The epidemics of programming language adoption

Autor: BARREIROS, Emanoel Francisco Spósito
Přispěvatelé: SOARES, Sérgio Castelo Branco, ALBUQUERQUE, Jones Oliveira de
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFPE
Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)
instacron:UFPE
Popis: FACEPE Context: In Software Engineering, technology transfer has been treated as a problem that concernsonly two agents (innovation and adoption agents) working together to fill the knowledge gap between them. In this scenario, the transfer is carried out in a “peer-to-peer” fashion, not changing the reality of individuals and organizations around them. This approach works well when one is just seeking the adoption of a technology by a“specific client”. However, it can not solve a common problem that is the adoption of new technologies by a large mass of potential new users. In a wider context like this, it no longer makes sense to focus on “peer-to-peer” transfer. A new way of looking at the problem is necessary. It makes more sense to approach it as diffusion of innovations, where there is an information spreading in a community, similar to that observed in epidemics. Objective: This thesis proposes a paradigm shift to show the adoption of programming languages can be formally addressed as an epidemic. This focus shift allows the dynamics of programming language adoption to be mathematically modelled as such, and besides finding models that explain the community’s behaviour when adopting programming languages, it allows some predictions to be made, helping both individuals who wish to adopt a new language that might seem to be a new industry standard, and language designers to understand in real time the adoption of a particular language by a community. Method: After a proof of concept with data from Sourceforge (2000 to 2009), data from GitHub (2009 to January 2016), a well-known open source software repository, and Stack Overflow (2008 to March 2016), a popular Q&A system for software developers, were obtained and preprocessed. Using cumulative biological growth functions, often used in epidemiological contexts, we obtained adjusted models to the data. Once with the adjusted models, we evaluated their predictive capabilities through repeated applications of hypothesis testing and statistical calculations in different versions of the models obtained after adjusting the functions to samples of different time frames from the repositories. Results: We show that programming language adoption can be formally considered an epidemiological phenomenon by adjusting a well-known mathematical function used to describe such phenomena. We also show that, using the models found, it is possible to forecast programming languages adoption. We also show that it is possible to have similar insights by observing user data, as well as data from the community itself, not using software developers as susceptible individuals. Limitations: The forecast of the adoption outcome (asymptote) needs to be taken with care because it varies depending on the sample size, which also influences the quality of forecasts in general. Unfortunately, we not always have control over the sample size, because it depends on the population under analysis. The forecast of programming language adoption is only valid for the analysed population; generalizations should be made with caution. Conclusion: Addressing programming languages adoption as an epidemiological phenomenon allows us to perform analyses not possible otherwise. We can have an overview of a population in real time regarding the use of a programming language, which allows us, as innovation agents, to adjust our technology if it is not achieving the desired “penetration”; as adoption agents, we may decide, ahead of our competitors, to adopt a seemingly promising technology that may ultimately become a standard. Contexto: Em Engenharia de Software, transferência de tecnologia tem sido tratada como um problema pontual, um processo que diz respeito a dois agentes (os agentes de inovação e adoção) trabalhando juntos para preencher uma lacuna no conhecimento entre estes dois. Neste cenário, a transferência é realizada “ponto a ponto”, envolvendo e tendo efeito apenas nos indivíduos que participam do processo. Esta abordagem funciona bem quando se está buscando apenas a adoção da tecnologia por um “cliente” específico. No entanto, ela não consegue resolver um problema bastante comum que é a adoção de novas tecnologias por uma grande massa de potenciais novos usuários. Neste contexto mais amplo, não faz mais sentido focar em transferência ponto a ponto, faz-se necessária uma nova maneira de olhar para o problema. É mais interessante abordá-lo como difusão de inovações, onde existe um espalhamento da informação em uma comunidade, de maneira semelhante ao que se observa em epidemias. Objetivo: Esta tese de doutorado mostra que a adoção de linguagens de programação pode ser tratada formalmente como uma epidemia. Esta mudança conceitual na maneira de olhar para o fenômeno permite que a dinâmica da adoção de linguagens de programação seja modelada matematicamente como tal, e além de encontrar modelos que expliquem o comportamento da comunidade quando da adoção de uma linguagem de programação, permite que algumas previsões sejam realizadas, ajudando tanto indivíduos que desejem adotar uma nova linguagem que parece se apresentar como um novo padrão industrial, quanto ajudando projetistas de linguagens a entender em tempo real a adoção de uma determinada linguagem pela comunidade. Método: Após uma prova de conceito com dados do Sourceforge (2000 a 2009), dados do GitHub (2009 a janeiro de 2016) um repositório de projetos software de código aberto, e Stack Overflow (2008 a março de 2016) um popular sistema de perguntas e respostas para desenvolvedores de software, from obtidos e pré processados. Utilizando uma função de crescimento biológico cumulativo, frequentemente usada em contextos epidemiológicos, obtivemos modelos ajustados aos dados. Uma vez com os modelos ajustados, realizamos avaliações de sua precisão. Avaliamos suas capacidades de previsão através de repetidas aplicações de testes de hipóteses e cálculos de estatísticas em diferentes versões dos modelos, obtidas após ajustes das funções a amostras de diferentes tamanhos dos dados obtidos. Resultados: Mostramos que a adoção de linguagens de programação pode ser considerada formalmente um fenômeno epidemiológico através do ajuste de uma função matemática reconhecidamente útil para descrever tais fenômenos. Mostramos também que é possível, utilizando os modelos encontrados, realizar previsões da adoção de linguagens de programação em uma determinada comunidade. Ainda, mostramos que é possível obter conclusões semelhantes observando dados de usuários e dados da comunidade apenas, não usando desenvolvedores de software como indivíduos suscetíveis. Limitações: A previsão do limite superior da adoção (assíntota) não é confiável, variando muito dependendo do tamanho da amostra, que também influencia na qualidade das previsões em geral. Infelizmente, nem sempre teremos controle sob o tamanho da amostra, pois ela depende da população em análise. A adoção da linguagem de programação só é válida para a população em análise; generalizações devem ser realizadas com cautela. Conclusão: Abordar o fenômeno de adoção de linguagens de programação como um fenômeno epidemiológico nos permite realizar análises que não são possíveis de outro modo. Podemos ter uma visão geral de uma população em tempo real no que diz respeito ao uso de uma linguagem de programação, o que nos permite, com agentes de inovação, ajustar a tecnologia caso ela não esteja alcançando o alcance desejado; como agentes de adoção, podemos decidir por adotar uma tecnologia aparentemente promissora que pode vir a se tornar um padrão.
Databáze: OpenAIRE
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