軟件工程基礎(chǔ)：第2章 可行性研究

第2章可行性研究

三思而后行

--------《論語》什么是可行性研究？

任何工程項目均應(yīng)進行可行性研究。軟件工程項目可行性研究實質(zhì)是一次大大壓縮和簡化了的分析和設(shè)計過程，主要在較高層次上以較抽象的方式進行，其目的是在盡可能短的時間內(nèi)以最小的代價確定該項目是否能夠開發(fā)，是否值得開發(fā)。

2.1可行性研究內(nèi)容與步驟

可行性研究不是去開發(fā)一個軟件項目，而是研究該項目能否在給定的資源和給定的時間開發(fā)，是否能夠開發(fā)，是否值得開發(fā)。

2.1.1可行性研究的內(nèi)容

技術(shù)可行性（相關(guān)技術(shù)分析、資源有效性分析、風(fēng)險分析）；經(jīng)濟可行性（成本估計、效益分析）；操作可行性（就政治意識形態(tài)、法律法規(guī)、社會道德、民族意識以及系統(tǒng)運行的組織機構(gòu)或人員等，分析系統(tǒng)能否運行及運行好壞程度）。2.1.2可行性研究的步驟

系統(tǒng)目標(biāo)和范圍的定義

-

要解決的根本問題、達到目標(biāo)所需的資源和經(jīng)費；對現(xiàn)行系統(tǒng)進行分析研究

-

現(xiàn)有系統(tǒng)的物理模型和邏輯模型；（入口：現(xiàn)有系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)）導(dǎo)出新系統(tǒng)的邏輯模型；（解決了有關(guān)問題）設(shè)計新系統(tǒng)的物理方案；（最先進的方案、實用、基本方案）推薦可行的方案；（包括推薦理由）編寫可行性研究報告。（結(jié)論：繼續(xù)、延期和拒絕）2.2系統(tǒng)分析

系統(tǒng)分析是可行性研究階段對現(xiàn)有系統(tǒng)的功能、數(shù)據(jù)及約束條件的初步研究，了解現(xiàn)有系統(tǒng)能做什么。

系統(tǒng)分析往往先從系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)入手，進而分析組織的業(yè)務(wù)功能及業(yè)務(wù)流程，最后用數(shù)據(jù)流圖明確信息如何在組織中流動完成指定的業(yè)務(wù)功能。

2.2.1系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)定義

系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)反映了組織內(nèi)部的組成以及它們之間的關(guān)系。

內(nèi)容：組織結(jié)構(gòu)圖

業(yè)務(wù)聯(lián)系圖

業(yè)務(wù)功能樹

組織結(jié)構(gòu)圖

在組織結(jié)構(gòu)圖中，每個方框表示一個業(yè)務(wù)域，通過層次分解精化，直至小的工作組或某個個體。例如：

總公司人事處供銷處生產(chǎn)處財務(wù)處行政處人事科勞資科供應(yīng)科銷售科調(diào)研科調(diào)度科質(zhì)檢科第一車間第二車間財務(wù)科出納室工會黨辦總務(wù)科業(yè)務(wù)聯(lián)系圖

業(yè)務(wù)聯(lián)系圖反映組織各部分與各項業(yè)務(wù)之間的聯(lián)系。例如：

業(yè)務(wù)功能樹

用于描述組織內(nèi)部各部分的業(yè)務(wù)和功能。2.2.2系統(tǒng)處理流程分析

了解和分析現(xiàn)有系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程，并以概括的形式表達對現(xiàn)有系統(tǒng)的認識。

系統(tǒng)流程圖是描繪物理系統(tǒng)的傳統(tǒng)工具，可以采用系統(tǒng)流程圖來描述項目的大概業(yè)務(wù)處理流程，其基本思想是用圖形符號以黑盒子形式描繪系統(tǒng)各部件（如程序、數(shù)據(jù)庫、文檔、人工過程等）。

系統(tǒng)流程圖

系統(tǒng)流程圖表達的是信息在系統(tǒng)中各部件之間流動的情況，而不是對信息進行加工處理的控制過程。

開購書證明購書證明開購書發(fā)票領(lǐng)書書費單收書費發(fā)票學(xué)生2.2.3系統(tǒng)數(shù)據(jù)流分析

數(shù)據(jù)流圖描述的是系統(tǒng)的邏輯模型，圖中沒有具體的物理元素，只是描繪信息在系統(tǒng)中的流動和處理情況。（數(shù)據(jù)流圖是邏輯系統(tǒng)的圖形表示）數(shù)據(jù)流圖示例在可行性研究階段，采用數(shù)據(jù)流圖來描述數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的流動和處理情況時，不必詳細描述，只須概括地描述高層的數(shù)據(jù)處理和流動。

學(xué)生購書申請審查合法性購書證明購書發(fā)票開發(fā)票書費單開書費單書發(fā)書2.3成本估計

在可行性研究階段，估算項目成本及工作量通?？梢圆捎靡韵聨追N方法：

*基于已完成的類似項目進行估算；（自頂向下）

*使用簡單的“分解技術(shù)”來進行成本及工作量的估算；（自底向上）

*使用經(jīng)驗?zāi)Ｐ瓦M行成本及工作量的估算。

2.3.1自頂向下成本估計

通常僅由少數(shù)上層技術(shù)與管理人員參加。依據(jù)先前已完成項目所耗費的總成本（總工作量），推算新開發(fā)軟件的總成本（總工作量），然后在項目內(nèi)部進行成本分配。

優(yōu)點:工作量小，速度快。缺點:對開發(fā)中某些局部問題或特殊困難易低估，甚至沒有考慮。如果所開發(fā)的軟件缺乏可借鑒的經(jīng)驗，則估計偏差可能較大。

各階段工作量分配參考2.3.2自底向上成本估計

估計者必須先了解待開發(fā)軟件的范圍。軟件范圍包括功能、性能、限制、接口和可靠性等。在估算開始之前，應(yīng)對軟件范圍進行適當(dāng)?shù)募毣蕴峁┹^詳細的細節(jié)。對于細化得到的任務(wù)單元可交給該任務(wù)的開發(fā)人員去估計，得到各任務(wù)單元的估計成本。然后，將各任務(wù)單元的成本匯合成項目的總成本。對涉及全局的花費（如質(zhì)量管理）可能估計不足甚至完全忽視，使成本估計可能偏低。

基于LOC的成本和工作量估算

2.3.3基于經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷某杀竟烙?/p>

利用已完成項目的樣本數(shù)據(jù)進行分析，從而建立有關(guān)經(jīng)驗公式來預(yù)測項目所需的成本、工作量等，具有比較客觀（與前面的估算方法相比）、計算結(jié)果可重復(fù)（即無論何時使用模型，其結(jié)果相同）等優(yōu)點。

由于經(jīng)驗數(shù)據(jù)是從一些有限的項目中得到的，而且軟件類型和開發(fā)環(huán)境各不相同，因而模型中得到的結(jié)果必須慎重使用。

主要經(jīng)驗?zāi)Ｐ停红o態(tài)單變量模型；動態(tài)多變量模型；

COCOMO模型

靜態(tài)單變量模型

典型結(jié)構(gòu)為：

E=A+B*(估計變量)C

其中，A、B和C是由經(jīng)驗導(dǎo)出的常數(shù)；E是以人月（PM）為單位的工作量；“估計變量”是被估軟件特征的估計量，如代碼行數(shù)等。例如：Walston和FelixE=5.2*(KLOC)0.91D=4.1*(KLOC)0.36=13.47*E0.35DOC=49*(KLOC)1.01S=0.54*E0.6其中，KLOC表示千行源代碼行數(shù)，以一條機器指令為一行源代碼，對于非機器指令編寫的源程序，應(yīng)轉(zhuǎn)換成機器指令源代碼行數(shù)來考慮。

動態(tài)多變量模型

模型把項目的資源需求看成是時間的函數(shù)。例如PutnamL=Ck*K4/3*t4/3d其中，L表示源代碼行數(shù)（以LOC計算）；K表示軟件全生存周期（含維護在內(nèi)）所需工作量（以人年計）；td表示項目開發(fā)持續(xù)時間（以年計）；CK表示技術(shù)狀態(tài)常數(shù)。這表明，如果縮短開發(fā)時間，將意味著增加項目的開發(fā)工作量。

COCOMO模型

Boehm將軟件成本估算分成3個由粗到細的層次：基本層、中間層和詳細層。每個層次又按軟件項目的應(yīng)用領(lǐng)域和復(fù)雜程序分成3種類型：組織型、半獨立型和嵌入層。

模型形式為：TDEV=c*(MM)d

其中MM表示開發(fā)工作量，以人月計；KDSI表示源指令條數(shù)，以千行計算；TDEV表示開發(fā)時間，以月計算；fi(i=1～15)表示15項項目影響調(diào)節(jié)因子；a,c表示模型系數(shù)；b,d表示模型指數(shù)。

基本層COCOMO模型

不考慮成本影響調(diào)節(jié)因子，是對軟件成本的一種宏觀粗略估計，是一個靜態(tài)單變量模型。

組織型——較小、較簡單的軟件項目。

MM=2.4*(KDSI)1.05TDEV=2.5*(MM)0.38半獨立型——軟件的需求介于“組織型”和“嵌入型”之間。

MM=3.0*(KDSI)1.12TDEV=2.5*(MM)0.35

嵌入型——必須在一組嚴格的硬件、軟件及操作約束下開發(fā)的軟件項目，對接口、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法要求較高。

MM=3.6*(KDSI)1.20TDEV=2.5*(MM)0.32中間層COCOMO模型

主要考慮了從整個生存期來衡量成本影響調(diào)節(jié)因子，共15項，分成4類：產(chǎn)品、硬件、人員及項目。中間層COCOMO模型形式

組織型：

MM=3.2*(KDSI)1.05*（f1*f2*…*f15）

TDEV=2.5*(MM)0.38

半獨立型：

MM=3.0*(KDSI)1.12*（f1*f2*…*f15）

TDEV=2.5*(MM)0.35

嵌入型

MM=2.8*(KDSI)1.2*（f1*f2*…*f15）

TDEV=2.5*(MM)0.32

詳細層COCOMO模型

詳細層COCOMO模型需要考慮各調(diào)節(jié)因子對于不同開發(fā)階段的影響。

針對每一個影響因素，按模塊級、子系統(tǒng)級和系統(tǒng)級，有三張工作量因素分級表，供不同級別的估算使用。

詳細層COCOMO模型的模型形式與中間層COCOMO模型相同，只是fi的取值在詳細層COCOMO模型中應(yīng)分級和分階段給定。

COCOMO模型評價改進：COCOMOII模型可以處理較廣泛的軟件工程技術(shù)，例如，面向?qū)ο?、包含瀑布模型及其它生存期模型、?fù)用、第四代語言等等。

Boehm關(guān)于自己提出的COCOMO模型的評價意見是：一個軟件估算模型能夠在成本估算上相差不到20%，時間估算上相差不到70%，就相當(dāng)不錯了。

經(jīng)驗?zāi)Ｐ瓦\用

當(dāng)開發(fā)產(chǎn)品時，實際的開發(fā)工作量應(yīng)與預(yù)測值進行比較。出現(xiàn)偏差可作為一個有問題的早期警告。管理者應(yīng)該分析出現(xiàn)問題的原因，如開發(fā)小組不勝任，產(chǎn)品規(guī)模低估了等，并采取合適的行動使影響最小化。

對于經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，使用時應(yīng)根據(jù)實際環(huán)境進行調(diào)整以適合自己的應(yīng)用項目。同時對于估算結(jié)果的精度也不應(yīng)期望過高。

2.4效益分析

系統(tǒng)的效益有兩部分：經(jīng)濟效益和社會效益。

經(jīng)濟效益是指用使用新系統(tǒng)而增加的收入，包括使用新系統(tǒng)節(jié)省的運行費用，是一種有形的效益。社會效益是一種無形的效益，主要從性質(zhì)上、心理上進行衡量，很難直接量化，但在某些情況下，無效的效益能轉(zhuǎn)化成有形的效益。

2.4.1度量指標(biāo)

貨幣的時間價值

純收入投資回收期

投資回收率

貨幣的時間價值

通常投資在前，取得效益在后，因此要考慮貨幣的時間價值。貨幣的時間價值常用利率的形式來表示。

設(shè)年利率為i，當(dāng)前存入的貨幣數(shù)為P(Present)元，則n年后可得到的貨幣數(shù)為F（Future）元：F=P*(1+i)n。

純收入

其值等于整個生存周期內(nèi)系統(tǒng)的累積經(jīng)濟效益（折算成當(dāng)前值）與投資之差。

從經(jīng)濟的觀點來看，考慮到軟件項目開發(fā)的風(fēng)險，只有當(dāng)純收入大于零時才能考慮投資。

投資回收期

投資回收期也是衡量工程價值的一項經(jīng)濟指標(biāo)，其值等于使累計的經(jīng)濟效益（折算成當(dāng)前值）等于最初投資所需要的時間。

投資回收期越短，就能越快地獲得經(jīng)濟效益，因而這項工程也就越值得投資。

投資回收率

投資回收率可用來衡量投資效益的大小，并可以和銀行年利率進行比較，在衡量工程的經(jīng)濟效益時是重要的參考數(shù)據(jù)。

投資回收率的計算可以通過解下列方程得出：

P=F1/(1+j)+F2/(1+j)2+…+Fn/（1+j）n其中，P表示當(dāng)前的投資額，F(xiàn)i表示第i年年底的效益（i=1,2,…,n），n表示系統(tǒng)的使用壽命，j表示投資回收率。

2.4.2效益分析

系統(tǒng)的效益分析隨系統(tǒng)的特征而異。

根據(jù)總投資的情況和年度效益分析的結(jié)果，可以進一步計算純收入、投資回收期和投資回收率等。管理者根據(jù)有關(guān)分析結(jié)果，結(jié)合其它潛在的對投資的使用，考慮有關(guān)社會效益，可以在經(jīng)濟上確定系統(tǒng)是否值得投資開發(fā)。某大型企業(yè)CIMS項目的效益分析示例（1）直接經(jīng)濟效益（每年）總額約為796萬元，其中：①實現(xiàn)以物資為主線的生產(chǎn)信息集成，合理制定物資儲備定額，縮短物資庫存周期，可降低庫存2%（平均庫存周期從30天降到24天），按現(xiàn)有月未庫存1800萬元，年利率6.75%計算，每年可節(jié)約利息：1800×20%×6.75%=24.3（萬元）；

②

…（2）社會效益分析

①通過CIMS應(yīng)用工程的實施，引入計算機集成制造系統(tǒng)，可加快公司員更新觀念的速度，加速公司人員素質(zhì)的轉(zhuǎn)變，為公司的人才培養(yǎng)戰(zhàn)略提供良好的環(huán)境。②CIMS工程的實踐，…………

2.5可行性研究文檔

引言可行性研究的前提（基本要求、開發(fā)目標(biāo)、限定條件等）對