第14章軟件估算與度量

1、1軟件項目估算 是指預測構造軟件項目所需要的工作量以及任務經(jīng)歷時間的過程。主要包括三個方面：規(guī)模（即工作量）的估算 確定每個軟件功能所必須執(zhí)行的一系列軟件工程任務 成本的估算 確定完成軟件項目規(guī)模相應付出的代價 進度的估算 估計任務的持續(xù)時間，即歷時估計 234.1 軟件項目估算軟件項目估算客戶需求客戶需求產品定義產品定義系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)運行系統(tǒng)運行414.2 軟件價格估算14.3 軟件度量的概念與原則14.4 度量模型14.5 度量過程14.114.1軟件估算方法軟件估算方法 14.6 軟件度量方法項目分解的目的 明確項目所包含的各項工作，項目分解的結果就是WBS（Wor

2、k Breakdown Structure，工作分解結構） 圖。項目分解的意義 WBS圖是實施項目、創(chuàng)造最終產品或服務所必須進行的全部活動的一張清單，也是進度計劃、人員分配、預算計劃的基礎。5確定項目目標準確確認項目所產生的產品、服務或結果識別項目中其他工作領域以確保覆蓋100%工作進一步細分2、3項64.2 軟件規(guī)模估算軟件規(guī)模估算層級描述總計劃項 目任 務子任務1工作包基于可交付成果的劃分上層一般為可交付成果的導向下層一般為可交付成果的工作內容基于工作過程的劃分上層按照工作的流程分解下層按照工作的內容劃分74.2 軟件規(guī)模估算軟件規(guī)模估算8信息網(wǎng)絡工程信息網(wǎng)絡工程結構化布線結構化布線網(wǎng)絡平

3、臺建設網(wǎng)絡平臺建設布線設計布線設計采購采購布線布線驗收驗收方案設計方案設計采購采購網(wǎng)絡平臺實施網(wǎng)絡平臺實施驗收驗收4.2 軟件規(guī)模估算軟件規(guī)模估算9信息網(wǎng)絡系統(tǒng)信息網(wǎng)絡系統(tǒng)培訓培訓設備準備設備準備設設備備采采購購設設備備驗驗收收交交接接網(wǎng)絡系統(tǒng)設計網(wǎng)絡系統(tǒng)設計布布線線設設計計平平臺臺設設計計工程實施工程實施布布線線實實施施網(wǎng)網(wǎng)絡絡集集成成軟件開發(fā)軟件開發(fā)軟軟件件需需求求確確定定系系統(tǒng)統(tǒng)設設計計編編碼碼測測試試4.2 軟件規(guī)模估算軟件規(guī)模估算10 圖形顯示圖形顯示 鋸齒列表鋸齒列表 1.0系統(tǒng)系統(tǒng) 1.1元素元素A 1.1.1任務任務 1.1.2任務任務 1.2元素元素B4.2 軟件規(guī)模估算軟件

4、規(guī)模估算 由高層向下層用多位碼編排，要求每項工作有唯一的編碼。10001100111011111112111311201121112211231200114.2 軟件規(guī)模估算軟件規(guī)模估算12網(wǎng)絡網(wǎng)絡1430軟件軟件1410硬件硬件1420系統(tǒng)開系統(tǒng)開發(fā)發(fā)1400測試測試1500實施實施1600系統(tǒng)設系統(tǒng)設計計1300問題界問題界定定1100企業(yè)經(jīng)營管理系統(tǒng)項目企業(yè)經(jīng)營管理系統(tǒng)項目1000系統(tǒng)分系統(tǒng)分析析1200文檔文檔1440包裝軟包裝軟件件1411培訓培訓1610驗收驗收1630系統(tǒng)轉系統(tǒng)轉換換1620定制軟定制軟件件14124.2 軟件規(guī)模估算軟件規(guī)模估算源代碼程序長度的測量LOC=NCL

5、OCCLOCNCLOC（ Non-Commented Source Lines Of Code，無注釋的源代碼行）CLOC（ Commented Source Lines Of Code，注釋的源代碼行）134.2 軟件規(guī)模估算軟件規(guī)模估算生產率 KLOCPM（人月）質量 錯誤數(shù)KLOC成本 元LOC文檔 文檔頁數(shù)KLOC144.2 軟件規(guī)模估算軟件規(guī)模估算工作量和成本是針對軟工作量和成本是針對軟件開發(fā)全過程的，而不件開發(fā)全過程的，而不是僅針對編碼。是僅針對編碼。某軟件公司統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)該公司每一萬行C語言源代碼形成的源文件（.c和.h文件）約為250K。某項目的源文件大小為3.75M，則可估計該項

6、目源代碼大約為15萬行，該項目累計投入工作量為240人月，每人月費用為10000元（包括人均工資、福利、辦公費用公灘等），則：（24010000）/15000016元/LOC 150000/240=625LOC/人月154.2 軟件規(guī)模估算軟件規(guī)模估算跟蹤項目進展管理范圍變化軟件包功能吻合度計算組織的軟件資產生產率管理質量管理項目資源預測維護預算合同管理組織成熟度和過程能力16FP估算法 功能點度量是在需求分析階段基于系統(tǒng)功能的一種規(guī)模估計方法，該方法通過研究初始應用需求來確定各種輸入、輸出、查詢、外部文件和內部文件的數(shù)目，從而確定功能點數(shù)量。FP=UFCTCF未調整的功能點數(shù)（UFC，Una

7、djusted Function PointCount）技術復雜度因子（TCF，Technical Complexity Factor）174.2 軟件規(guī)模估算軟件規(guī)模估算184.3 軟件項目成本估算軟件項目成本估算194.3 軟件項目成本估算軟件項目成本估算靜態(tài)模型 用一個唯一的變量（如程序規(guī)模）作為初始元素來計算所有其他變量（如成本、時間），且所用計算公式的形式對于所有變量都是相同的動態(tài)模型 沒有類似靜態(tài)模型中的惟一基礎變量，所有變量都是相互依存的已有的模型 COCOMO模型；Putnam模型；等204.3 軟件項目成本估算軟件項目成本估算COnstructive COst Model，2

8、14.3 軟件項目成本估算軟件項目成本估算組織式：相對項目較小、較簡單的項目。開發(fā)人員對軟件產品開發(fā)目標充分，與軟件系統(tǒng)相關的工作經(jīng)驗豐富，對軟件的使用環(huán)境很熟悉，受硬件的約束小，程序的規(guī)模不是很大（5萬行）。如多數(shù)應用軟件和較早的OS、Compiler。半分離式：規(guī)模和復雜度都屬于中等或更高。最大可達30萬行。（例如：固定需求的事務處理系統(tǒng)）。嵌入式：緊密聯(lián)系硬件、軟件和操作的限制下運行，通常與某些硬設備緊密聯(lián)系。因此，對接口、數(shù)據(jù)結構、算法要求較高。軟件規(guī)模任意。如：大型復雜的事務處理系統(tǒng)、大型操作系統(tǒng)、航天用控制系統(tǒng)、大型指揮系統(tǒng)等。224.3 軟件項目成本估算軟件項目成本估算是一個靜態(tài)

9、單變量模型，它用源代碼行數(shù)（LOC）為自變量的（經(jīng)驗）函數(shù)來計算軟件開發(fā)工作量。EAF取值為1，E=aSb開發(fā)時間 T=cEd三種開發(fā)模式在基本COCOMO模型中的取值、開發(fā)時間參數(shù) 開發(fā)模式開發(fā)模式abcd有機式有機式2.4 1.052.5 0.38半分離式半分離式3.0 1.122.5 0.35嵌入式嵌入式3.6 1.202.5 0.324.3 軟件項目成本估算軟件項目成本估算在用LOC為自變量的函數(shù)計算軟件開發(fā)工作量（此時稱為名義工作量）的基礎上，再用涉及產品、硬件、人員、項目等方面15種影響軟件工作量的因素 通過定下乘法因子，修正COCOMO工作量公式和進度公式，可以更合理地估算軟件（

10、各階段）的工作量和進度。E=aSb EAF調整前的工作量aSb稱為名義工作量工作量調整因子EAF根據(jù)15個成本 驅動量計算開發(fā)模式開發(fā)模式ab有機式有機式3.2 1.05半分離式半分離式3.0 1.12嵌入式嵌入式2.8 1.204.3 軟件項目成本估算軟件項目成本估算包括中級COCOMO模型的所有特性，但用上述各種影響因素調整工作量估算時，還要考慮對軟件工程過程中每一步驟（分析、設計等）的影響。詳細COCOMO模型的名義工作量公式和進度公式與中間COCOMO模型相同。工作量因素分級表被分層、分階段給出。針對每一個影響因素，按模塊級、子系統(tǒng)級、系統(tǒng)級，有相應的工作量因素分級表，供不同層次的估算

11、使用。4.3 軟件項目成本估算軟件項目成本估算隨底層各模塊的不同而變化的因素放在模塊級處理；不經(jīng)常變化的因素放在子系統(tǒng)級處理；系統(tǒng)級處理與軟件項目總體規(guī)模等相關的問題。工作量因素按需求計劃和產品設計（RPD）、詳細設計（DD）、編碼和單元測試（CUT）、集成測試（IT）四個不同階段的不同為成本驅動變量賦予不同的值。使用這些表格，可以比中級COCOMO模型更方便、更準確地估算軟件開發(fā)工作量。4.3 軟件項目成本估算軟件項目成本估算改編后的模塊規(guī)模（原模塊的LOCAAF）/100AAF0.4設計修改的比例0.3編程修改的比例0.3集成修改的比例模塊的名義工作量（該模塊的規(guī)模工作量階段分布百分數(shù)）/

12、名義生產率274.3 軟件項目成本估算軟件項目成本估算計算模塊的規(guī)模計算模塊的規(guī)模計算名義生產率計算名義生產率計算每一模塊在每一階段的名義工作量計算每一模塊在每一階段的名義工作量計算每一模塊在每一階段的工作量計算每一模塊在每一階段的工作量計算每一子系統(tǒng)各階段的名義工作量計算每一子系統(tǒng)各階段的名義工作量計算每一子系統(tǒng)各階段的工作量計算每一子系統(tǒng)各階段的工作量求出總的工作量求出總的工作量Putnam模型是Putnam于1978在來自美國計算機系統(tǒng)指揮部的200多個大型項目（項目的工作量在301000人年之間）數(shù)據(jù)的基礎上推導出來的一種動態(tài)多變量模型。Putnam模型假設軟件項目的工作量分布類似于R

13、ayleigh曲線。284.3 軟件項目成本估算軟件項目成本估算在軟件項目的不同生命周期階段分別使用不同的曲線特點：曲線所反映的各個階段的工作量一目了然。缺點：不能反映人員、計算機資源、項目的屬性。294.3 軟件項目成本估算軟件項目成本估算典型的典型的Rayleigh曲線曲線 軟件項目各階段的軟件項目各階段的Norden-Rayleigh曲線曲線 3431tECS 4.3 軟件項目成本估算軟件項目成本估算314.3 軟件項目成本估算軟件項目成本估算C的典型值的典型值開發(fā)環(huán)境開發(fā)環(huán)境開開 發(fā)發(fā) 環(huán)環(huán) 境境 舉舉 例例2000差差 沒有系統(tǒng)的開發(fā)方法，缺乏沒有系統(tǒng)的開發(fā)方法，缺乏 文檔和復審，批

14、處理方式。文檔和復審，批處理方式。8000好好 有合適的系統(tǒng)開發(fā)方法，有有合適的系統(tǒng)開發(fā)方法，有 充分的文檔和復審，交互執(zhí)充分的文檔和復審，交互執(zhí) 行方式。行方式。11000優(yōu)優(yōu) 有自動開發(fā)工具和技術。有自動開發(fā)工具和技術。32 軟件成本估算的準確度與階段軟件成本估算的準確度與階段 4.3 軟件項目成本估算軟件項目成本估算3314.3 軟件度量的概念與原則14.4 度量模型14.5 度量過程14.1軟件估算方法 14.6 軟件度量方法開發(fā)工作量軟件開發(fā)價格軟件開發(fā)價格 = 開發(fā)工作量開發(fā)工作量 * 風險系數(shù)風險系數(shù) * 復用系數(shù)復用系數(shù) 1=風險系數(shù)風險系數(shù)=1.50=復用系數(shù)復用系數(shù)=0.7

15、5開發(fā)費用開發(fā)費用開發(fā)費用/人人*月月 = （P + Q + R）* S * P = B * 1.476Q = B/3R = B /3 1=S 開發(fā)費用開發(fā)費用/人人*月月=B*34最終公式軟件開發(fā)價格軟件開發(fā)價格 = A * *(1-) * B *A：估算工作量的經(jīng)驗值：估算工作量的經(jīng)驗值B：軟件企業(yè)的平均工資：軟件企業(yè)的平均工資/人人*月月 ：風險系數(shù)：風險系數(shù) ：復用系數(shù)：復用系數(shù)：綜合系數(shù)：綜合系數(shù)軟件開發(fā)成本 = 軟件開發(fā)價格 企業(yè)利潤353614.3 14.3 軟件度量的概念與原則軟件度量的概念與原則14.4 度量模型14.5 度量過程14.1軟件估算方法 14.6 軟件度量方法定

16、義軟件度量是對一個系統(tǒng)、構件、或過程具有的某個給定屬性的度的一個定量測量，如產品規(guī)模、復雜度、可理解性，過程的有效性、生產率、資源利用率等。分類過程、產品、資源度量客觀度量與主觀度量直接度量與間接度量37解釋度量數(shù)據(jù)時使用通用的觀念，并考慮組織的感受性對搜集測量和度量的個人及小組提供定期的反饋。不要使用度量評價一個人與開發(fā)者和小組一起設定清晰的目標及達到這些目標的度量不要用度量威脅個人或小組指出某個問題度量數(shù)據(jù)不應該被看成否定意義不要被某個或其他不重要度量不符合的度量迷惑。383914.3 軟件度量的概念與原則14.4 14.4 度量模型度量模型14.5 度量過程14.1軟件估算方法 14.6

17、 軟件度量方法FCM產品質量模型FCM模型是以一個層次框架定義產品質量：因子，屬性和度量。在頂層，質量因子表示行為特性或外部質量屬性，如可用性，可靠性，可維護性。這些質量因子在第二層中被進一步細化。在底層，度量是一個可評估的產品內部屬性。40GQM模型GQM模型是基于一種假設，對于一個機構而言，度量是應當有目的性的，即它尹首先定義其自身或該機構內某個項目的目標，根據(jù)這些目標去跟蹤相關數(shù)據(jù)，最后提供一個框架用于解釋這些數(shù)據(jù)與所確定目標之間的關系。和FCM模型相同，GQM模型也具有層次結構：概念層，運作層、量化層。414214.3 軟件度量的概念與原則14.4 度量模型14.514.5度量過程度量

18、過程14.1軟件估算方法 14.6 軟件度量方法在軟件度量的通用框架中，軟件度量過程被分為以下幾個活動：數(shù)據(jù)獲取、值轉換、模型解釋和決策分析。43數(shù)據(jù)獲取獲取數(shù)據(jù)是度量的基礎，用于收集與所要求的度量值相關的基礎數(shù)據(jù)。準確、完整、及時的數(shù)據(jù)是軟件度量成功的必要條件。因此在記錄數(shù)據(jù)時，不能用“大約”、“估計”等表示。要確定數(shù)據(jù)收集的周期。要確定數(shù)據(jù)收集的格式。要確定數(shù)據(jù)收集的量綱。44值轉換標稱標度順序標度間隔或區(qū)間標度比率標度45解釋活動在這一活動中，被轉換的數(shù)據(jù)被一些特定的域模型即度量模型，進行解釋，這一活動強調度量和模型之間的關系。由于所有的度量都由它所基于的模型支持，因此，度量模型在整個度

19、量過程中起著決定度量結果導向并影響其后的分析結果的關鍵作用。決策分析解釋活動的結果將集成到全局的計劃和機構一級的決策分析過程中。464714.3 軟件度量的概念與原則14.4 度量模型14.5度量過程14.1軟件估算方法 14.6 軟件度量方法軟件度量方法以軟件過程審計、產品評審、測試的結果為評價基準，有如下評分標準。910分78分6分以下在審計、評審、測試結果的基礎上改進軟件過程和工作產品，以改進的時間是否影響后續(xù)階段的完成和計劃的總體完成時間為評分依據(jù)。有如下標準910分78分6分以下48掙值分析掙值分析法是一種能全面衡量項目進度、成本狀況的整體方法，其基本要素是用貨幣量代替實物量來度量項

20、目的進度。三個基本值：累計計劃成本額(BCWS)贏得值(BCWP)實際成本額(ACWP)49掙值分析法用兩個差異值指標和兩個指數(shù)指標來衡量項目投資績效和進度狀況。成本偏差(CV) = BCWP ACWP進度偏差(SV) = BCWP BCWS同時還有兩個重要的進度控制指標：進度績效指數(shù)SPI = BCWP / BCWS成本績效指數(shù)CPS = BCWP / ACWP50任務完成時間偏差任務實際完成時間AF，任務計劃完成時間PF任務完成比度量利用每個度量周期內的任務完成情況的數(shù)據(jù)，對當期任務完成比進行度量。將任務狀態(tài)劃分為已完成、執(zhí)行中和未開始三種，若當期已完成任務數(shù)未FT，執(zhí)行中的任務數(shù)為NT，

21、并根據(jù)其狀態(tài)設置狀態(tài)系數(shù)為r,已完成：r1 = 1.0;執(zhí)行中：r2 = 0.5;未開始：r3 = 0。則任務完成比 = (FT*r1 + ET*r2 + NT*r3) / 任務總數(shù) *100%51里程碑按期交付率若當期按期交付的里程碑為PM，當期已建立的里程碑數(shù)量為EM，則里程碑延誤率 = PM / EM * 100%里程碑建立時間偏差若里程碑實際建立時間為AM，里程碑計劃建立時間為PM，則里程碑建立時間偏差 = (AM - PM) / 里程碑計劃建立周期 * 100%52軟件可靠性可靠性是一個程序期望以所需的精確度完成它的預期功能的程度。當考慮一個基于計算機系統(tǒng)時，可靠性的簡單度量是“平均

22、失效間隔時間(MTBF)”MTBF = MTTF + MTTR系統(tǒng)可用性指系統(tǒng)平均失效時間間隔(MTBF )與平均失效時間間隔與平均修復時間之和(MTBF+MTBR)的比值A = MTBF/(MTBF+MTBR)53缺陷度量對缺陷的各種度量是軟件質量最常用的指標，包括缺陷密度、問題密度、缺陷分布、缺陷發(fā)現(xiàn)效率、缺陷排除效率。缺陷密度。缺陷密碼可以用于每個級別的測試中，用以衡量代碼的質量，以每千行代碼缺陷數(shù)為例，若目標系統(tǒng)或被度量模塊的純代碼量為N，測試中發(fā)現(xiàn)的有效缺陷個數(shù)為D，則缺陷密度 = D/N *100%其中 D = 缺陷跟蹤系統(tǒng)中統(tǒng)計的有效缺陷個數(shù)，N = (累計代碼行-(空白行 + 注釋行)/100054問題密度若被評審文檔的文檔頁數(shù)為N，評審中發(fā)現(xiàn)的規(guī)范性問題個數(shù)為Q，內容問題數(shù)為Q2，并未規(guī)范性問題賦予權重S1，內容問題賦予權重S2，則55缺陷率缺陷率的通用概念是一定時間范圍內缺陷數(shù)與錯誤幾率。缺陷分布按嚴重度：嚴重、一般、輕微按起因：設計錯誤、代碼錯誤、接口錯誤等。按發(fā)現(xiàn)階段：需求評審、設計評審、代碼走查、單元測試等。按模塊。缺陷排除率：DRE = E /(E + D ), E為軟件交付給用戶之前所發(fā)現(xiàn)的錯誤數(shù)，D為軟件交付后發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)。 DRE = Ei / (Ei+E i+