《軟件工程》13-1軟件項(xiàng)目管理

軟件工程2025/3/12第13章軟件項(xiàng)目管理所謂管理就是通過計(jì)劃、組織和控制等一系列活動(dòng)，合理地配置和使用各種資源，以達(dá)到既定目標(biāo)的過程。軟件項(xiàng)目管理先于任何技術(shù)活動(dòng)之前開始，并且貫穿于軟件的整個(gè)生命周期之中。軟件項(xiàng)目管理過程從一組稱為項(xiàng)目計(jì)劃的活動(dòng)開始，而第一項(xiàng)計(jì)劃活動(dòng)是“估算”。2025/3/1313.1估算軟件規(guī)模13.2工作量估算13.3進(jìn)度計(jì)劃13.4人員組織13.5質(zhì)量保證13.6軟件配置管理13.7能力成熟度模型13.8小結(jié)2025/3/1413.1估算軟件規(guī)模代碼行技術(shù)簡(jiǎn)單定量估算軟件規(guī)模的方法。根據(jù)以往開發(fā)類似產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)和歷史數(shù)據(jù)，估計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能需要的源程序行數(shù)。當(dāng)有以往開發(fā)類似項(xiàng)目的歷史數(shù)據(jù)可供參考時(shí)，用這種方法估計(jì)出的數(shù)據(jù)還是比較準(zhǔn)確的。把實(shí)現(xiàn)每個(gè)功能需要的源程序行數(shù)累加起來(lái)，就得到實(shí)現(xiàn)整個(gè)軟件需要的源程序行數(shù)。2025/3/15為了估計(jì)值更接近實(shí)際值，由多名有經(jīng)驗(yàn)的軟件工程師分別作出估計(jì)。每個(gè)人都估計(jì)程序的最小規(guī)模(a)、最大規(guī)模(b)和最可能的規(guī)模(m)，分別算出這三種規(guī)模的平均值a,b和m之后，再用下式計(jì)算程序規(guī)模的估計(jì)值：程序較小時(shí)常用的單位是代碼行數(shù)(LOC)，當(dāng)程序較大時(shí)常用的單位是千行代碼數(shù)(KLOC)。2025/3/16功能點(diǎn)技術(shù)依據(jù)對(duì)軟件信息域特性和軟件復(fù)雜性的評(píng)估結(jié)果，估算軟件規(guī)模。用功能點(diǎn)(FP)為單位，度量軟件的規(guī)模。信息域特性定義信息域5個(gè)特性，分別是輸入項(xiàng)數(shù)(Inp)、輸出項(xiàng)數(shù)(Out)、查詢數(shù)(Inq)，主文件數(shù)(Maf)和外部接口數(shù)(Inf)。2025/3/17估算功能點(diǎn)的步驟

計(jì)算未調(diào)整的功能點(diǎn)數(shù)UFP把產(chǎn)品信息域的每個(gè)特性(即Inp、Out、Inq、Maf和Inf)都分類成簡(jiǎn)單級(jí)、平均級(jí)或復(fù)雜級(jí)。根據(jù)其等級(jí)，為每個(gè)特性都分配一個(gè)功能點(diǎn)數(shù)。用下式計(jì)算未調(diào)整的功能點(diǎn)數(shù)UFP UFP=a1×Inp+a2×Out+a3×Inq+a4×Maf+a5×Inf。其中，ai(1≤i≤5)是信息域特性系數(shù)，其值由相應(yīng)特性的復(fù)雜級(jí)別決定，如表所示。2025/3/182025/3/19計(jì)算技術(shù)復(fù)雜性因子TCF

度量14種技術(shù)因素對(duì)軟件規(guī)模的影響程度，并用Fi(1≤i≤14)代表這些因素。根據(jù)軟件特點(diǎn)，為每個(gè)因素分配一個(gè)從0(不存在或?qū)浖?guī)模無(wú)影響)到5(有很大影響)的值。用下式計(jì)算技術(shù)因素對(duì)軟件規(guī)模的綜合影響程度DI：

技術(shù)復(fù)雜性因子TCF由下式計(jì)算：TCF=0.65+0.01×DI因?yàn)镈I的值在0～70之間，所以TCF的值在0.65～1.35之間。2025/3/1102025/3/111計(jì)算功能點(diǎn)數(shù)FP功能點(diǎn)數(shù)FP由下式計(jì)算：

FP=UFP×TCF功能點(diǎn)數(shù)與所用的編程語(yǔ)言無(wú)關(guān)，因此，功能點(diǎn)技術(shù)比代碼行技術(shù)更合理一些。但是，在判斷信息域特性復(fù)雜級(jí)別及技術(shù)因素的影響程度時(shí)，存在相當(dāng)大的主觀因素。2025/3/11213.2工作量估算計(jì)算機(jī)軟件估算模型使用由經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)出的公式來(lái)預(yù)測(cè)軟件開發(fā)的工作量，工作量是軟件規(guī)模(LOC或FP)的函數(shù)，工作量的單位通常是人月(pm)。支持大多數(shù)估算模型的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，都是從有限個(gè)項(xiàng)目的樣本集中總結(jié)出來(lái)的，因此，沒有一個(gè)估算模型能夠適用于所有類型的軟件和開發(fā)環(huán)境。2025/3/113靜態(tài)單變量模型這類模型的總體結(jié)構(gòu)形式如下：E=A+B×(ev)CA、B和C是由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)出的常數(shù)，E是以人月為單位的工作量，ev是估算變量(LOC或FP)。大多數(shù)模型都有某種形式的調(diào)整成分，使得E能夠依據(jù)項(xiàng)目的其他特性(例如，問題的復(fù)雜程度、開發(fā)人員的經(jīng)驗(yàn)、開發(fā)環(huán)境等)加以調(diào)整。2025/3/114面向LOC的估算模型WalstonFelix模型E=5.2×(KLOC)0.91

BaileyBasili模型E=5.5+0.73×(KLOC)1.16

Boehm簡(jiǎn)單模型E=3.2×(KLOC)1.05Doty模型(在KLOC＞9的情況下)E=5.288×(KLOC)1.407

2025/3/115面向FP的估算模型Albrecht&Gaffney模型E=-13.39+0.0545FPKemerer模型E=60.62×7.728×10-8FP3Maston、Barnett和Mellichamp模型E=585.7+5.12FP2025/3/116動(dòng)態(tài)多變量模型也稱為軟件方程式，根據(jù)從4000多個(gè)當(dāng)代軟件項(xiàng)目中收集的生產(chǎn)率數(shù)據(jù)推導(dǎo)出來(lái)的。把工作量看作是軟件規(guī)模和開發(fā)時(shí)間兩個(gè)變量的函數(shù)。E=[LOC×B0.333/P]3×(1/t)4E是以人月或人年為單位的工作量；t是以月或年為單位的項(xiàng)目持續(xù)時(shí)間；B是“特殊技術(shù)因子”，隨著對(duì)集成、測(cè)試、質(zhì)量保證、文檔及管理技術(shù)的需求的增長(zhǎng)而緩慢增加，對(duì)于較小的程序(KLOC=5～10)，B=0.16，對(duì)于超過70KLOC的程序，B=0.39；2025/3/117P是“生產(chǎn)率參數(shù)”，反映下述因素對(duì)工作量的影響：總體的過程成熟度及管理水平；使用良好的軟件工程實(shí)踐的程度使用的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的級(jí)別；軟件環(huán)境的狀態(tài)；軟件項(xiàng)目組的技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)；應(yīng)用系統(tǒng)的復(fù)雜程度。2025/3/118當(dāng)開發(fā)實(shí)時(shí)嵌入式軟件時(shí)，典型值是P=2000；對(duì)于電信和系統(tǒng)軟件來(lái)說，P=10000；對(duì)于商業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用，P=28000。適用于當(dāng)前項(xiàng)目的生產(chǎn)率參數(shù)，可以從歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出。軟件方程式有兩個(gè)獨(dú)立的變量：①對(duì)軟件規(guī)模的估算值(用LOC表示)；②以月或年為單位的項(xiàng)目持續(xù)時(shí)間。從上式可以看出，開發(fā)同一個(gè)軟件(即LOC固定)的時(shí)候，如果把項(xiàng)目持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)一些，則可降低完成項(xiàng)目所需要的工作量。2025/3/119COCOMO模型COCOMO模型是Boehm提出的構(gòu)造性成本模型(COnstructive

COst

MOdel)，是一種層次結(jié)構(gòu)的軟件估算模型。下面以中級(jí)COCOMO模型為例，介紹構(gòu)造性成本模型。該模型把軟件開發(fā)工作量表示成代碼行數(shù)(KLOC)的非線性函數(shù)：2025/3/120其中MM是開發(fā)工作量(以人月為單位)，C1是模型系數(shù)，KLOC是估計(jì)的代碼行數(shù)，a是模型指數(shù)，fi(i=1到15)是成本因素。每個(gè)成本因素都根據(jù)它的重要程度和影響大小賦予一定數(shù)值。成本因素影響所有工程項(xiàng)目，即使不使用COCOMO模型估算成本，也應(yīng)該注意這些因素。可以把成本因素劃分成產(chǎn)品因素、計(jì)算機(jī)因素、人員因素和項(xiàng)目因素等。2025/3/121產(chǎn)品因素要求的軟件可靠性(RELY)數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模(DATA)軟件產(chǎn)品復(fù)雜程度(CPLX)計(jì)算機(jī)因素執(zhí)行時(shí)間的約束(TIME)存儲(chǔ)約束(STOR)環(huán)境變更率(VIRT)計(jì)算機(jī)換向時(shí)間(TURN)2025/3/122人員因素系統(tǒng)分析員的能力(ACAP)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)(AEXP)程序員的能力(PCAP)環(huán)境知識(shí)(VEXP)語(yǔ)言知識(shí)(LEXP)2025/3/123項(xiàng)目因素程序設(shè)計(jì)實(shí)踐(MODP)軟件工具(TOOL)進(jìn)度約束(SCED)2025/3/124軟件開發(fā)項(xiàng)目可以分成組織式、半獨(dú)立式和嵌入式三種模式。對(duì)組織式軟件的要求通常不苛刻，開發(fā)人員經(jīng)驗(yàn)豐富，而且對(duì)軟件的使用環(huán)境很熟悉(通常是為自己所在的組織開發(fā)軟件)，程序規(guī)模一般不大(小于50000行代碼)。例如，簡(jiǎn)單的商業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)即屬于組織式。嵌入式軟件需要在很強(qiáng)的約束條件下運(yùn)行，通常和某些硬設(shè)備緊密結(jié)合在一起(例如，空中交通管理軟件)，對(duì)這類軟件系統(tǒng)的要求通常十分苛刻。對(duì)半獨(dú)立式軟件的要求通常介于上述兩類軟件之間，但是這類軟件的規(guī)模一般都比較大(可達(dá)300000行代碼)。2025/3/125下表列出了上述三種開發(fā)模式的模型系數(shù)和模型指數(shù)。再下表列出了各個(gè)成本因素的實(shí)際值(稱為工作量系數(shù))。有了這兩張表中的數(shù)據(jù)，就可以估算工作量了。2025/3/1262025/3/127對(duì)64個(gè)覆蓋了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域的項(xiàng)目樣本的研究，證明了中級(jí)COCOMO模型的有效性：對(duì)這些樣本應(yīng)用該模型，預(yù)測(cè)結(jié)果的誤差在20%以內(nèi)的項(xiàng)目約占總項(xiàng)目的68%。2025/3/12813.3進(jìn)度計(jì)劃項(xiàng)目管理者的目標(biāo)是定義全部項(xiàng)目任務(wù)，識(shí)別出關(guān)鍵任務(wù)，跟蹤關(guān)鍵任務(wù)的進(jìn)展?fàn)顩r，以保證能及時(shí)發(fā)現(xiàn)拖延進(jìn)度的情況。管理者必須制定一個(gè)足夠詳細(xì)的進(jìn)度表，以便監(jiān)督項(xiàng)目進(jìn)度，并控制整個(gè)項(xiàng)目。軟件項(xiàng)目的進(jìn)度安排，通過把工作量分配給特定的軟件工程任務(wù)，并規(guī)定完成各項(xiàng)任務(wù)起、止日期，從而將估算的工作量分布于計(jì)劃好的項(xiàng)目持續(xù)期內(nèi)。2025/3/129基本原則下述基本原則能夠指導(dǎo)軟件項(xiàng)目的進(jìn)度安排。劃分相互依賴性時(shí)間分配工作量確認(rèn)定義責(zé)任定義結(jié)果定義里程碑2025/3/130Gantt圖Gantt圖(甘特圖)是歷史悠久、應(yīng)用廣泛的進(jìn)度計(jì)劃工具，下面通過一個(gè)非常簡(jiǎn)單的例子介紹這種工具。2025/3/131舊木板房刷漆工程的Gantt圖為了醒目地表示里程碑，可以在Gantt圖中加上菱形標(biāo)記，一個(gè)菱形代表一個(gè)里程碑，如圖所示。2025/3/132標(biāo)有里程碑的Gantt圖2025/3/133工程網(wǎng)絡(luò)Gantt圖能很形象地描繪任務(wù)分解情況，以及每個(gè)子任務(wù)(作業(yè))的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，因此是進(jìn)度計(jì)劃和進(jìn)度管理的有力工具。具有直觀簡(jiǎn)明和容易掌握、容易繪制的優(yōu)點(diǎn)，但：不能顯式地描繪各項(xiàng)作業(yè)彼此間的依賴關(guān)系；進(jìn)度計(jì)劃的關(guān)鍵部分不明確，難于判定哪些部分應(yīng)當(dāng)是主攻和主控的對(duì)象；計(jì)劃中有潛力的部分及潛力的大小不明確，往往造成潛力的浪費(fèi)。2025/3/134當(dāng)把一個(gè)工程項(xiàng)目分解成許多子任務(wù)，并且彼此間的依賴關(guān)系又比較復(fù)雜時(shí)，僅用Gantt圖作為安排進(jìn)度的工具是不夠的，不僅難于做出既節(jié)省資源又保證進(jìn)度的計(jì)劃，且還容易發(fā)生差錯(cuò)。工程網(wǎng)絡(luò)是制定進(jìn)度計(jì)劃時(shí)另一種常用的圖形工具，它同樣能描繪任務(wù)分解情況以及每項(xiàng)作業(yè)的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，還顯式地描繪各個(gè)作業(yè)彼此間的依賴關(guān)系。2025/3/135在工程網(wǎng)絡(luò)中用箭頭表示作業(yè)(例如，刮舊漆，刷新漆，清理等)，用圓圈表示事件(一項(xiàng)作業(yè)開始或結(jié)束)。注意，事件僅僅是可以明確定義的時(shí)間點(diǎn)，它并不消耗時(shí)間和資源。作業(yè)通常既消耗資源又需要持續(xù)一定時(shí)間。圖是舊木板房刷漆工程的工程網(wǎng)絡(luò)。圖中表示刮第1面墻上舊漆的作業(yè)開始于事件1，結(jié)束于事件2。用開始事件和結(jié)束事件的編號(hào)標(biāo)識(shí)一個(gè)作業(yè)，因此“刮第1面墻上舊漆”是作業(yè)1—2。2025/3/136舊木板房刷漆工程的工程網(wǎng)絡(luò)圖中：1—2刮第1面墻上的舊漆；2—3刮第2面墻上的舊漆；2—4給第1面墻刷新漆；3—5刮第3面墻上舊漆；4—6給第2面墻刷新漆；4—7清理第1面墻窗戶；5—8刮第4面墻上舊漆；6—8給第3面墻刷新漆；7—9清理第2面墻窗戶；8—10給第4面墻刷新漆；9—10清理第3面墻窗戶；10—11清理第4面墻窗戶；虛擬作業(yè)：3—4；5—6；6—7；8—9。2025/3/137工程網(wǎng)絡(luò)中的事件，如果既有箭頭進(jìn)入又有箭頭離開，則它既是某些作業(yè)結(jié)束又是另一些作業(yè)的開始。例如，圖中事件2既是作業(yè)1—2(刮第1面墻上的舊漆)的結(jié)束，又是作業(yè)2—3(刮第2面墻上舊漆)和作業(yè)2—4(給第1面墻刷新漆)的開始。也就是說，只有第1面墻上的舊漆刮完之后，才能開始刮第2面墻上舊漆和給第1面墻刷新漆這兩個(gè)作業(yè)。因此，工程網(wǎng)絡(luò)顯式地表示了作業(yè)之間的依賴關(guān)系。2025/3/138在圖中還有一些虛線箭頭，它們表示虛擬作業(yè)，也就是事實(shí)上并不存在的作業(yè)。引入虛擬作業(yè)是為了顯式地表示作業(yè)之間的依賴關(guān)系。例如，事件4既是給第1面墻刷新漆結(jié)束，又是給第2面墻刷新漆開始(作業(yè)4—6)。但是，在開始給第2面墻刷新漆之前，不僅必須已經(jīng)給第1面墻刷完了新漆，而且第2面墻上的舊漆也必須已經(jīng)刮凈(事件3)。也就是說，在事件3和事件4之間有依賴關(guān)系，或者說在作業(yè)2—3(刮第2面墻上舊漆)和作業(yè)4—6(給第2面墻刷新漆)之間有依賴關(guān)系，虛擬作業(yè)3—4明確地表示了這種依賴關(guān)系。注意，虛擬作業(yè)既不消耗資源也不需要時(shí)間。2025/3/139估算進(jìn)度

畫出類似上圖那樣的工程網(wǎng)絡(luò)之后，系統(tǒng)分析員就可以借助它的幫助估算工程進(jìn)度了。為此需要在工程網(wǎng)絡(luò)上增加一些必要的信息。首先，把每個(gè)作業(yè)估計(jì)需要使用的時(shí)間寫在表示該項(xiàng)作業(yè)的箭頭上方。注意，箭頭長(zhǎng)度和它代表的作業(yè)持續(xù)時(shí)間沒有關(guān)系，箭頭僅表示依賴關(guān)系，它上方的數(shù)字才表示作業(yè)的持續(xù)時(shí)間。其次，為每個(gè)事件計(jì)算下述兩個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)字：最早時(shí)刻EET和最遲時(shí)刻LET。這兩個(gè)數(shù)字將分別寫在表示事件的圓圈的右上角和右下角，如下圖左下角符號(hào)所示。2025/3/140舊木板房刷漆工程的完整的工程網(wǎng)絡(luò)(黃色箭頭是關(guān)鍵路徑)2025/3/141事件的最早時(shí)刻是該事件可以發(fā)生的最早時(shí)間。通常工程網(wǎng)絡(luò)中第一個(gè)事件的最早時(shí)刻定義為零，其他事件的最早時(shí)刻在工程網(wǎng)絡(luò)上從左至右按事件發(fā)生順序計(jì)算。計(jì)算最早時(shí)刻EET使用下述三條簡(jiǎn)單規(guī)則：考慮進(jìn)入該事件的所有作業(yè)；對(duì)于每個(gè)作業(yè)都計(jì)算它的持續(xù)時(shí)間與起始事件的EET之和；選取上述和數(shù)中的最大值作為該事件的最早時(shí)刻EET。2025/3/142事件的最遲時(shí)刻是在不影響工程竣工時(shí)間