I. Tổng Quan Về Chuyển Ngôn Ngữ Trong Biểu Diễn Yêu Cầu
Yêu cầu phần mềm thường được mô tả bằng ngôn ngữ tự nhiên, vốn được coi là nhập nhằng, thiếu tính rõ ràng. Các phương pháp hình thức hiện tại lại chỉ cho phép kiểm chứng yêu cầu khi chúng được mô tả bằng ngôn ngữ hình thức, vốn được coi là khá khó hiểu đối với nhóm phát triển. Để giải quyết vấn đề này, Konrad và Cheng đã đưa ra một hệ thống luật mô tả (SΡSKເ) xây dựng bởi một số lượng giới hạn các từ vựng và cấu trúc tiếng Anh. SΡSKເ giúp ghi lại yêu cầu chức năng bằng một ngôn ngữ là tập con của ngôn ngữ tự nhiên (tiếng Anh) mà lại có thể dịch tự động sang logic hình thức. Tuy nhiên, SΡSKເ lại gặp vấn đề khi không mô tả các yêu cầu phi chức năng. Để bổ sung điểm yếu này, chúng ta có thể kết hợp thêm với hệ thống luật mô tả đưa ra bởi Grunsk L (SK̟SǤ).
1.1. Giới Thiệu Về Biểu Diễn Yêu Cầu Phần Mềm Đa Ngôn Ngữ
Biểu diễn yêu cầu phần mềm đa ngôn ngữ là một lĩnh vực quan trọng trong kỹ thuật phần mềm, đặc biệt khi các dự án phần mềm ngày càng trở nên phức tạp và đa dạng về mặt ngôn ngữ. Việc chuyển đổi giữa các ngôn ngữ khác nhau trong quá trình biểu diễn yêu cầu giúp các bên liên quan hiểu rõ hơn về các yêu cầu của hệ thống, từ đó giảm thiểu rủi ro và tăng cường sự hợp tác. Các phương pháp biểu diễn yêu cầu bao gồm sử dụng ngôn ngữ tự nhiên, ngôn ngữ hình thức, và các mô hình trực quan.
1.2. Tầm Quan Trọng Của Chuyển Đổi Ngôn Ngữ Yêu Cầu Phần Mềm
Việc chuyển đổi ngôn ngữ yêu cầu phần mềm đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo tính chính xác và đầy đủ của các yêu cầu. Khi các yêu cầu được biểu diễn bằng nhiều ngôn ngữ khác nhau, việc chuyển đổi giữa chúng giúp phát hiện các mâu thuẫn và đảm bảo rằng tất cả các bên liên quan đều hiểu rõ về các yêu cầu. Điều này đặc biệt quan trọng trong các dự án phần mềm lớn, nơi có nhiều nhóm phát triển làm việc cùng nhau và sử dụng các ngôn ngữ khác nhau.
II. Thách Thức Trong Chuyển Đổi Ngôn Ngữ Yêu Cầu Phần Mềm
Năm 2012, của nhóm nghiên cứu của BOSCH và nhóm nghiên cứu của đại học Freiburg đã kết hợp để kiểm chứng lại SΡSKເ trong phạm vi đặc biệt (công nghiệp ô tô), và trong phần phân tích họ cho rằng có thể sẽ rất hữu ích nếu xem xét việc mở rộng SΡSKເ bằng cách bổ sung thêm SΡSǤ để thể hiện được những yêu cầu phi chức năng. Một vấn đề khác là nghiên cứu này không mô tả cách thức chuyển từ yêu cầu phần mềm bằng ngôn ngữ tự nhiên sang mô tả bằng SΡS trong công bố này. Việc mô tả rõ phương pháp chuyển đổi là một việc vô cùng cần thiết để có thể khẳng định quá trình chuyển đổi có thực sự chính xác hay không, và là căn cứ để đánh giá kết quả chuyển đổi có đáng tin hay không.
2.1. Vấn Đề Nhập Nhằng Của Ngôn Ngữ Tự Nhiên Trong Yêu Cầu
Một trong những thách thức lớn nhất trong chuyển đổi ngôn ngữ yêu cầu phần mềm là tính nhập nhằng của ngôn ngữ tự nhiên. Ngôn ngữ tự nhiên thường chứa đựng nhiều ý nghĩa khác nhau, và việc diễn giải các yêu cầu bằng ngôn ngữ tự nhiên có thể dẫn đến sự hiểu lầm và sai sót. Để giải quyết vấn đề này, cần sử dụng các kỹ thuật phân tích ngữ nghĩa và ngữ cảnh để làm rõ ý nghĩa của các yêu cầu.
2.2. Khó Khăn Trong Tự Động Hóa Biểu Diễn Yêu Cầu
Tự động hóa quá trình biểu diễn yêu cầu là một mục tiêu quan trọng, nhưng cũng đầy thách thức. Việc chuyển đổi từ ngôn ngữ tự nhiên sang ngôn ngữ hình thức đòi hỏi các công cụ và kỹ thuật phức tạp, có khả năng phân tích và hiểu được ý nghĩa của các yêu cầu. Các công cụ này cần phải được huấn luyện và kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả.
III. Phương Pháp Chuyển Đổi Ngôn Ngữ Yêu Cầu Hiệu Quả Nhất
Từ nghiên cứu nói trên, luận văn đặt ra hai mục tiêu chính cần giải quyết: Sự kết hợp giữa SΡSKເ và SΡSǤ thành một SΡS kết hợp (sau đây được gọi là SΡSເ) có đầy đủ để mô tả được các yêu cầu của một phần mềm hay không. Cần có những quy tắc nào để chuyển đổi từ ngôn ngữ tự nhiên sang SΡSເ tránh sai sót và giảm công sức của người thực hiện. 6 bộ mẫu sử dụng để kiểm chứng vấn đề đầu tiên là ví dụ mẫu cho phân tích yêu cầu trong tập tài liệu hướng dẫn “IBM rational software - Section 1: Course Registration Requirements” [8], với giả định rằng đây là bộ yêu cầu đủ rõ ràng và bao quát.
3.1. Sử Dụng Hệ Thống Luật Mô Tả SPS Để Biểu Diễn Yêu Cầu
Hệ thống luật mô tả (SPS) là một phương pháp hiệu quả để biểu diễn yêu cầu phần mềm một cách rõ ràng và chính xác. SPS sử dụng một tập hợp các quy tắc và từ vựng giới hạn để mô tả các yêu cầu, giúp giảm thiểu sự nhập nhằng và đảm bảo tính nhất quán. Việc sử dụng SPS cũng giúp tự động hóa quá trình kiểm tra và xác minh các yêu cầu.
3.2. Kết Hợp SPSKເ và SPSG Để Mô Tả Yêu Cầu Toàn Diện
Việc kết hợp giữa SPSKເ và SPSG giúp mô tả các yêu cầu phần mềm một cách toàn diện hơn. SPSKເ tập trung vào các yêu cầu chức năng, trong khi SPSG tập trung vào các yêu cầu phi chức năng. Bằng cách kết hợp cả hai, có thể đảm bảo rằng tất cả các khía cạnh của hệ thống đều được mô tả đầy đủ và chính xác.
3.3. Áp Dụng Bảng Hỏi PROPEL Để Hỗ Trợ Chuyển Đổi Ngôn Ngữ
Bảng hỏi PROPEL là một công cụ hữu ích để hỗ trợ quá trình chuyển đổi ngôn ngữ yêu cầu. PROPEL sử dụng một hệ thống câu hỏi và câu trả lời để hướng dẫn người dùng xác định các mối quan hệ giữa các sự kiện và trạng thái trong hệ thống. Điều này giúp người dùng dễ dàng xác định các mẫu đặc tả phù hợp và giảm thiểu sai sót.
IV. Công Cụ Hỗ Trợ Chuyển Đổi Ngôn Ngữ Yêu Cầu Phần Mềm
Công cụ hỗ trợ chuyển yêu cầu từ ngôn ngữ tự nhiên sang SΡSເ được xây dựng dựa trên ý tưởng dùng bảng hỏi trong phương pháp PROPEL (PROPertɣ ELucidation approach) được trình bày trong luận án tiến sĩ của Rachel L. 2 Tổng quan tình hình nghiên cứu Quá trình phát triển phần mềm thường gồm nhiều giai đoạn và gồm những công việc chính là phân tích yêu cầu, thiết kế hệ thống, lập trình sản phẩm, kiểm thử và phát hành tới khách hàng. Trước đây, khi một dự án thất bại (số tiền/thời gian thực hiện vượt quá kế hoạch ban đầu, sản phẩm quá nhiều lỗi,…), một số người thường nghĩ đó là lỗi của quá trình lập trình sản phẩm, nhưng thực tế không phải vậy.
4.1. Giới Thiệu Về Công Cụ PROPEL Trong Biểu Diễn Yêu Cầu
PROPEL (PROPertɣ ELucidation approach) là một công cụ hỗ trợ xác định yêu cầu, sử dụng hệ thống câu hỏi để hướng dẫn người dùng tìm ra biểu diễn hợp lý. Theo thống kê tác giả, PROPEL có thể giúp tìm ra các yêu cầu với độ chính xác 95%. Công cụ này cung cấp ba giao diện, trong đó đưa ra câu hỏi và các lựa chọn trả lời, giúp người dùng dễ dàng xác định mối liên quan giữa các sự kiện/trạng thái trong yêu cầu hệ thống.
4.2. Các Giao Diện Chính Của Công Cụ PROPEL
PROPEL cung cấp ba giao diện chính, bao gồm: Giao diện bảng hỏi dạng cây (QT), đưa ra câu hỏi và các câu trả lời để người dùng lựa chọn, qua đó giúp người dùng có thể chọn mẫu đặc tả thuộc tính phù hợp. Giao diện đồ họa mô phỏng máy trạng thái hữu hạn mở rộng (Finite-State Automata - FSA) giúp đảm bảo sự chuẩn xác của yêu cầu; Giao diện ngôn ngữ tự nhiên (DNL) giúp người dùng có thể dễ dàng hiểu được.
V. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Chuyển Ngôn Ngữ Yêu Cầu Phần Mềm
Quá trình chuyển đổi ngôn ngữ trong luận văn này cũng cho thấy kể cả ví dụ mẫu của IBM cũng cần phải bổ sung thêm thông tin mới có thể chuyển sang SΡSເ. Một phương pháp ít tham vọng hơn và có độ chính xác cao hơn là PROPEL – công cụ sử dụng hệ thống câu hỏi để hướng dẫn người dùng tìm ra biểu diễn hợp lý [4]. Theo thống kê tác giả, PROPEL có thể giúp tìm ra các yêu cầu với độ chính xác 95%. Công cụ này cung cấp ba giao diện, trong đó đưa ra câu hỏi và các lựa chọn trả lời, giúp người dùng dễ dàng xác định mối liên quan giữa các sự kiện/trạng thái trong yêu cầu hệ thống.
5.1. Áp Dụng Trong Các Dự Án Phần Mềm Đa Quốc Gia
Chuyển ngôn ngữ yêu cầu phần mềm đặc biệt hữu ích trong các dự án phần mềm đa quốc gia, nơi có nhiều nhóm phát triển làm việc cùng nhau và sử dụng các ngôn ngữ khác nhau. Việc chuyển đổi giữa các ngôn ngữ giúp đảm bảo rằng tất cả các bên liên quan đều hiểu rõ về các yêu cầu của hệ thống, từ đó giảm thiểu rủi ro và tăng cường sự hợp tác.
5.2. Sử Dụng Trong Phát Triển Phần Mềm Hướng Dịch Vụ SOA
Trong phát triển phần mềm hướng dịch vụ (SOA), việc chuyển đổi ngôn ngữ yêu cầu giúp đảm bảo tính tương thích và khả năng tích hợp giữa các dịch vụ khác nhau. Các yêu cầu của mỗi dịch vụ có thể được biểu diễn bằng các ngôn ngữ khác nhau, và việc chuyển đổi giữa chúng giúp đảm bảo rằng các dịch vụ có thể giao tiếp và làm việc cùng nhau một cách hiệu quả.
VI. Kết Luận Và Hướng Phát Triển Của Chuyển Ngôn Ngữ Yêu Cầu
Việc sử dụng bảng hỏi sẽ giúp cho người dùng xác định được chính xác mối quan hệ về logic mà không cần thiết phải biết sâu về các ngôn ngữ logic. Ví dụ dễ thấy là việc thường xuyên nhầm lẫn giữa hai phạm vi “after A until B” và “between A and B”. Khi được hỏi, người dùng sẽ lựa chọn hoặc là: sau khi A xảy ra, xử lý vẫn sẽ xảy ra cho dù B không xảy ra; hoặc là: sau khi A xảy ra, nếu B không xảy ra thì xử lý sẽ không xảy ra. hệ thống sẽ đưa ra kết quả là “After A until B” với lựa chọn đầu tiên, và “between A and B” với lựa chọn thứ 2. cho thấy 4 loại mô tả xử lý chính mà PROPEL xác định được dựa trên các câu trả lời của người dùng.
6.1. Tóm Tắt Các Kết Quả Nghiên Cứu Về Biểu Diễn Yêu Cầu
Các nghiên cứu về biểu diễn yêu cầu đã đạt được nhiều tiến bộ đáng kể trong việc cải thiện tính rõ ràng, chính xác và đầy đủ của các yêu cầu phần mềm. Các phương pháp như SPS, PROPEL và các công cụ hỗ trợ tự động hóa đã giúp giảm thiểu sự nhập nhằng và tăng cường sự hợp tác giữa các bên liên quan.
6.2. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Chuyển Đổi Ngôn Ngữ Tự Động
Hướng nghiên cứu tiếp theo về chuyển đổi ngôn ngữ yêu cầu phần mềm nên tập trung vào việc phát triển các công cụ và kỹ thuật tự động hóa, có khả năng phân tích và hiểu được ý nghĩa của các yêu cầu bằng ngôn ngữ tự nhiên. Các công cụ này cần phải được huấn luyện và kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả. Ngoài ra, cần nghiên cứu các phương pháp kết hợp giữa ngôn ngữ tự nhiên và ngôn ngữ hình thức để tạo ra các biểu diễn yêu cầu dễ hiểu và dễ kiểm tra.
