UML 클래스다이어그램의 이해에 있어 레이아웃이 미치는 영향에 대한 연구 = A Study on the Layout Influence on the Comprehension of UML Class Diagram

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In 2000's many studies for UML, de facto standard of notation for software design, are performed. The class diagram, a kind of UML, has been used for the software comprehension because this model is mainly employed to describe the object oriented software. The study for class diagram comprehension includes the effect of the layout of the diagram, the effect of UML stereotype.
This paper describes the effect on comprehension from the class diagram’s layout based on literature review. At first, although the criteria for effective layout of UML diagram are studied, there are such many criteria that the practicers are confused to select the layout. At second, adaptable algorithm should be presented, not just enumerating layout criteria. Thus, this paper presents layout criteria, which is generalized and theoretically validated, by collecting, analyzing, and synthesizing the diagram layout criteria invented by previous studies. Also, it proposes adaptable layout criteria at pseudo code level by defining layout algorithm.
To validate effectiveness of the invented layout criteria, controlled experiment is performed. The experiment tested whether a dependent variable, comprehension, was significantly affected by independent variables, layout (applied, not applied) and diagram complexity (simple, complex). The subjects are 47 Sangmyung University students who enroll the Software Engineering class. To evaluate the comprehension of diagram, subjects response some questions about specific diagram, and the comprehension score is calculated by grading the questionnaires. The experimental materials were class diagrams about IFIP conference and the university management. The response from subjects is recorded by using the web based online system. The results of this study indicate that layout and complexity affect the comprehension of class diagram.
This study makes contributions by suggesting the generalized layout criteria through literature review and algorithm for raising the adaptableness of the layout. This paper can be helpful to scientist who study algorithm of class diagram’s layout and also beneficial to software designer when he or she draw the class diagram.

국문 초록 (Abstract)

UML은 소프트웨어 표기법의 사실상 표준으로 2000년대에 들어 많은 연구가 이루어져왔다. 그 중 클래스다이어그램은 객체지향 소프트웨어를 표현하는데 주로 사용되는 모델이기 때문에 소프트웨어 이해도 연구 시 많이 다루어져 왔다. 클래스다이어그램의 이해도 연구를 보면 다이어그램의 레이아웃이 이해도에 미치는 영향, UML 스테레오 타입이 이해도에 미치는 영향 등이 있다.
본 연구는 기존 연구를 바탕으로 클래스다이어그램의 레이아웃이 이해도에 미치는 영향에 대해 연구했다. 그 이유는 첫 째, UML 다이어그램의 효과적인 레이아웃 기준이 연구되어왔으나, 너무 많은 레이아웃 기준이 존재하기 때문에 실무자는 어떤 기준을 적용해야 할 지 혼란을 겪고있다. 둘 째, 단순 나열식의 레이아웃 기준 제시가 아닌 적용 가능한 수준의 레이아웃 알고리즘이 필요하기 때문이다. 따라서 본 연구는 기존 문헌에서 제시된 다이어그램 레이아웃 기준을 분석 및 조합함으로써 이론적으로 타당한, 그리고 일반화된 레이아웃 기준을 제시하였다. 또한 의사코드 수준에서의 레이아웃 알고리즘을 정의함으로써 적용 용이한 레이아웃 기준을 제시했다.
본 연구에서 제시된 레이아웃 기준의 효과를 검증하기 위해 통제 실험을 실시했으며 이를 통해 2개의 독립변수인 레이아웃(적용, 미적용), 다이어그램 복잡도(단순, 복잡)가 이해도에 미치는 영향을 확인했다. 실험의 피험자는 상명대학교 디지털미디어학부생 중 소프트웨어공학을 수강하는 47명의 학생이며 피험자의 다이어그램 이해도 측정은 특정 다이어그램에 대한 질문을 제시하고 이에 대한 응답을 작성하게 한 후 채점을 하여 이해도 점수를 계산했다. 실험 자료는 IFIP 컨퍼런스, 대학 학사업무에 대한 클래스다이어그램이며 웹 기반 온라인 시스템을 사용하여 피험자의 응답을 서버에 기록했다. 실험 데이터 분석 결과 레이아웃과 복잡도는 클래스다이어그램 이해에 영향을 미치는 것으로 확인됐다.
본 연구는 문헌연구를 통한 일반적 레이아웃 기준을 제시한 점, 레이아웃 적용성을 높이는 알고리즘을 제시했다는 점에서 공헌점을 지닌다. 따라서 본 연구 결과는 클래스다이어그램 레이아웃 알고리즘을 연구하는 공학자에게는 기초연구 자료로, 실무 소프트웨어 설계자에게는 클래스다이어그램 작성 시 참고 자료로 활용될 수 있다.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 = 1
• II. 문헌 연구 = 5
• 1. 다이어그램 레이아웃 연구 = 5
• 2. 레이아웃 기준 제안 = 9
• 3. 레이아웃 알고리즘 = 10
• III. 연구 방법 = 16
• 1. 실험 설계 = 16
• 2. 피험자 = 18
• 3. 변수 = 18
• 4. 실험 사례 = 21
• 5. 실험 절차 = 23
• 6. 실험 장비 = 24
• 7. 데이터 수집 = 25
• 8. 데이터 분석 = 26
• IV. 결과 = 28
• 1. 통계분석 결과 = 28
• 2. 가설 검증 = 28
• V. 결론 = 30
• 1. 토의 = 30
• 2. 구성 타당성(Construct Validity) = 31
• 3. 내적 타당성(Internal Validity) = 31
• 4. 외적 타당성(External Validity) = 32
• 5. 공헌점 = 33
• 6. 향후 연구 = 33
• 부록 1. 레이아웃 기준 정의 = 34
• 단계1. 선행연구에 제시된 그래프 레이아웃 기준 수집 = 34
• 단계2. 수집된 기준의 그룹핑 = 38
• 단계3. 2개 이상의 선행연구에서 공통적으로 채택된 기준 선정 = 41
• 단계4. 레이아웃 이외의 부가정보, 추상적 기준은 제외 = 42
• 부록2. 레이아웃 알고리즘에 따른 다이어그램 변경 = 43
• 1. IFIP 다이어그램 = 43
• 2. 학사업무 다이어그램 = 46
• 부록3. 이해도 측정 질문 = 48
• 부록4. 사례 클래스다이어그램 = 55
• 참고문헌 = 57
• Abstract = 61