Industria de dezvoltare software este un domeniu care se bazează adesea atât pe consultare, cât și pe intuiție, caracterizat prin strategii complexe de luare a deciziilor. În plus, dezvoltarea, întreținerea și operarea software-ului necesită o abordare disciplinată și metodică. Este obișnuit ca dezvoltatorii de software să bazeze deciziile pe intuiție, mai degrabă decât pe consultare, în funcție de complexitatea problemei. Într-un efort de a spori eficiența ingineriei software, inclusiv eficacitatea software-ului și costurile reduse de dezvoltare, oamenii de știință explorează utilizarea cadrelor bazate pe învățare profundă pentru a aborda diferite sarcini în cadrul procesului de dezvoltare a software-ului. Cu evoluțiile și progresele recente în sectoarele de deep learning și AI, dezvoltatorii caută modalități de a transforma procesele și practicile de dezvoltare de software. Ei fac acest lucru utilizând designuri sofisticate implementate în diferite etape ale procesului de dezvoltare a software-ului.

Astăzi, vom discuta despre ChatDev, o abordare inovatoare bazată pe Large Language Model (LLM), care își propune să revoluționeze domeniul dezvoltării software. Această paradigmă urmărește să elimine necesitatea modelelor specializate în fiecare fază a procesului de dezvoltare. CadDev ChatDev folosește capacitățile cadrelor LLM, utilizând comunicarea în limbaj natural pentru a unifica și eficientiza procesele cheie de dezvoltare a software-ului.

În acest articol, vom explora ChatDev, o companie virtuală specializată în dezvoltarea de software. ChatDev adoptă modelul cascadă și împarte meticulos procesul de dezvoltare a software-ului în patru etape principale.

1. Proiectare. 
2. Codificare. 
3. Testarea. 
4. Documentație. 

Fiecare dintre aceste etape implementează o echipă de agenți virtuali, cum ar fi programatori de cod sau testeri, care colaborează între ei folosind dialoguri care au ca rezultat un flux de lucru fără întreruperi. Lanțul de chat funcționează ca un facilitator și descompune fiecare etapă a procesului de dezvoltare în subsarcini atomice, permițând astfel roluri duble, permițând propuneri și validarea soluțiilor utilizând comunicații conștiente de context care le permit dezvoltatorilor să rezolve eficient subsarcinile specificate. 

Analiza instrumentală a ChatDev demonstrează că nu numai că cadrul ChatDev este extrem de eficient în finalizarea procesului de dezvoltare a software-ului, dar este extrem de eficient din punct de vedere al costurilor și completează întregul proces de dezvoltare a software-ului în puțin sub un dolar. În plus, cadrul nu numai că identifică, dar și atenuează potențialele vulnerabilități, rectifică potențialele halucinații, toate menținând în același timp eficiența ridicată și rentabilitatea. 

ChatDev: O introducere în dezvoltarea software-ului LLM

În mod tradițional, industria dezvoltării de software este una care este construită pe bazele unei abordări disciplinate și metodice nu numai pentru dezvoltarea aplicațiilor, ci și pentru întreținerea și operarea acestora. În mod tradițional, un proces tipic de dezvoltare software este un proces extrem de complicat, complex și care necesită timp meticulos, cu cicluri lungi de dezvoltare, deoarece există mai multe roluri implicate în procesul de dezvoltare, inclusiv coordonarea în cadrul organizației, alocarea sarcinilor, scrierea codului, testare și, în final, documentare. 

În ultimii ani, cu ajutorul lui LLM sau modele lingvistice mari, comunitatea AI a atins repere semnificative în domeniul viziunii computerizate și al procesării limbajului natural, iar în urma instruirii privind paradigmele de „predicire a cuvântului următor”, modelele de limbaj mari și-au demonstrat bine capacitatea de a returna performanțe eficiente într-o gamă largă de sarcini din aval. precum traducerea automată, răspunsul la întrebări și generarea de cod. 

Deși modelele de limbaj mari pot scrie cod pentru întregul software, ele au un dezavantaj major: halucinații codificate, care este destul de similar cu halucinațiile cu care se confruntă cadrele de procesare a limbajului natural. Halucinațiile de cod pot include probleme precum erori nedescoperite, dependențe lipsă și implementări incomplete ale funcțiilor. Există două cauze majore ale halucinațiilor cod. 

• Lipsa specificației sarcinii: Atunci când se generează codul software într-un singur pas, nedefinirea specificului sarcinii confundă LLM-urile, deoarece sarcinile din procesul de dezvoltare a software-ului, cum ar fi analiza cerințelor utilizatorului sau selectarea limbajului de programare preferat oferă adesea o gândire ghidată, ceva care lipsește din partea superioară. -sarcinile la nivel gestionate de aceste LLM-uri. 
• Lipsa interogatoriului : Riscuri semnificative apar atunci când nu se efectuează o examinare încrucișată, mai ales în timpul proceselor de luare a deciziilor. 

ChatDev își propune să rezolve aceste probleme și să faciliteze LLM-urilor cu puterea de a crea aplicații software de ultimă generație și eficiente prin crearea unei companii virtuale pentru dezvoltarea de software care stabilește modelul cascadă și împarte meticulos procesul de dezvoltare a software-ului în patru principale. etape,

1. Proiectare. 
2. Codificare. 
3. Testarea. 
4. Documentație. 

Fiecare dintre aceste etape implementează o echipă de agenți virtuali, cum ar fi programatori de cod sau testeri, care colaborează între ei folosind dialoguri care au ca rezultat un flux de lucru fără întreruperi. În plus, ChatDev folosește un lanț de chat care funcționează ca un facilitator și descompune fiecare etapă a procesului de dezvoltare în subsarcini atomice, permițând astfel roluri duble, permițând propuneri și validarea soluțiilor utilizând comunicații conștiente de context, care permit dezvoltatorilor să facă eficient rezolva subsarcinile specificate. Lanțul de chat constă din mai multe noduri în care fiecare nod individual reprezintă o subsarcină specifică, iar aceste două roluri se angajează în discuții care țin cont de context nu numai pentru a propune, ci și a valida soluțiile. 

În această abordare, cadrul ChatDev analizează mai întâi cerințele unui client, generează idei creative, proiectează și implementează sisteme prototip, identifică și abordează probleme potențiale, creează grafice atrăgătoare, explică informațiile de depanare și generează manuale de utilizare. În cele din urmă, cadrul ChatDev furnizează software-ul utilizatorului împreună cu codul sursă, manualele de utilizare și specificațiile mediului de dependență. 

ChatDev: Arhitectură și lucru

Acum că avem o scurtă introducere în ChatDev, să aruncăm o privire asupra arhitecturii și funcționării cadrului ChatDev, începând cu lanțul de chat. 

Lanțul de chat

După cum am menționat în secțiunea anterioară, cadrul ChatDev folosește o metodă cascadă pentru dezvoltarea software-ului care împarte procesul de dezvoltare a software-ului în patru faze, inclusiv proiectare, codificare, testare și documentare. Fiecare dintre aceste faze are un rol unic în procesul de dezvoltare și este nevoie de o comunicare eficientă între ele și există provocări potențiale cu care se confruntă la identificarea indivizilor cu care să se angajeze și la determinarea secvenței interacțiunilor. 

Pentru a rezolva această problemă, cadrul ChatDev utilizează Chat Chain, o arhitectură generalizată care descompune fiecare fază într-un chat subatomic, fiecare dintre aceste faze concentrându-se pe jocul de rol orientat spre sarcini care implică roluri duble. Ieșirea dorită pentru chat formează o componentă vitală pentru software-ul țintă și este obținută ca rezultat al colaborării și al schimbului de instrucțiuni între agenții care participă la procesul de dezvoltare. Paradigma lanțului de chat pentru rezolvarea sarcinilor intermediare este ilustrată în imaginea de mai jos. 

Pentru fiecare chat individual, un instructor inițiază mai întâi instrucțiunile, apoi ghidează dialogul către finalizarea sarcinii și, între timp, asistenții urmează instrucțiunile date de instructor, oferă soluții ideale și se angajează în discuții despre fezabilitate. a solutiei. Instructorul și agentul se angajează apoi în dialoguri în mai multe rânduri până când ajung la un consens și consideră că sarcina este îndeplinită cu succes. Lanțul oferă utilizatorilor o vedere transparentă asupra procesului de dezvoltare, pune în lumină calea de luare a deciziilor și oferă oportunități de depanare a erorilor atunci când apar, ceea ce permite utilizatorilor finali să analizeze și să diagnosticheze erorile, să inspecteze ieșirile intermediare, și să intervină în proces dacă se consideră necesar. Prin încorporarea unui lanț de chat, cadrul ChatDev este capabil să se concentreze pe fiecare subsarcină specifică la o scară granulară, care nu numai că facilitează colaborarea eficientă între agenți, dar are ca rezultat și obținerea rapidă a rezultatelor necesare. 

Proiectare

În faza de proiectare, cadrul ChatDev necesită o idee inițială ca intrare din partea clientului uman și există trei roluri predefinite în această etapă. 

1. CEO sau Chief Executive Officer. 
2. CPO sau Chief Product Officer. 
3. CTO sau Chief Technical Officer. 

Lanțul de chat intră apoi în joc, împărțind faza de proiectare în sarcini secvențiale de chat subatomic care include limbajul de programare (CTO și CEO) și modalitatea software-ului țintă (CPO și CEO). Faza de proiectare implică trei mecanisme cheie: Atribuirea rolurilor sau specializarea rolurilor, fluxul de memorie și auto-reflecția. 

Atribuirea rolului

Fiecărui agent din cadrul Chat Dev i se atribuie un rol folosind mesaje speciale sau solicitări speciale în timpul procesului de joc de rol. Spre deosebire de alte modele de limbaj conversațional, cadrul ChatDev se limitează doar la inițierea scenariilor de joc de rol între agenți. Aceste solicitări sunt folosite pentru a atribui roluri agenților înaintea dialogurilor. 

Inițial, instructorul își asumă responsabilitățile CEO-ului și se angajează în planificarea interactivă, în timp ce responsabilitățile CPO sunt gestionate de agentul care execută sarcinile și oferă răspunsurile necesare. Cadrul folosește „îndemnul de început” pentru specializarea rolului care permite agenților să-și îndeplinească rolurile în mod eficient. Instrucțiunile pentru asistent și instructor constau în detalii vitale referitoare la rolurile și sarcinile desemnate, criteriile de terminare, protocoalele de comunicare și câteva constrângeri care urmăresc să prevină comportamente nedorite, cum ar fi bucle infinite, răspunsuri neinformative și redundanță de instrucțiuni. 

Flux de memorie

Fluxul de memorie este un mecanism utilizat de cadrul ChatDev care menține o înregistrare cuprinzătoare a conversației cu dialogurile anterioare ale unui agent și ajută la procesul de luare a deciziilor care urmează într-o manieră conștientă de rostire. CadDev ChatDev folosește solicitări pentru a stabili protocoalele de comunicare necesare. De exemplu, atunci când părțile implicate ajung la un consens, un mesaj final care satisface o cerință specifică de formatare precum ( : Aplicație desktop”). Pentru a asigura conformitatea cu formatul desemnat, cadrul monitorizează continuu și, în final, permite dialogului curent să ajungă la o concluzie. 

Reflectie de sine

Dezvoltatorii cadrului ChatDev au observat situații în care ambele părți implicate au ajuns la un consens reciproc, dar protocoalele de comunicare predefinite nu au fost declanșate. Pentru a aborda aceste probleme, CadDev ChatDev introduce un mecanism de auto-reflecție care ajută la regăsirea și extragerea amintirilor. Pentru a implementa mecanismul de auto-reflecție, cadrul ChatDev inițiază un chat nou și proaspăt, înrogând „pseudo-sine” ca un nou interlocutor. „Pseudo-ul” analizează dialogurile și înregistrările istorice anterioare și informează asistentul actual, după care solicită un rezumat al informațiilor concludente și demne de acțiune, așa cum este demonstrat în figura de mai jos. 

Cu ajutorul mecanismului de autoajutorare, asistentul ChatDev este încurajat să reflecte și să analizeze deciziile pe care le-a propus. 

Codificare

Există trei roluri predefinite în faza de codificare și anume CTO, programator și designer de artă. Ca de obicei, mecanismul lanțului de chat împarte faza de codare în sarcini subatomice individuale, cum ar fi generarea de coduri (programator și CTO) sau pentru a concepe o GUI. sau interfață grafică cu utilizatorul (programator și designer). CTO îi instruiește apoi programatorului să folosească formatul de reducere pentru a implementa un sistem software, în urma căruia designerul de artă propune o interfață interactivă ușor de utilizat, care utilizează pictograme grafice pentru a interacționa cu utilizatorii, mai degrabă decât să se bazeze pe comenzi tradiționale bazate pe text. 

Managementul codului

Frame-ul ChatDev folosește limbaje de programare orientate pe obiecte precum Python, Java și C++ pentru a gestiona sisteme software complexe, deoarece modularitatea acestor limbaje de programare permite utilizarea de obiecte autonome care nu numai că ajută la depanare, ci și la dezvoltarea colaborativă. , și, de asemenea, ajută la eliminarea redundanțelor prin reutilizarea obiectelor prin conceptul de moștenire. 

Instructiuni de gandire

Metodele tradiționale de răspuns la întrebări conduc adesea la informații irelevante sau inexactități, în special atunci când se generează cod, deoarece furnizarea de instrucțiuni naive poate duce la halucinații LLM și ar putea deveni o problemă provocatoare. Pentru a rezolva această problemă, cadrul ChatDev introduce mecanismul „instrucțiuni de gândire” care se inspiră din solicitările lanțului de gândire. Mecanismul „instrucțiuni de gândire” se adresează în mod explicit gândurilor individuale de rezolvare a problemelor incluse în instrucțiuni, similar cu rezolvarea sarcinilor într-o manieră secvențială și organizată. 

Testarea

Scrierea unui cod fără erori în prima încercare este o provocare nu numai pentru LLM-uri, dar și pentru programatorii umani și, în loc să arunce complet codul incorect, programatorii își analizează codul pentru a identifica erorile și a le rectifica. Faza de testare din cadrul ChatDev este împărțită în trei roluri: programator, tester și evaluator. Procesul de testare este împărțit în continuare în două sarcini subatomice secvențiale: Peer Review sau depanare statică (Revizor și programator) și Testarea sistemului sau depanarea dinamică (Programator și Tester). Depanarea statică sau Peer review analizează codul sursă pentru a identifica erorile, în timp ce depanarea dinamică sau testarea sistemului verifică execuția software-ului prin diferite teste care sunt efectuate folosind un interpret de către programator. Depanarea dinamică se concentrează în primul rând pe testarea cutie neagră pentru a evalua aplicațiile. 

Documentație

După ce cadrul ChatDev este finalizat cu fazele de proiectare, codificare și testare, acesta angajează patru agenți și anume CEO, CTO, CPO și Programator pentru a genera documentația pentru proiectul software. Cadrul ChatDev folosește LLM-uri pentru a utiliza solicitări cu câteva fotografii cu exemple în context pentru a genera documentele. CTO instruiește programatorul să furnizeze instrucțiuni pentru configurarea dependențelor de mediu și să creeze un document precum „dependency requirements.txt”. Simultan, cerintele si proiectarea sistemului sunt comunicate CPO de catre CEO, pentru a genera manualul de utilizare al produsului. 

REZULTATE

Statistici software

Pentru a analiza performanța cadrului ChatDev, echipa de dezvoltatori a efectuat o analiză statistică a aplicațiilor software generate de cadru pe baza câtorva metrici cheie, inclusiv token-uri consumate, ture totale de dialog, active de imagine, fișiere software, actualizări de versiuni și alte câteva, iar rezultatele sunt demonstrat în tabelul de mai jos. 

Analiza duratei

Pentru a examina timpul de producție al software-ului ChatDev pentru diferite solicitări de solicitare, dezvoltatorii au efectuat, de asemenea, o analiză a duratei, iar diferența de timp de dezvoltare pentru diferite solicitări reflectă claritatea și complexitatea diferită a sarcinilor atribuite, iar rezultatele sunt demonstrate în figura de mai jos. . 

Studiu de caz

Următoarea figură demonstrează că ChatDev dezvoltă un joc Five in a Row sau Gomoku. 

Figura din stânga demonstrează software-ul de bază creat de cadru fără a utiliza nicio interfață grafică. După cum se vede clar, aplicația fără GUI oferă o interactivitate limitată, iar utilizatorii pot juca acest joc doar prin intermediul terminalului de comandă. Următoarea figură demonstrează un joc mai atrăgător din punct de vedere vizual, creat cu ajutorul GUI, oferă o experiență mai bună pentru utilizator și o interactivitate îmbunătățită pentru un mediu de joc captivant, care poate fi bucurat mult mai mult de utilizatori. Agentul de designer creează apoi grafică suplimentară pentru a spori și mai mult gradul de utilizare și estetica jocului, fără a afecta nicio funcționalitate. Cu toate acestea, dacă utilizatorii umani nu sunt mulțumiți de imaginea generată de designer, ei pot înlocui imaginile după ce framework-ul ChatDev a finalizat software-ul. Flexibilitatea oferită de cadrul ChatDev pentru înlocuirea manuală a imaginilor permite utilizatorilor să personalizeze aplicațiile în funcție de preferințele lor pentru o interactivitate și o experiență îmbunătățită a utilizatorului, fără a afecta în niciun fel funcționalitatea software-ului. 

Gânduri finale

În acest articol, am vorbit despre ChatDev, an LLM sau model de limbă mare paradigmă inovatoare bazată pe care își propune să revoluționeze domeniul dezvoltării software prin eliminarea cerinței de modele specializate în fiecare fază a procesului de dezvoltare. CadDev ChatDev își propune să valorifice abilitățile cadrelor LLM prin utilizarea comunicării în limbaj natural pentru a unifica și eficientiza procesele cheie de dezvoltare a software-ului. Cadrul ChatDev folosește mecanismul lanțului de chat pentru a împărți procesul de dezvoltare a software-ului în sarcini subatomice secvențiale, permițând astfel concentrarea granulară și promovând rezultatele dorite pentru fiecare sarcină subatomică.