013/PLMW2013報告

松田一孝, 増子萌, 対馬かなえ

2013 年 30 巻 3 号 p. 3_45-3_52
発行日: 2013/07/25
公開日: 2013/09/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.3_45

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注視していないことを利用したポインティング高速化手法とその評価

山中祥太, 栗原一貴, 宮下芳明

2013 年 30 巻 3 号 p. 3_53-3_63
発行日: 2013/07/25
公開日: 2013/09/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.3_53

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視線計測技術の精度は年々向上しているものの，ユーザが操作したいと考えて注視している画面内のオブジェクトを視線情報のみから特定することは困難であると言われている．一方で，注視していない範囲は容易に特定できるため，この領域を適切に利用することで新たなインタラクションが可能になると考えた．本論文では，注視していない領域においてカーソルの移動速度を上昇させ，ポインティングを高速化する手法を提案する．評価実験では，PC操作において日常的に行われるアイコンクリックを想定したタスクを行い，選択時間とエラー率を計測した．実験に用いたカーソル速度は，OSの標準速度，OSの最高速度，提案手法の3種類である．実験の結果，提案手法は標準速度より選択時間が短縮され，かつエラー率は上昇しないことから有効性を示した．

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効率的な地図ナビゲーションのための階層的ルートマップの生成

王方舟, 栗陽, 五十嵐健夫

2013 年 30 巻 3 号 p. 3_64-3_75
発行日: 2013/07/25
公開日: 2013/09/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.3_64

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ルートマップにおいてルーティング情報を効果的にユーザに提示するためには，曲がり角の詳細な情報などを示すための大縮尺図や，ルート全体の概観を示すための小縮尺図など様々な縮尺(スケール)と表示範囲を持った地図のビューにユーザが効率的にアクセスできる必要がある．一方，一般的なルートマップのブラウジングや印刷システムにおいては，この点が十分に達成されているとは言えない．この問題を解決するため，我々は「ルートツリー」と呼ばれるルートマップの階層構造と，その構造を自動生成するアルゴリズムを提案する．ルートツリーは様々なアプリケーションに応用可能な構造であり，本稿では，インタラクティブなルートマップの閲覧システムであるRouteZoomと，ルート情報の印刷のためのTreePrintの2つのアプリケーションを提案する．我々は提案した2つのアプリケーションに関してユーザ評価実験を実施し，その有効性を検証した．

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Pebbles: 自律ロボットの移動経路をデザインするタンジブルデバイス

石井健太郎, 米海鵬, 馬雷, Natsuda LAOKULRAT, 稲見昌彦, 五十嵐健夫

2013 年 30 巻 3 号 p. 3_76-3_85
発行日: 2013/07/25
公開日: 2013/09/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.3_76

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本論文では，専門知識を持たないユーザが，ロボットが目的地まで移動するための経路をデザインする手法を提案する．ユーザはPebblesと呼ぶタンジブルデバイスを環境内に設置することによって，ロボットが移動すべき経路を構築することができる．各デバイスは，赤外線通信機構を備えており，各Pebblesから見えているPebblesの情報を交換しあうことによって，ネットワークのトポロジを把握する．ロボットはトポロジ情報を用いて移動を計画し，デバイスからの信号を頼りに経由地の方向を知ることができる．設置の際に，見通しがとれていることを保証するために，LEDと音声を用いたユーザへのフィードバックを備えており，これにより専門知識を持たないユーザでも正しい場所にデバイスを設置することができる．また，ロボットが移動する目的地には，タンジブルデバイスを置くこととなるため，その場所を示す名前とロボットが理解するデバイスのIDを対応付けることが容易で，ユーザが場所を指定する際に自然な名前に基づいて指定することを可能にしている．ユーザスタディを行い，用意したフィードバックが専門知識を持たない実験参加者をサポートすることにおおむね役立ち，ロボットが移動できるようデバイスの設置を行うことができることを示した．また，実験参加者から得られたコメントをもとに議論を行う．

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実行時干渉の発生確率予測

中島震

2013 年 30 巻 3 号 p. 3_95-3_101
発行日: 2013/07/25
公開日: 2013/08/31

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.3_95

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ITリスク評価では不具合の定量的な発生確率を求めることが要求される．オープンなシステムは，実行時の外部環境によって自身の機能振る舞いが影響を受け，その結果，不具合を生じる可能性がある．開発上流工程で得る結果は発生確率を正しく反映しない．開発の最終成果物を対象として発生確率を予測しなくてはならない．本稿では，稀な事象の発生確率を精度よく求める重点サンプリング法を，実行時検査に応用する方法を提案する．簡単な電子商取り引きWebアプリケーションでは，システムの利害関係者(ステークホルダ)に応じて定まる相対的な価値観に基づく不具合(柔らかな不具合)が生じることがある．稀な事象である柔らかな不具合の発生確率が求められることを実験によって確認した．

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動的利害相互作用に基づくステークホルダ分析方法の提案と節電問題への適用評価

青山幹雄, 木下康介, 山下和希

2013 年 30 巻 3 号 p. 3_102-3_108
発行日: 2013/07/25
公開日: 2013/08/31

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.3_102

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ステークホルダ間の動的な利害の相互作用の分析方法を提案する．従来のステークホルダ分析はステークホルダの組織における役割などの単一で静的な属性に基づいている．しかし，ステークホルダの利害は複合的で相互に影響する．本稿は，ステークホルダの役割とその活動を起点として利害を定義し，ステークホルダ間の動的な利害相互作用をi*を拡張してモデル化する方法を示す．さらに，ステークホルダ間の利害相互作用をその活動の貢献/リスク評価マトリクスにより評価し，ステークホルダを絞り込む方法を示す．提案方法を大学の節電問題に適用し，有用性を評価した．

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Java PathFinderにおける探索打ち切りポリシーを用いたヒューリスティック探索

前岡淳, 田辺良則, 石川冬樹

2013 年 30 巻 3 号 p. 3_109-3_122
発行日: 2013/07/25
公開日: 2013/08/31

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.3_109

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Java PathFinder (JPF)に代表されるソフトウェアモデル検査技術は，テスト工程における不具合検出に有効であるが，状態爆発への対応が課題となる．この課題を解決する手法として優先度に基づくヒューリスティック探索手法が提案されている．プログラムによって適する探索手法や優先度の付け方が異なるため，有効なヒューリスティック探索手法が多数存在することがのぞましい．本論文では，「範囲限定探索」に基づくヒューリスティック探索手法を提案する．従来手法は，ヒューリスティック関数によって各状態から不具合に早く到達できるかを見積もり，これに基づいて探索順序を決定する．これに対して提案手法では，「探索打ち切りポリシー関数」によって各状態から不具合に早く到達できるかを判断し，見込みが低い場合にはその状態からの探索を打ち切る．提案手法の有効性を検証するためにJPFに実装し，検証ツール評価用に作成されたテストプログラムを用いて既存手法との比較実験を行った．Javaによるテストプログラムを用いた実験の結果，提案手法が状態数比で2倍以上優位となるケースを確認し，ヒューリスティック探索の適用の幅が広がることを示した．

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トレーサビリティリンク回復を通じたトレーサビリティ測定と改善支援

伊藤弘毅, 田邉浩之, 波木理恵子, 鷲崎弘宜, 深澤良彰

2013 年 30 巻 3 号 p. 3_123-3_129
発行日: 2013/07/25
公開日: 2013/08/31

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.3_123

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トレーサビリティはソフトウェアの保守性を左右する1つの要素であり，これまで様々な管理手法が報告されてきた．しかし，現状ではトレーサビリティの達成度合を示す指標が提供されていないため，その認識は主観的なものになりがちである．我々は，UML記述の設計モデルとオブジェクト指向言語記述のソースコード間におけるトレーサビリティの定量的測定手法を提案する．具体的には，独自の半自動アルゴリズムにより設計と実装を対応付け，GQM法(Goal-Question-Metric approach)で定めた枠組みを利用し測定を実施する．提案手法を実際の設計モデルとソースコードの組に適用した結果，第三者でも少ない労力でトレーサビリティを把握できることを確認した．

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オブジェクトごとの層遷移を宣言的に記述できる文脈指向言語EventCJ

青谷知幸, 紙名哲生, 増原英彦

2013 年 30 巻 3 号 p. 3_130-3_147
発行日: 2013/07/25
公開日: 2013/08/31

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.3_130

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文脈指向言語EventCJを提案する．文脈指向プログラミングは文脈に依存する振舞を部分メソッドで定義し，それらをまとめた層として文脈をモジュール化するプログラミング手法である．文脈の変化は層の活性状態を実行時に変更することで実現する．EventCJはJavaを拡張した文脈指向言語で，層という単位で振舞を文脈ごとにモジュール化する．またEventCJはイベント宣言と活性層の遷移規則を持つ．これらの機構によって，オブジェクトごとの層の活性制御の宣言的な指定と，呼出し文脈を跨った層の活性制御が可能となった．本稿ではEventCJの言語設計を説明し，ContextFJを拡張した計算体系Featherweight EventCJを定義して，EventCJの意味論を与える．またAspectJプログラムへの変換によるコンパイル方法と最適化手法のアイデアを示す．

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永続性に基づく項書き換えシステムの合流性証明

鈴木翼, 青戸等人, 外山芳人

2013 年 30 巻 3 号 p. 3_148-3_162
発行日: 2013/07/25
公開日: 2013/08/31

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.3_148

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項書き換えシステムの合流性は永続性をもつので，適当な多ソート型付けにもとづいて項書き換えシステムRを部分システムに分解し，それぞれの部分システムが合流性をもつなら，Rも合流性をもつ．しかし，型付けによって部分システムへ分解できない場合には，このような判定方法は使えない．本論文では，部分システムに分解できない非左線形項書き換えシステムに対して適用可能となる，永続性に基づく新しい合流性証明法を提案する．

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正規言語上のAbstract Numeration Systemの文字列圧縮への応用

新屋良磨

2013 年 30 巻 3 号 p. 3_163-3_179
発行日: 2013/07/25
公開日: 2013/08/31

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.3_163

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Abstract Numeration System (ANS)は自然数と言語を一対一に対応づける記数法(Numeration System)である．本論文では，正規言語Lについて，Lに属する文字列wのL上のANSでの数 – wのL内での順番の計算によって圧縮を定義する．さらに，ANSによる圧縮では: (1) (無限集合である)正規言語Lから平均圧縮率を計算可能．(2) 圧縮対象の文字列長に対し準線形時間で圧縮可能．(3) 圧縮対象文字列wを分割して並列に圧縮可能等の良い性質を持つことを示す．本論文において，特に断らない限り任意長整数の乗算が定数時間で計算可能な一様コストモデルを仮定するが，乗算にコストがかかる場合での議論や解決策の提案も行う．

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値域分割にもとづくSPARQLクエリ分散処理方法

千代英一郎, 宮田康志, 横井一仁, 西山博泰

2013 年 30 巻 3 号 p. 3_180-3_186
発行日: 2013/07/25
公開日: 2013/08/31

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.3_180

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大規模なRDFグラフに対するSPARQLクエリ処理性能向上のため複数サーバを用いた分散処理方法が数多く提案されている．これらはデータもしくはクエリを分割し分散処理を行うものが中心であり，結合演算の多い複雑なクエリではサーバ間の通信・同期オーバヘッドによる性能低下がしばしば問題となる．本論文ではクエリ変数の値域分割にもとづくよりオーバヘッドの小さい分散処理方式およびその予備評価結果を示す．LUBMベンチマークにおける多くのクエリにおいてほぼ線形な台数効果が得られることを確認した．

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Alloy Analyzerを用いた表明に関する欠陥の検出手法 —JMLによる表明記述に対して—

森恵弥佳, 岡野浩三, 楠本真二

2013 年 30 巻 3 号 p. 3_187-3_193
発行日: 2013/07/25
公開日: 2013/08/31

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.30.3_187

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ソフトウェア開発の重要概念である契約による設計では，各クラス・メソッドが満たすべき仕様を表明として明確に定義することでソフトウェアの仕様理解の補助や，プログラム検証を可能にする．また表明の記述が十分であれば，メソッドの使用者が実装の詳細を考慮する必要がなくなり，情報隠蔽の度合いやモジュール性を高めることができる．しかし，表明の記述が不十分であったり表明と実装とが対応していないなどの欠陥があれば，これらの利点が十分に発揮されない．本研究では，Javaのソースコード中に表明を記述するための言語であるJMLの記述に対して，表明に関する欠陥を検出あるいは発見しやすくする手法を提案する．提案手法では，オブジェクト指向モデリングに影響を受けた形式仕様記述言語であるAlloyとその自動解析ツールAlloy Analyzerを利用した．また，ソフトウェア開発のための古典的な共通問題である在庫管理プログラムに対して適用実験を行った．その結果，8ヶ所の表明に関する欠陥を検出することができ，提案手法の有用性を確認できた．

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