論文の概要: From Metrics to Improvement: A Lifecycle-Aware LLM Feedback Framework for Research Software Quality
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.23118v1
- Date: Mon, 24 Aug 2026 11:28:26 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-25 18:24:36.998759
- Title: From Metrics to Improvement: A Lifecycle-Aware LLM Feedback Framework for Research Software Quality
- Title(参考訳): メトリクスから改善へ - 研究ソフトウェア品質のためのライフサイクル対応LLMフィードバックフレームワーク
- Abstract要約: 研究ソフトウェアは、ソフトウェア工学の専門知識が限られている研究者によってしばしば開発される。
これは、メンテナンス性、再利用性、持続可能性を妨げる品質上の問題を引き起こす可能性がある。
本稿では,Large Language Model (LLM) に基づくコード修正と,定量的ソフトウェア品質評価を統合したライフサイクル認識フレームワークを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.460186703921934
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Research software is increasingly central to scientific workflows, yet it is often developed by researchers with limited software engineering expertise. This can lead to quality issues that hinder maintainability, reproducibility, reuse, and sustainability. Existing static analysis tools can identify such issues, but their outputs often require expert interpretation and provide limited support for translating quality assessments into actionable improvements. To address this gap, we propose a lifecycle-aware framework that integrates quantitative software quality assessment with Large Language Model (LLM)-based code refinement. The framework comprises two stages. First, a lifecycle-aware Quality Model is developed from established software quality standards and practitioner requirements. The model defines five quality dimensions and 25 candidate metrics, of which 14 are operationalized using existing analysis tools and custom measurements. Second, the resulting quality diagnostics are used as structured feedback within an iterative LLM-based refinement process, enabling generated improvements to be repeatedly reassessed against the Quality Model. We evaluate the framework on notebook-centric research software using multiple LLMs and compare iterative structured feedback with single-step feedback and unstructured prompting. The results show improvements in specific quality attributes, particularly code duplication and structural quality, while also revealing trade-offs among maintainability, code size, documentation, and complexity. These findings demonstrate the potential of metric-driven LLM feedback for research software quality improvement while highlighting its inherently multi-objective nature \footnote{The source code and experimental data are publicly available at https://github.com/QCDIS/Software_Quality_Control_LLM . }
- Abstract(参考訳): 研究ソフトウェアは科学的なワークフローの中心的存在になりつつあるが、ソフトウェア工学の専門知識が限られている研究者によってしばしば開発されている。
これは、メンテナンス性、再現性、再利用性、持続可能性を妨げる品質の問題を引き起こす可能性がある。
既存の静的解析ツールはそのような問題を識別できるが、そのアウトプットは専門家の解釈を必要とし、品質評価を実用的な改善に翻訳するための限定的なサポートを提供する。
このギャップに対処するために,ソフトウェア品質の定量的評価をLLM(Large Language Model)ベースのコード改善と統合するライフサイクルアウェアフレームワークを提案する。
フレームワークは2つのステージから構成される。
まず、ライフサイクルを意識した品質モデルが、確立されたソフトウェア品質標準と実践者の要求から開発されます。
モデルは5つの品質ディメンションと25の候補メトリクスを定義し、そのうち14は既存の分析ツールとカスタム測定を使用して運用されている。
第2に、得られた品質診断は、繰り返しLCMベースの精錬プロセスにおいて構造化されたフィードバックとして使用され、生成した改善を品質モデルに対して繰り返し再評価することができる。
複数のLCMを用いてノートブック中心の研究ソフトウェア上でのフレームワークの評価を行い、反復的な構造化されたフィードバックと単一ステップのフィードバックと非構造化的なプロンプトを比較した。
結果は、特定の品質特性、特にコードの重複と構造的品質の改善に加えて、保守性、コードサイズ、ドキュメント、複雑さのトレードオフを明らかにしている。
これらの結果は,その本質的に多目的性を強調しつつ,研究ソフトウェアの品質向上のためのメトリック駆動LLMフィードバックの可能性を示している。ソースコードと実験データはhttps://github.com/QCDIS/Software_Quality_Control_LLMで公開されている。
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