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軟件工程 第13章 軟件項目管理_圖文

第13章 軟件項目管理
13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 估算軟件規模 工作量估算 進度計劃 人員組織 質量保證 軟件配置管理 能力成熟度模型

所謂管理就是通過計劃、組織和控制等一系列活 動,合理地配置和使用各種資源,以達到既定目 標的過程。 軟件項目管理先于任何技術活動之前開始,并且 貫穿于軟件的整個生命周期之中。 軟件項目管理過程從一組項目計劃活動開始,而 制定計劃的基礎是工作量估算和完成期限估算。 為了估算項目的工作量和完成期限,首先需要估 算軟件的規模。

13.1 估算軟件規模
13.1.1 代碼行技術
簡單的定量估算軟件規模的方法:依據以往開發類 似產品的經驗和歷史數據,估計實現一個功能所需 要的源程序行數。把實現每個功能所需要的源程序 行數累加起來,就可得到實現整個軟件所需要的源 程序行數(單位:KLOC千行代碼數)。

13.1.2 功能點技術
功能點技術依據對軟件信息域特性和軟件復雜性 的評估結果,估算軟件規模。這種方法用功能點 (FP)為單位度量軟件規模。

13.2 工作量估算
軟件估算模型使用由經驗導出的公式來預測軟件開 發工作量,工作量是軟件規模(KLOC或FP)的 函數,工作量的單位通常是人月(pm)。

13.2.1 靜態單變量模型
這類模型的總體結構形式如下: E=A+B×(ev)C 其中,A、B和C是由經驗數據導出的常數,E是以 人月為單位的工作量,ev是估算變量(KLOC或 FP)。下面給出幾個典型的靜態單變量模型:

1. 面向KLOC的估算模 型 (1) Walston_Felix模型 E=5.2×(KLOC)0.91 (2) Bailey_Basili模型 E=5.5+0.73×(KLOC)1.16 (3) Boehm簡單模型 E=3.2×(KLOC)1.05 (4) Doty模型(在 KLOC>9時適用) E=5.288×(KLOC)1.047

2. 面向FP的估算模型 (1) Albrecht & Gaffney模型 E=-13.39+0.0545FP (2) Maston,Barnett和 Mellichamp模型 E=585.7+15.12FP

這些模型多數都是僅根據若干 應用領域中有限個項目的 經驗數據推導出來的,適 用范圍有限。因此,必須 根據當前項目的特點選擇 適用的估算模型,并且根 據需要適當地調整(例如, 修改模型常數)估算模型。

13.2.2 動態多變量模型
動態多變量模型也稱為軟件方程式,它是根據從 4000多個當代軟件項目中收集的生產率數據推導出 來的。該模型把工作量看作是軟件規模和開發時間 這兩個變量的函數。動態多變量估算模型的形式如 下: E=(LOC×B0.333/P)3×(1/t)4 (13.2) 其中, E是以人月或人年為單位的工作量; B是特殊技術因子,P是生產率參數, t是以月或年 為單位的項目持續時間;

13.2.3 COCOMO2模型
COCOMO2(構造性成本模型),用于成本估算。 給出了3個層次的軟件開發工作量估算模型,對軟 件細節考慮的詳盡程度逐級增加。這些模型既可以 用于不同類型的項目,也可以用于同一個項目的不 同開發階段: (1) 應用系統組成模型。這個模型主要用于估算 構建原型的工作量,模型名字暗示在構建原型時大 量使用已有的構件。 (2) 早期設計模型。這個模型適用于體系結構設 計階段。 (3) 后體系結構模型。這個模型適用于完成體系 結構設計之后的軟件開發階段。

13.6 軟件配置管理
在開發軟件的過程中,變化(或稱為變動)既是必 要的,又是不可避免的。但是,變化也很容易失去 控制,如果不能適當地控制和管理變化,勢必造成 混亂并產生許多嚴重的錯誤。 軟件配置管理是在軟件的整個生命期內管理變化的 一組活動。具體地說,這組活動用來: ①標識變 化; ②控制變化; ③確保適當地實現了變化; ④ 向需要知道這類信息的人報告變化。 軟件配置管理的目標是,使變化更正確且更容易被 適應,在必須變化時減少所需花費的工作量。

13.6.1 軟件配置
1. 軟件配置項 軟件過程的輸出信息可以分為3類: ①計算機程序 (源代碼和可執行程序); ②描述計算機程序的 文檔(供技術人員或用戶使用); ③數據(程序 內包含的或在程序外的)。 上述這些項組成了在軟件過程中產生的全部信息, 我們把它們統稱為軟件配置,而這些項就是軟件配 置項。 為了開發出高質量的軟件產品,軟件開發人員不僅 要努力保證每個軟件配置項正確,而且必須保證一 個軟件的所有配置項是完全一致的。

2. 基線 基線是一個軟件配置管理概念, IEEE把基線定義為: 已經通過了正式復審的規格說明或中間產品,它可 以作為進一步開發的基礎,并且只有通過正式的變 化控制過程才能改變它。 簡而言之,基線就是通過了正式復審的軟件配置項。 在軟件配置項變成基線之前,可以迅速而非正式地 修改它。一旦建立了基線之后,雖然仍然可以實現 變化,但是,必須應用特定的、正式的過程(稱為 規程)來評估、實現和驗證每個變化。

13.6.2 軟件配置管理過程
軟件配置管理是軟件質量保證的重要一環,主要有 5項任務: 標識、版本控制、變化控制、配置審計 和報告。 1. 標識軟件配置中的對象 為了控制和管理軟件配置項,必須單獨命名每個配 置項,然后用面向對象方法組織它們。 2. 版本控制 版本控制聯合使用規程和工具,以管理在軟件工程 過程中所創建的配置對象的不同版本。借助于版本 控制技術,用戶能夠通過選擇適當的版本來指定軟 件系統的配置。

3. 變化控制 變化控制把人的規程和自動工具結合起來,以提供 一個控制變化的機制。典型的變化控制過程如下: ?接到變化請求之后,首先評估該變化,評估的結 果形成“變化報告” 供“變化控制審批者”審閱。 ?為每個被批準的變化都生成一個“工程變化命 令”,其描述將要實現的變化,必須遵守的約束以 及復審和審計的標準。 ?把要修改的對象從項目數據庫中“提取(check out)”出來,進行修改并應用適當的SQA活動。 ?最后,把修改后的對象“提交(check in)”進數 據庫,并用適當的版本控制機制創建該軟件的下一 個版本。

4. 配置審計 為了確保適當地實現了所需要的變化,通常從下述 兩方面采取措施: ①正式的技術復審; ②軟件配 置審計。 正式的技術復審關注被修改后的配置對象的技術正 確性。復審者審查該對象以確定它與其他軟件配置 項的一致性,并檢查是否有遺漏或副作用。 軟件配置審計通過評估配置對象的那些通常不在復 審過程中考慮的特征(例如,修改時是否遵循了軟 件工程標準,是否在該配置項中顯著地標明了所做 的修改),而成為對正式技術復審的補充。

5. 狀態報告 書寫配置狀態報告是軟件配置管理的一項任務,它 回答下述問題: ①發生了什么事? ②誰做的這件 事?③這件事是什么時候發生的?④它將影響哪些 其他事物? 配置狀態變化對大型軟件開發項目的成功有重大影 響。當大量人員在一起工作時,可能一個人并不知 道另一個人在做什么。兩名開發人員可能試圖按照 相互沖突的想法去修改同一個軟件配置項;軟件工 程隊伍可能耗費幾個人月的工作量根據過時的硬件 規格說明開發軟件;察覺到所建議的修改有嚴重副 作用的人可能還不知道該項修改正在進行。配置狀 態報告通過改善所有相關人員之間的通信,幫助消 除這些問題。

13.7 能力成熟度模型
能力成熟度模型(capability maturity model, CMM),是用于評價軟件機構的軟件過程能力成熟 度的模型。有助于軟件開發機構建立一個有規律的、 成熟的軟件過程。改進后的軟件過程將開發出質量 更好的軟件,使更多的軟件項目免受時間和費用超 支之苦。 CMM在改進軟件過程中所起的作用主要是,指導 軟件機構通過確定當前的過程成熟度并識別出對過 程改進起關鍵作用的問題,從而明確過程改進的方 向和策略。

對軟件過程的改進,是在完成一個又一個小的改進 步驟基礎上不斷進行的漸進過程。CMM把軟件過 程從無序到有序的進化過程分成5個階段,并把這 些階段排序,形成5個逐層提高的等級。 這5個成熟度等級定義了一個有序的尺度,用以測 量軟件機構的軟件過程成熟度和評價其軟件過程能 力,這些等級還能幫助軟件機構把應做的改進工作 排出優先次序。 成熟度等級是妥善定義的向成熟軟件機構前進途中 的平臺,每個成熟度等級都為軟件過程的繼續改進 提供了一個臺階。

1. 初始級 軟件過程的特征是無序的,有時甚至是混亂的。幾 乎沒有什么過程是經過定義的(即沒有一個定型的 過程模型),項目能否成功完全取決于開發人員的 個人能力。 處于1級成熟度的軟件機構,其過程能力是不可預 測的,其軟件過程是不穩定的,產品質量只能根據 相關人員的個人工作能力而不是軟件機構的過程能 力來預測。

2. 可重復級 軟件機構建立了基本的項目管理過程(過程模型),可 跟蹤成本、進度、功能和質量。 處于2級成熟度的軟件機構的過程能力可以概括為, 軟件項目的策劃和跟蹤是穩定的,已經為一個有紀 律的管理過程提供了可重復以前成功實踐的項目環 境。軟件項目工程活動處于項目管理體系的有效控 制之下,執行著基于以前項目的準則且合乎現實的 計劃。

3. 已定義級 軟件機構已經定義了完整的軟件過程(過程模型), 軟件過程已經文檔化和標準化。所有項目組都使用 文檔化的、經過批準的過程來開發和維護軟件。這 一級包含了第2級的全部特征。 處于3級成熟度的軟件機構的過程能力可以概括為, 無論是管理活動還是工程活動都是穩定的。軟件開 發的成本和進度以及產品的功能和質量都受到控制, 而且軟件產品的質量具有可追溯性。這種能力是基 于在軟件機構中對已定義的過程模型的活動、人員 和職責都有共同的理解。

4. 已管理級 軟件機構對軟件過程(過程模型和過程實例)和軟 件產品都建立了定量的質量目標,所有項目的重要 的過程活動都是可度量的。 處于4級成熟度的軟件機構的過程能力可以概括為, 軟件過程是可度量的,軟件過程在可度量的范圍內 運行。這一級的過程能力允許軟件機構在定量的范 圍內預測過程和產品質量趨勢,在發生偏離時可以 及時采取措施予以糾正,并且可以預期軟件產品是 高質量的。

5. 優化級 軟件機構集中精力持續不斷地改進軟件過程。這一 級的軟件機構是一個以防止出現缺陷為目標的機構, 它有能力識別軟件過程要素的薄弱環節,并有足夠 的手段改進它們。 處于5級成熟度的軟件機構的過程能力可以概括為, 軟件過程是可優化的。這一級的軟件機構能夠持續 不斷地改進其過程能力,既對現行的過程實例不斷 地改進和優化,又借助于所采用的新技術和新方法 來實現未來的過程改進。

13.8 小結
軟件工程包括技術和管理兩方面的內容,是技術與 管理緊密結合的產物。只有在科學而嚴格的管理之 下,先進的技術方法和優秀的軟件工具才能真正發 揮出威力。因此,有效的管理是大型軟件工程項目 成功的關鍵。 軟件項目管理始于項目計劃,而第一項計劃活動就 是估算。為了估算項目工作量和完成期限,首先需 要預測軟件規模。

度量軟件規模的常用技術主要有代碼行技術和功能 點技術。這兩種技術各有優缺點,應該根據項目特 點及從事計劃工作的人對這兩種技術的熟悉程度, 選用適用的技術。

根據軟件規模可以估算出完成該項目所需的工作量, 常用的估算模型為靜態單變量模型、動態多變量模 型和COCOMO2模型。為了使估算結果更接近實 際值,通常至少同時使用上述3種模型中的兩種。 通過比較和協調使用不同模型得出的估算值,有可 能得到比較準確的估算結果。成本估算模型通常也 同時提供了估算軟件開發時間的方程式,這樣估算 出的開發時間是正常開發時間,經驗表明,用增加 開發人員的方法最多可以把開發時間減少到正常開 發時間的75%。

能力成熟度模型(CMM)是改進軟件過程的有效 策略。它的基本思想是,因為問題是管理軟件過程 的方法不恰當造成的,所以采用新技術并不會自動 提高軟件生產率和軟件質量,應該下大力氣改進對 軟件過程的管理。事實上對軟件過程的改進不可能 一蹴而就,因此,CMM以增量方式逐步引入變化, 它明確地定義了5個成熟度等級,一個軟件開發組 織可以用一系列小的改良性步驟邁入更高的成熟度 等級。


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