Evaluating requirements engineering tools and atalogue-based reuse of natural-language requirements in global software engineering = Evaluación en ingeniería global de software de herramientas de ingeniería de requisitos y de la reutilización de requisitos en lenguaje natural basada en catálogos

Abstract

A pesar de que la reutilización de requisitos y la globalización son dos cuestiones relevantes, y la utilidad de la reutilización de requisitos ya ha sido confirmada en varios estudios, hasta donde sabemos, no existen en la actualidad propuestas que aborden la reutilización de requisitos y la Ingeniería Global de Software (IGS) conjuntamente. Creemos que si se definen mecanismos adecuados basados en reutilización para la especificación de requisitos en lenguaje natural, la eficacia y la productividad de los proyectos de IGS podrían verse enormemente favorecidos. La hipótesis de esta tesis doctoral es, por lo tanto, la siguiente: Si se definieran técnicas adecuadas de reutilización basada en catálogos y una herramienta de soporte automatizado para la especificación de requisitos en lenguaje natural cuando los interesados están distribuidos globalmente, entonces se obtendrían ganancias relevantes de eficacia y productividad en los proyectos de desarrollo de software. Objetivos Con el fin de probar la hipótesis anterior, definimos el siguiente objetivo general para esta tesis doctoral: Proponer técnicas de reutilización basada en catálogos y una herramienta de soporte automatizado para la especificación de requisitos en lenguaje natural en IGS, y validarlas empíricamente. Este objetivo general se desglosa en los siguientes objetivos específicos: • Objetivo 1. Proponer técnicas basadas en reutilización para la especificación de requisitos en lenguaje natural en IGS. • Objetivo 2. Proporcionar un soporte automatizado para las técnicas de reutilización de requisitos por medio de un prototipo de herramienta. • Objetivo 3. Validar empíricamente las técnicas y el prototipo en un escenario de IGS. Metodología Los métodos empíricos han convertido en una parte integral de la investigación y la práctica en Ingeniería del Software (IS). Los estudios empíricos se suelen clasificar en tres grupos: encuesta, caso de estudio y experimento. Dos de estas técnicas se han aplicado en esta tesis doctoral, a saber encuesta y experimento. La encuesta permite describir una situación o fenómeno a partir de datos obtenidos a través de entrevistas o cuestionarios administrados a una muestra representativa de la población objeto de estudio. Por otra parte, el experimento proporciona un alto nivel de control, ya que permite la manipulación de variables y la medición de sus efectos. La Revisión Sistemática de la Literatura (RSL) también se ha utilizado en esta tesis doctoral. Es un medio para sintetizar de forma rigurosa la literatura científica en relación a una pregunta formulada por el investigador. Esta técnica permite caracterizar la evidencia sobre un tema en particular y ayuda a identificar las brechas en el estado del arte, con el fin de establecer las bases de una nueva actividad de investigación. Otros métodos de investigación son más específicos y se adaptan muy bien a la investigación llevada a cabo en determinados campos del conocimiento. DESMET es un método diseñado para evaluar los métodos y herramientas de IS. Por esta razón, se ha aplicado también en esta tesis doctoral. Conclusiones La gestión del conocimiento en escenarios distribuidos globalmente es una tarea difícil. Esta tesis se centra principalmente en un método de Ingeniería de Requisitos (IR) basado en reutilización para IGS que especifica el conocimiento en forma de requisitos en lenguaje natural. Se propone el uso de un repositorio para organizar en catálogos conjuntos de requisitos reutilizables interrelacionados, con la finalidad de gestionar el conocimiento de los requisitos. Hasta donde sabemos, no hay otras propuestas que aborden ambas cuestiones, IGS y reutilización de requisitos, de manera conjunta. Nuestra contribución clave en el contexto del método mencionado anteriormente radica en: (1) las técnicas de especificación requisitos; (2) la herramienta prototípica de soporte automatizado; y (3) la validación empírica de la propuesta.

Even though requirements reuse and globalisation are two relevant issues, and the usefulness of requirements reuse has already been confirmed in several studies, to the best of my knowledge, there are no proposals addressing both natural language (NL) requirements reuse and Global Software Engineering (GSE) together. I believe that if adequate reuse-based mechanisms for natural-language requirements specification are defined, effectiveness and productivity of GSE projects could be greatly favoured. The hypothesis of this doctoral dissertation is thus as follows: If adequate catalogue-based reuse techniques and an automated tool support were defined for natural-language requirements specification when stakeholders are globally distributed, then relevant gains of effectiveness and productivity in software development projects would be obtained. Goals In order to test the previous hypothesis, the following overall goal was defined for this dissertation: Propose catalogue-based reuse techniques and an automated tool support for natural-language requirements specification in GSE, and validate them empirically. This general objective is broken down into the following specific goals: • Goal 1. Devise reuse-based techniques for natural-language requirements specification in GSE. • Goal 2. Provide automated support for the requirements reuse techniques by using a prototypical tool. • Goal 3. Validate the techniques and the prototype empirically in a GSE scenario. Methodology Empirical methods have become an integral part of research and practice in Software Engineering (SE). Empirical studies are usually classified into three groups: survey, case study and experiment. Two of these techniques have been applied in this doctoral thesis, namely survey and experiment. The survey allows describing a situation or phenomenon using data obtained through interviews or questionnaires administered to a representative sample of the population under study. On the other hand, the experiment provides a high level of control, as it enables manipulation of variables and measurement of their effects. The Systematic Literature Review (SLR) has also been used in this dissertation. It is a means to rigorously synthesise the scientific literature in relation to a question asked by the researcher. This technique allows characterising the evidence on a particular issue and helps identify gaps in the state-of-the-art, in order to establish the basis of a new research activity. Other research methods are more specific and fit very well to the research carried out in certain fields of knowledge. DESMET is a method designed for evaluating SE methods and tools. For this reason, it has been also applied in this doctoral thesis so as to evaluate RE tools. Conclusions Knowledge management in globally distributed settings is a challenging task. This thesis primarily focuses on a reuse-based Requirements Engineering (RE) method for GSE that specifies knowledge in the form of natural language requirements. The use of a repository is proposed to arrange into catalogues sets of interrelated reusable requirements, with the purpose of managing requirements knowledge. To the best of my knowledge, there are no other proposals which tackle both issues, GSE and NL requirements reuse, jointly. My key contribution in the context of the previously mentioned method lies in: (1) devising the requirements specification techniques; (2) developing the prototypical automated tool support, based on an extensive study of the RE tools market; and (3) performing the empirical validation of the proposal.