The graphical nature of prominent modelling notations, such as the standards UML and SysML, enables them to tap into the cognitive benefits of diagrams. However, these notations hardly exploit the cognitive potential of diagrams and are only partially graphical with invariants and operations being expressed textually. The Visual Contract Language (VCL) aims at improving visual modelling; it tries to (a) maximise diagrammatic cognitive effectiveness, (b) increase visual expressivity, and (c) level of rigour and formality. It is an alternative to UML that does largely pictorially what is traditionally done textually. The paper presents the results of a controlled experiment carried out four times in different academic settings and involving 43 participants, which compares VCL against UML and OCL and whose goal is to provide insight on benefits and limitations of visual modelling. The paper’s hypotheses are evaluated using a crossover design with the following tasks: (i) modelling of state space, invariants and operations, (ii) comprehension of modelled problem, (iii) detection of model defects and (iv) comprehension of a given model. Although visual approaches have been used and advocated for decades, this is the first empirical investigation looking into the effects of graphical expression of invariants and operations on modelling and model usage tasks. Results suggest VCL benefits in defect detection, model comprehension, and modelling of operations, providing some empirical evidence on the benefits of graphical software design.

中文翻译：

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视觉设计建模的实验性审查：VCL 对抗 UML+OCL

突出的建模符号（例如标准 UML 和 SysML）的图形特性使他们能够利用图表的认知优势。然而，这些符号几乎没有利用图表的认知潜力，只是部分图形化，不变量和操作以文本形式表达。视觉契约语言 (VCL) 旨在改进视觉建模；它试图 (a) 最大限度地提高图解认知效率，(b) 增加视觉表现力，以及 (c) 严谨和正式的程度。它是 UML 的替代品，主要以图形方式完成传统上以文本方式完成的工作。本文介绍了在不同学术环境中进行了四次、涉及 43 名参与者的受控实验的结果，它将 VCL 与 UML 和 OCL 进行比较，其目标是提供有关可视化建模的优点和局限性的见解。本文的假设使用具有以下任务的交叉设计进行评估：（i）状态空间、不变量和操作的建模，（ii）建模问题的理解，（iii）模型缺陷的检测和（iv）给定模型的理解. 尽管视觉方法已经被使用和提倡了几十年，但这是第一次研究不变量和操作的图形表达对建模和模型使用任务的影响的实证研究。结果表明 VCL 在缺陷检测、模型理解和操作建模方面的优势，为图形软件设计的优势提供了一些经验证据。本文的假设使用具有以下任务的交叉设计进行评估：（i）状态空间、不变量和操作的建模，（ii）建模问题的理解，（iii）模型缺陷的检测和（iv）给定模型的理解. 尽管视觉方法已经被使用和提倡了几十年，但这是第一次研究不变量和操作的图形表达对建模和模型使用任务的影响的实证研究。结果表明 VCL 在缺陷检测、模型理解和操作建模方面的优势，为图形软件设计的优势提供了一些经验证据。本文的假设使用具有以下任务的交叉设计进行评估：（i）状态空间、不变量和操作的建模，（ii）建模问题的理解，（iii）模型缺陷的检测和（iv）给定模型的理解. 尽管视觉方法已经被使用和提倡了几十年，但这是第一次研究不变量和操作的图形表达对建模和模型使用任务的影响的实证研究。结果表明 VCL 在缺陷检测、模型理解和操作建模方面的优势，为图形软件设计的优势提供了一些经验证据。(iii) 检测模型缺陷和 (iv) 对给定模型的理解。尽管视觉方法已经被使用和提倡了几十年，但这是第一次研究不变量和操作的图形表达对建模和模型使用任务的影响的实证研究。结果表明 VCL 在缺陷检测、模型理解和操作建模方面的优势，为图形软件设计的优势提供了一些经验证据。(iii) 检测模型缺陷和 (iv) 对给定模型的理解。尽管视觉方法已经被使用和提倡了几十年，但这是第一次研究不变量和操作的图形表达对建模和模型使用任务的影响的实证研究。结果表明 VCL 在缺陷检测、模型理解和操作建模方面的优势，为图形软件设计的优势提供了一些经验证据。