軟件工程與軟件工程經濟學

軟件工程與軟件工程經濟學

第2頁在課程學習過程中應注意以下幾個方面：1、明確技術、經濟和管理之間的關系，本課程應突出經濟分析與論證、計算與比較。作為商品的軟件，在其生命周期中，只有應用系統(tǒng)的技術、經濟和管理的方法才能滿足人們對其功能、性能、成本、質量、工期、效率和效益等各種需求，這個系統(tǒng)的方法論，我們稱之為軟件工程學。經濟與技術和管理的關系：不論是采取技術活動，或是進行管理活動，只要有活動就會發(fā)生資源的投入，自然不可避免的涉及經濟，因為經濟就是解決資源的使用效率問題。經濟度量和分析還為管理提供依據。第2頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第3頁在課程學習過程中應注意以下幾個方面：2、學習時，除了運用嚴密的邏輯思維，形象思維也是必不可少的本課程中涉及的內容有高等數學中的微積分、應用統(tǒng)計學中的建模、運籌中的最優(yōu)化等，這些內容需要有嚴密的邏輯思維。對經濟學和管理學中涉及的其他內容，則需要必要的形象思維來展現(xiàn)其藝術性。第3頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第4頁在課程學習過程中應注意以下幾個方面：3、掌握方法比掌握計算過程更重要，而且掌握方法時要緊密聯(lián)系實際，即學會分析實際問題，選擇適當的方法解決問題。任何一門學科都是方法論的集合，方法固然重要，但應注意在實際中是先有問題后有方法，方法是為了解決問題而產生的。而方法包含許多，重點應放在問題的分析思路和結論的應用，而不追求冗長的論證過程。第4頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第5頁在課程學習過程中應注意以下幾個方面：1、明確技術、經濟和管理之間的關系，本課程應突出經濟分析與論證、計算與比較。。2、學習本課程時，除了運用嚴密的邏輯思維，形象思維也是必不可少的3、掌握方法比掌握計算過程更重要，而且掌握方法時要緊密聯(lián)系實際，即學會分析實際問題，選擇適當的方法。第5頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第6頁理解基本概念：軟件、產業(yè)、項目、項目管理、軟件工程、軟件開發(fā)模型、軟件質量、經濟學、工程經濟學了解軟件產業(yè)、軟件企業(yè)等相關內容掌握軟件規(guī)模、復雜性度量掌握軟件工程經濟學的內涵、任務、研究特點與方法體系了解軟件工程經濟學的研究與發(fā)展第1章軟件工程與軟件工程經濟學SEE學習目標第6頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第7頁軟件、軟件產業(yè)與軟件企業(yè)

1.1軟件工程

1.2第1章軟件工程與軟件工程經濟學

軟件工程經濟學的概念與任務

1.3第7頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第8頁1.1軟件、軟件產業(yè)與軟件企業(yè)

從技術的角度，如何定義軟件呢？指令的集合（計算機程序），通過執(zhí)行這些指令可以滿足預期的特征、功能和性能需求；數據結構，它使得程序可以充分利用信息；描述程序操作和使用的文檔。第8頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第9頁1.1軟件、軟件產業(yè)與軟件企業(yè)

按功能分類：按規(guī)模分類：按標準化程度分類：按與有關硬件和軟件的關聯(lián)程度分類：軟件分類：根據不同的需要確定不同的分類標準，清楚不同分類中的軟件產品第9頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第10頁1.1軟件、軟件產業(yè)與軟件企業(yè)

軟件作為一種產品和服務，與其他產品的區(qū)別是什么呢？存在形式軟件是一種邏輯的實體而非物理實體生產方式軟件是設計開發(fā)的，而不是傳統(tǒng)意義上生產制造的；雖然整個工業(yè)向著基于構件的構造模式發(fā)展，然而大多數軟件仍是采用用戶定制的方式。使用過程軟件不會“磨損”但會退化成本構成軟件需開發(fā)成本、銷售成本、維護成本，但無需庫存成本；人力成本占開發(fā)成本中絕大比例。其他：軟件生產的進入壁壘低、銷售采用捆綁式營銷策略等。第10頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第11頁失效率時間“初期失效率”“磨損”時間失效率變更理想曲線實際曲線由于變更的副作用而導致失效率提高硬件失效曲線圖軟件失效曲線圖第11頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第12頁1.1.2軟件產業(yè)及其發(fā)展軟件產業(yè)、特征、現(xiàn)狀什么是產業(yè)？產業(yè)是對能夠帶來增加值（附加值）的社會經濟領域的總稱，屬于經濟學概念。第12頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第13頁1.1.3軟件企業(yè)及其管理1、前面我們分析了軟件產品的特點，那么作為提供軟件產品和服務的軟件企業(yè)又具有什么特點呢？2、什么是企業(yè)管理？第13頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第14頁1.1.3軟件企業(yè)及其管理軟件企業(yè)的特點市場準入門檻低高收益和高風險資產結構特殊資產是企業(yè)擁有和控制的，能給企業(yè)帶來經濟效益的資源。分為流動資產、固定資產、無形資產無形資產：技術、專利、商標、商譽等成本結構中人力成本大成本結構：勞動資料消耗、勞動對象消耗、勞動力成本技術更新速度快注重售前和售后服務等第14頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第15頁1.1.3軟件企業(yè)及其管理企業(yè)管理的定義是指在企業(yè)特定的生產方式下，管理者按照某些原則、程序和方法，使用一定的手段（工具、方法），針對生產的各要素（人力、物力、設備、資金、信息）進行計劃、組織、指導、協(xié)調和控制，以使其發(fā)揮最大的經濟效果，達到預期目標的一種籌劃和過程。企業(yè)管理的分類戰(zhàn)略管理生產運作管理市場營銷管理財務管理人力資源管理采購管理信息管理第15頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第16頁1.1.3軟件企業(yè)及其管理軟件企業(yè)的企業(yè)管理和經常使用的軟件項目管理存在什么關系呢？第16頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第17頁1.1.3軟件企業(yè)及其管理安排一個演出活動組織一次培訓活動組織一次市場調查阿波羅登月計劃開發(fā)WindowsXP開發(fā)一個證券交易系統(tǒng)上班批量生產每天的衛(wèi)生保潔上述活動中哪些用“項目”來描述更合適呢？第17頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第18頁1.1.3軟件企業(yè)及其管理項目的定義所謂項目，是在既定的資源和需求約束下，為實現(xiàn)某種目的而相互聯(lián)系的一次性的有計劃的工作任務。項目的特征目標性相關性時限性獨特性約束性不確定性、變更性結果的不可逆轉性第18頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第19頁1.1.3軟件企業(yè)及其管理項目管理的重要意義是什么？第19頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第20頁1.1.3軟件企業(yè)及其管理

根據1999年美國的StandishGroup對當年美國的軟件項目的統(tǒng)計數字表明，26%的軟件項目是真正成功，28%徹底失??；這些存在問題的或是失敗的項目帶來的直接損失是970億美元，占美國全年IT投資的近40%，而間接損失是無法估量的；在全部項目中平均超期27個月，更有80%的資源被開銷在對應用的維護上。在2003年的一份分析報告中，通過分析13522個項目得出的結論：只有1/3的項目是成功的，82%的項目延期，43%的項目超出預算。先來看一份統(tǒng)計數據：第20頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第21頁1.1.3軟件企業(yè)及其管理軟件危機是一種矛盾，就是弱的軟件生產能力與強的業(yè)務需求之間的矛盾，既有技術上的問題，又有經濟上的問題，通?？梢哉业降膶е马椖咳毕莸脑蚨寂c項目管理有關，項目管理的重要性顯現(xiàn)出來，可以有效解決下列問題：需求不明確，變化比較多，不可實現(xiàn)的期望值工作量估計過低團隊成員職責劃分不清開發(fā)計劃不充分項目經理的管理能力不足對風險的認識不足來自高層管理者的支持不夠，對項目所依賴的外部因素無法控制等……第21頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第22頁1.1.3軟件企業(yè)及其管理項目管理的定義項目管理就是在項目活動中運用專門的知識、技能、工具和方法，使項目達到預期目標的過程，是以項目作為管理對象，通過一個臨時性的、專門的組織，對項目進行計劃、組織、執(zhí)行和控制，并在時間、成本、性能、質量等方面達到預期目標的一種系統(tǒng)管理方法。第22頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第23頁按照PMI的體系可以劃分為如下九個主要的方面

項目管理知識體系（PMBOK)第23頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第24頁PMBOK

(ProjectManagementBodyOfKnowledge)現(xiàn)代項目管理知識體系所謂現(xiàn)代項目管理知識體系是指在現(xiàn)代項目管理中所要開展的各種管理活動中要使用的各種理論、方法和工具等一系列內容的總稱。現(xiàn)代項目管理知識體系是PMI從1984年開始研究，1996年推出并投入使用，2000年新版修訂，并以此為藍本制訂了ISO10006標準的一整套現(xiàn)代項目管理的程序、技術、工具和方法。項目干系人：項目經理、客戶、用戶、項目執(zhí)行組織、項目團隊成員、項目出資人、項目業(yè)主、項目承包人、供應商第24頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第25頁1.1.3軟件企業(yè)及其管理

PMP(ProjectManagementProfessional)PMP是項目管理專業(yè)人員資格的縮寫，它是美國項目管理學會（PMI）開發(fā)并負責組織實施的一種專業(yè)資格認證。該項認證已經獲得世界上100多個國家的承認，是目前全球認可程度最高的項目管理專業(yè)認證，也是項目管理資格最重要的標志之一。第25頁,共64頁，2024年2月25日，星期天項目管理知識領域第26頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第27頁1.1小結：概念結構圖軟件產業(yè)軟件企業(yè)特點企業(yè)管理項目項目管理軟件第27頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第28頁軟件、軟件產業(yè)與軟件企業(yè)

1.1軟件工程

1.2第1章軟件工程與軟件工程經濟學

軟件工程經濟學的概念與任務

1.3第28頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第29頁1.2.1軟件工程概念和分類軟件工程：將系統(tǒng)的、規(guī)范的、可度量的工程化方法應用于軟件開發(fā)、運行和維護的全過程及上述方法的研究。軟件工程學軟件工程技術學軟件工程經濟學軟件工程管理學為滿足用戶功能與性能需求而采用的工程技術方法為滿足用戶的成本、質量、時間（工期）、效益需求而采用的工程經濟方法為滿足用戶對資金、人員、設備的計劃、組織、協(xié)調、控制需求而采取的工程管理方法在軟件開發(fā)、運行和維護的全過程中第29頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第30頁“軟件工程包括：過程、方法和工具”，質量關注點過程方法工具

軟件工程概念第30頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第31頁生存周期定義：是20世紀70年代提出的，將軟件以概念形成開始，經過開發(fā)、使用和維護，直到最后退役的全過程。作用：在生存周期中有七個階段的劃分，相應有了每個階段的活動、任務、人員，使用的方法和工具，以及任務的結果（程序、數據或文檔）,這樣就能簡化每一步的工作內容，使因軟件規(guī)模增長而大大增加的復雜性變得較易控制和管理。例：分析活動：包括一組工作任務（需求獲取、細化、協(xié)商、規(guī)格說明和確認），最終產生需求規(guī)格說明書。設計活動：包括一組工作任務（數據庫設計、體系結構框架設計、接口設計和構件層設計等）最終產生設計規(guī)格說明。1995年，ISO正式公布了“軟件生存周期過程的開發(fā)標準”

1.2.2軟件生存周期、開發(fā)模型與任務分解第31頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第32頁

1.2.2軟件生存周期、開發(fā)模型與任務分解

軟件開發(fā)模型定義：根據軟件生存周期為各項開發(fā)活動的流程確定合理的框架。開發(fā)模型的選擇與成本和工期密切相關作用：給軟件開發(fā)過程提供原則和方法（技術）給軟件工程管理提供里程碑和進度表（管理）便于各階段成本估算、核算、控制（經濟）第32頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第33頁軟件開發(fā)模型的相關概念基線：基線是已經通過正式評審和批準的規(guī)格說明或產品，它可以作為進一步開發(fā)的基礎，并且只有通過正式的變更控制規(guī)程才能修改它。基線包括：系統(tǒng)規(guī)格說明，軟件需求、設計規(guī)格說明，源代碼，測試計劃/規(guī)程/數據，可運行的系統(tǒng)里程碑：在軟件工程范疇中，基線是軟件開發(fā)中的里程碑。第33頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第34頁

1.2.2軟件生存周期、開發(fā)模型與任務分解

任務分解定義：將軟件項目的工作任務進行逐級逐層的分解作用：為了進行團隊組織、制定進度計劃，控制計劃的執(zhí)行（管理）為了成本估算和控制（經濟）第34頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第35頁1.2.3軟件規(guī)模與復雜性度量軟件項目度量----實現(xiàn)量化管理的關鍵軟件度量的三個主要作用：理解軟件項目、預測軟件項目、控制軟件項目。具體體現(xiàn)在以下方面：軟件度量能為項目估算、計劃提供基礎數據，也提供了控制項目的量化信息。軟件度量為質量管理提供指標，推動企業(yè)過程改進。度量為軟件組織提供客觀的信息，是幫助項目經理進行項目交流的有力工具。度量可促進主動性的管理策略，度量指標的各種指示，就像質量目標的紅綠指示燈一樣，幫助項目經理進行決策，以便對費用、進度、質量等進行權衡，以滿足項目目標。第35頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第36頁軟件項目度量----實現(xiàn)量化管理的關鍵度量指標項目管理的計劃和控制軟件工程過程組的過程改進高層管理對項目的可見度客戶對項目的跟蹤研究機構的研究對象項目管理者項目度量過程度量第36頁,共64頁，2024年2月25日，星期天需求設計編碼功能測試系統(tǒng)測試現(xiàn)場使用10%40%50%3%5%7%

25%

50%

10%～1KDM～1KDM～1KDM～6KDM～12KDM～20KDM

缺陷的來源

發(fā)現(xiàn)的缺陷

解決缺陷的成本缺陷與成本關系度量結果 KDM=(千德國馬克)第37頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第38頁1.規(guī)模度量程序源代碼行（LOC）、功能點(FP)2.復雜性度量可執(zhí)行代碼的詞匯量3.差錯/缺陷度量缺陷數/KLOC4.可靠性度量軟件壽命、可靠度、軟件壽命概率密度、軟件壽命的期望值5.質量度量ISO/IEC9126質量特性國際標準在軟件工程經濟學中涉及的軟件度量第38頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第39頁軟件規(guī)模度量程序源代碼行（LOCLinesofcode、KLOC）是從軟件程序量的角度定義項目規(guī)模使用LOC要求功能分解夠詳細，而且有一定的經驗數據不同的開發(fā)語言代碼行不一樣可用人工和軟件工具直接測量根據歷史經驗數據提供的如下經濟參數：成本費用率：元/千行勞動生產率：千行/人月工時費用率：元/人月可以計算：工期、工作量：人月、人年成本：元第39頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第40頁軟件規(guī)模度量功能點（FPFunctionPoint）是用系統(tǒng)的功能數量來測量其規(guī)模,是一種間接的度量方法以一個標準的單位來度量軟件產品的功能，與技術和語言無關基本思路：首先計算軟件的五個基本信息量：外部輸入數、外部輸出數、外部查詢數、內部邏輯文件數、外部接口文件數的加權和然后對其通過14個環(huán)境復雜性因子做如下修正注意：盡管功能點的計算是結構化的，但是權重的確定是主觀的，另外要求計算人員要仔細地將需求映射為外部和內部的行為，必須避免雙重計算，所以該方法也存在一定的主觀性。第40頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第41頁FP度量使用案例為說明FP度量的使用，我們考慮一個簡單的分析模型。該軟件管理用戶交互，接收一個用戶密碼來啟動和關閉系統(tǒng)，并且允許對安全區(qū)狀態(tài)和不同安全傳感器進行查詢。該功能顯示了一系列的提示信息且發(fā)送合適的控制信號到安全系統(tǒng)的不同構件。三個外部輸入：密碼、緊急按鈕、啟動/關閉兩個外部查詢：區(qū)域查詢、傳感器查詢內部邏輯文件：系統(tǒng)配置數據兩個外部輸出：消息和傳感器的狀態(tài)四個外部接口文件：測試傳感器、區(qū)域設置、啟動/關閉、報警第41頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第42頁

SAFEHOME軟件的數據流模型用戶交互功能傳感器用戶監(jiān)控與響應子系統(tǒng)用戶系統(tǒng)配置數據區(qū)域查詢緊急按鈕傳感器查詢啟動/關閉密碼測試傳感器區(qū)域設置消息傳感器狀態(tài)啟動/關閉報警密碼，傳感器……第42頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第43頁利用歷史數據，功能點度量可用于：估算設計編碼和測試軟件所需開銷或工作量

預計測試期間將遇到的錯誤數預測實現(xiàn)系統(tǒng)中的構件數和預計的源代碼行數

FP度量的使用第43頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第44頁2.軟件復雜性度量軟件復雜性描述：理解程序的難度糾錯、維護程序的難度向他人解釋程序的難度按指定方法修改程序的難度根據設計文件編寫程序工作量的大小程度執(zhí)行程序時需要資源的多少程度從統(tǒng)計學和心理學的角度來研究軟件復雜性問題，提出用程序中可執(zhí)行代碼的詞匯量（操作符與操作數）來計算和分析軟件復雜性的方法，并在此基礎上將其轉換成軟件規(guī)模的測算.第44頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第45頁1.2.4軟件差錯與可靠性度量軟件差錯與可靠性軟件差錯（SoftwareError）軟件缺陷（SoftwareDefect）缺陷數/KLOC軟件故障（SoftwareFault）軟件可靠性度量指標軟件可靠性定義：軟件產品在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時間內，完成規(guī)定功能（或無故障運行）的概率。軟件可靠性可以通過歷史數據和開發(fā)數據直接測量和估算出來。第45頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第46頁1.2.4軟件差錯與可靠性度量例：如果某軟件在8個處理小時的可靠性估計是0.96.如果軟件運行100次，每次運行8小時，100次中正確運行的次數為96次。第46頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第47頁軟件可靠性度量指標壽命分布函數F(x)=p(ξ≤x)可靠度函數R(x)=p(ξ>t)=1-F(t)壽命ξ的概率密度f(t)=dF(t)/dt失效率λ(t)=f(t)/R(t)

推導出的結論：R(t)=exp{-}軟件的平均壽命R(t)F(t)E(t)f(t)可靠性指標關聯(lián)圖第47頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第48頁改正一個錯誤的相對成本1101001000需求分析設計編碼開發(fā)測試系統(tǒng)測試交付后1倍3-6倍10倍15-40倍30-70倍40-1000倍第48頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第49頁1.2.5軟件質量如何定義軟件質量呢？軟件工程的目標就是生產出高質量的軟件產品。軟件質量：符合明確規(guī)定的功能和性能需求符合已清晰文檔化的開發(fā)標準具有專業(yè)人員開發(fā)軟件所應有的隱含特征第49頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第50頁1.2.5軟件質量軟件質量評價ISO軟件質量度量模型軟件質量需求準則SQRC軟件質量設計評價準則SQDC軟件質量設計評價準則SQDC軟件質量度量評價準則SQRC軟件質量度量評價準則SQRC…………8個23個23個第50頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第51頁軟件項目的質量管理首先明確：軟件工程涉及的每個人都要對質量負責質量管理是適用于整個軟件過程的一種普適性活動然后：明確給出“軟件質量”的涵義軟件團隊必須確定一組SQA活動來過濾掉軟件項目實施中的錯誤，在錯誤變?yōu)槿毕萸鞍l(fā)現(xiàn)它！也就是說，盡量提高缺陷排除效率，進而減少軟件團隊不得不付出的返工量。最后：

運用度量技術來制定軟件過程改進的策略，進而提高最終產品的質量。第51頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第52頁軟件質量保證(SQA)軟件質量保證（SoftwareQualityAssurance）推行與確認軟件工程質量標準研究與采用各種技術手段來保證軟件質量對軟件的各種變更進行控制制訂并執(zhí)行軟件測試策略測試計劃按照軟件質量標準對軟件的質量進行度量組織各種技術評審會或評審活動對軟件質量的度量情況及時記錄和生成SQA報告第52頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第53頁軟件質量保證SQA變更管理(軟件配置管理）識別可能發(fā)生變更的工作產品，建立這些工作產品之間的關系，制定管理這些工作產品的不同版本的機制，控制所施加的變更，審核和報告所發(fā)生的變更。軟件配置（變更）管理是一組跟蹤和控制活動,可以看作是應用于整個軟件周期過程的軟件質量保證活動。第53頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第54頁軟件質量保證SQA

變更的四個基本原因：新的業(yè)務或市場條件導致產品需求或業(yè)務規(guī)則的變更新的客戶需求，要求修改信息系統(tǒng)產生的數據、產品提供的功能或系統(tǒng)提供的服務企業(yè)改組或擴大/縮小規(guī)模，導致項目優(yōu)先級或軟件工程團隊的變更預算或進度安排的限制，導致系統(tǒng)或產品的重新定義。第54頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第55頁軟件質量保證SQA軟件評審是軟件過程中的“過濾器”，在軟件工程的不同階段進行軟件評審，可以起到發(fā)現(xiàn)錯誤和缺陷，進而消除它們的作用。--正式技術評審研究表明：正式技術評審在發(fā)現(xiàn)設計錯誤（占軟件過程中發(fā)現(xiàn)的所有錯誤和最終缺陷數量的50%-65%）方面最高可達75%的有效性。第55頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第56頁1.2概念結構圖可靠性度量質量度量軟件質量含義軟件質量保證質量評價軟件變更質量評審軟件工程開發(fā)周期軟件技術學軟件經濟學軟件管理學開發(fā)模型任務分解軟件度量規(guī)模度量復雜性度量LOC、FP可靠性N第56頁,共64頁，2024年2月25日，星期天

第57頁1.3軟件工程經濟學的概念和任務

什么是經濟學？定義：是研究人類在從事生產、交換以及產品和勞務消費過程中，如何有效地利用和合理地配置可供選擇的各種有限資源（稀缺資源）來滿足人們的需要。研究我們