GIS軟件工程_11GIS軟件工程管理

1、第14章 基本內(nèi)容。 教學要求：重點掌握成本估算模型和軟件項目進度安排。 重點：COCOMO估算模型。 項目： 人們通常把一次性的、不重復的、有開始和結(jié)束時間限制的一類任務稱為項目，它和另一類持續(xù)不斷一直進行的、重復的、周期性的工作是不同的，項目是一系列活動的集合。這些活動被有機地組合在一起，完成一系列的任務，從而實現(xiàn)一個完整的目標。項目具有以下顯著特點：（1）項目從本質(zhì)上看是臨時的任務，而不是一直進行的某個過程。項目在結(jié)束時一般會有成果。14.1 概述（2）項目通常有非常明確的、可以判別的起點和終點。也就是說，項目是有嚴格的時間要求的，它必須在一定的時間內(nèi)完成。（3）項目一般是由用戶提出，由

2、項目經(jīng)理充實內(nèi)容，然后組成項目小組完成項目。但有時也有例外。（4）有些項目是“實驗性的”，比如進行某項開發(fā)以滿足某行業(yè)一種需要或為了某個戰(zhàn)略目標，這種項目不能保證會有結(jié)果，因為它屬于開創(chuàng)性的工作。（5）項目的目的是為了產(chǎn)生前所未有的新東西。因此，項目不能重復前人成果，必須進行發(fā)明創(chuàng)造。（6）所有的項目在時間、成本和質(zhì)量方面都受到嚴格的要求和約束。所有的項目必須在一定的時間內(nèi)、有限的資源下高質(zhì)量地完成。軟件工程管理的內(nèi)容：1.開發(fā)人員軟件開發(fā)人員分為：項目負責人、系統(tǒng)分析員、高級程序員、程序員、初級程序員、資料員和其他輔助人員。軟件開發(fā)人員應具備的條件：（1） 軟件開發(fā)人員應經(jīng)過初始入門職業(yè)教育

3、或?qū)W歷教育，并具有后續(xù)的技能發(fā)展?jié)摿Α＃?） 通過軟件開發(fā)資格證書，確保開發(fā)人員達到最基本知識、技能的要求；（3） 在軟件職業(yè)執(zhí)照制度下，建立終身的職業(yè)發(fā)展體系；（4） 通過軟件專業(yè)組織，規(guī)范軟件職業(yè)道德。軟件開發(fā)人員應當堅持以下八項原則：（1） 公眾：軟件開發(fā)人員應當以公眾利益為目標； （2） 用戶和雇主：在保持與公眾利益一致的原則下，軟件開發(fā)人員應注意滿足用戶和雇主的最高利益； （3） 產(chǎn)品：軟件開發(fā)人員應當努力保證軟件開發(fā)的高質(zhì)量、低成本以及合理的進度；（4） 判斷：對受他們評估的軟件或文檔，保持職業(yè)的客觀性。 （5） 管理：軟件開發(fā)人員必須保證對從事或建議的項目做出現(xiàn)實和定量的估算，包

4、括成本、進度、人員、質(zhì)量和輸出，并對估算的不確定性做出評估；（6） 專業(yè)：在與公眾利益一致的原則下，軟件開發(fā)人員應當推進其專業(yè)的完整性和聲譽；（7） 同行：軟件開發(fā)人員對同行應持平等、互助和支持的態(tài)度；（8） 自我：軟件開發(fā)人員應當參與終生職業(yè)實踐的學習。 2.組織機構(gòu)（1）主程序員組織機構(gòu)它由一位主程序員主持計劃、協(xié)調(diào)和復審全部技術(shù)活動；一位輔助程序員協(xié)助主程序員工作；若干名程序員負責分析和開發(fā)活動；可以由一位或幾位專家和一位資料員協(xié)助軟件開發(fā)機構(gòu)的工作。（2）專家組織機構(gòu)它是由若干專家組成一個開發(fā)機構(gòu)，強調(diào)每個專家的才能，充分發(fā)揮每個專家的作用。3.用戶常見的問題有：（1） 不積極，不配合

5、。 （2） 求快求全。（3） 功能變化。對來自用戶的這種變化要正確對待：要向用戶解釋軟件工程的規(guī)律，并在可能的條件下部分或有條件地滿足用戶的合理要求。4.控制控制就是掌握被控制的對象，不讓它超出規(guī)定范圍活動，使活動都按預定的計劃進行，向預期目標前進?？刂瓢ㄟM度、人員、經(jīng)費和質(zhì)量等控制。5.文檔資料GIS的人員配置1.GIS項目經(jīng)理/技術(shù)組（1）GIS應用實施規(guī)則。（2）GIS產(chǎn)品規(guī)劃。（3）軟硬件選擇。（4）與用戶討論/協(xié)商。（5）與用戶通信/聯(lián)系。（6）資金預算與籌集。（7）向顧問組和總經(jīng)理匯報。2.數(shù)據(jù)庫經(jīng)理（1）GIS數(shù)據(jù)庫設計。（2）數(shù)據(jù)庫維護和更新。（3）數(shù)據(jù)產(chǎn)品和地圖產(chǎn)品規(guī)劃。（

6、4）GIS數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。（5）空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制。（6）數(shù)據(jù)獲取規(guī)劃。3.數(shù)字化操作員（1）現(xiàn)有源地圖編譯。（2）地圖數(shù)字化。（3）屬性數(shù)據(jù)輸入。（4）野外攝影測量和遙感數(shù)據(jù)獲取。（5）數(shù)字化地圖設計。（6）數(shù)字化地圖產(chǎn)品。4.系統(tǒng)操作員（1）硬件、軟件和其他外設的運行。（2）物資管理。（3）程序和數(shù)據(jù)文件備份。（4）對軟件庫的管理。（5）支持用戶請求。（6）用戶權(quán)限管理。5.應用分析軟件經(jīng)理（1）系統(tǒng)功能分析。（2）分析現(xiàn)有軟件功能。（3）需要開發(fā)的功能規(guī)劃設計。（4）用戶平臺設計。（5）應用功能開發(fā)方案設計。6.程序編寫員（1）編寫數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序。（2）應用分析軟件編程。（3）特定用戶菜單開發(fā)。

7、（4）解決程序與數(shù)據(jù)文件之間的接口。工程項目計劃的目標是為項目負責人提供一個框架，使之能合理地估算軟件開發(fā)所需資源、經(jīng)費和開發(fā)進度，并控制軟件項目開發(fā)過程按此計劃進行。軟件計劃最詳盡地描述了軟件過程，它包括采用的生命周期模型、開發(fā)組織的組織結(jié)構(gòu)、責任分配、管理目標和優(yōu)先級、所用的技術(shù)和CASE工具，以及詳細的進度、預算和資源分配。整個計劃的基礎是工作量估算和完成期限估算。14.2 軟件工程計劃管理 軟件開發(fā)成本估算1.成本估算方法（1）自頂向下估算方法自頂向下估算方法就是估算人員參照以前完成的項目所耗費的總成本，來推算將要開發(fā)的軟件的總成本，然后把它們按階段、步驟和工作單元進行分配。（2）自底

8、向上估計方法自底向上估計方法是將待開發(fā)的軟件細分，分別估算每一個子任務所需要的開發(fā)工作量，然后將它們加起來，得到軟件的總開發(fā)量。（3）差別估算方法差別估算是將開發(fā)項目與一個或多個已完成的類似項目進行比較，找出與某個相類似項目的若干不同之處，并估算每個不同之處對成本的影響，導出開發(fā)項目的總成本。（4）專家估算法1）協(xié)調(diào)人向各專家提供項目規(guī)格和估計表格；2）協(xié)調(diào)人召集小組會各專家討論與規(guī)模相關(guān)的因素；3）各專家匿名填寫迭代表格；4）協(xié)調(diào)人整理出一個估計總結(jié)，以迭代表的形式返回專家；5）協(xié)調(diào)人召集小組會，討論較大的估計差異；6）專家復查估計總結(jié)并在迭代表上提交另一個匿名估計；重復4）-6）， 直到達

9、到一個最低和最高估計的一致。 （5）類推估算法 1）整理出項目功能列表和實現(xiàn)每個功能的代碼行；2）標識出每個功能列表與歷史項目的相同點和不同點，特別要注意歷史項目做得不夠的地方；3） 通過步驟1和2得出各個功能的估計值；4） 產(chǎn)生規(guī)模估計。2.成本估算模型 （1） 基本COCOMO模型COCOMO（COnstructive COst MOdel）模型是Boehm提出的構(gòu)造性成本模型。基本COCOMO模型估算公式式中，E為開發(fā)所需的人力（人月），D為所需的開發(fā)時間（月），KLOC為估計提交的代碼行數(shù)，ab, bb, cb和d b是指不同軟件開發(fā)方式對應的值。 導出生產(chǎn)率（代碼行/人月）和所需人員

10、數(shù)的計算公式： 生產(chǎn)率 =（KLOC）/E 人員數(shù) = E/DE為開發(fā)所需的人力（人月），D為所需的開發(fā)時間（月），KLOC為估計提交的代碼行數(shù)。（2）中級COCOMO模型類型成本因素成本因素系數(shù)取值范圍產(chǎn)品屬性1. 所要求的軟件可靠性2. 數(shù)據(jù)庫規(guī)模3. 產(chǎn)品復雜性0.75 -1.400.94 - 1.160.70 - 1.65計算機屬性4. 執(zhí)行時間約束5. 主存限制6. 虛擬機的易變性7. 計算機周轉(zhuǎn)時間1.00-1.661.0-1.560.87-1.300.87-1.15人員屬性8. 分析員能力9. 應用領(lǐng)域中實踐經(jīng)驗12. 程序員能力12. 虛擬機使用經(jīng)驗12. 程序語言使用經(jīng)驗1.

11、46 - 0.711.29 - 0.821.42 - 0.701.21 - 0.901.14 - 0.95項目屬性13. 現(xiàn)代程序設計方法14. 軟件工具的使用15. 開發(fā)進度限制1.24 - 0.821.24 - 0.831.23 - 1.12中級COCOMO模型估算公式為：其中，E為開發(fā)所需的人力（人月），KLOC是估算的代碼行數(shù)，不同的開發(fā)方式所對應的ai，bi值。（3）Putnam成本估算經(jīng)驗模型其中，L是源代碼行數(shù)；K是開發(fā)需用的人力，以人年為單位(1個人年表示1個人工作1年)；td是開發(fā)需用的時間(以年為單位)；Ck是技術(shù)水平常數(shù)，它的典型值如下：對于較差的開發(fā)環(huán)境Ck2500；對

12、于較好的開發(fā)環(huán)境Ck10000；對于優(yōu)越的開發(fā)環(huán)境Ck12500。 3/43/1dktKCL 軟件項目進度安排1. Gantt 圖 Gantt 圖先將任務分解為子任務，然后用水平線段來描述各個任務及子任務的進度安排。圖14.1 Gantt 圖2.工程網(wǎng)絡圖 用具有時間標志的網(wǎng)狀圖來表示各個任務的分解情況，以及各個子任務之間在進度上的邏輯依賴關(guān)系，即工程網(wǎng)絡圖。工程網(wǎng)絡圖用圓表示事件，有向弧或箭頭表示子任務的進行，箭頭上的數(shù)字稱為權(quán)，表示子任務的持續(xù)時間，箭頭下面括號中的數(shù)字表示該任務的機動時間。圓的左邊部分中數(shù)字表示事件號，右上部分數(shù)字表示前一子任務結(jié)束或后一子任務開始的最早時刻，右下部分的數(shù)

13、字表示前一子任務結(jié)束或后一子任務開始的最遲時刻。工程網(wǎng)絡圖只有一個開始點和一個終止點，開始點沒有流入箭頭，稱為入度為零。終止點沒有流出箭頭，稱為出度為零。 圖14.2工程網(wǎng)絡圖 基本思想 ISO9000的基本思想主要體現(xiàn)在下述幾個方面。強調(diào)質(zhì)量并不是在產(chǎn)品檢驗中得到的，而是在生產(chǎn)的全過程中形成的。ISO9000-3闡述了供方和需方應該怎樣進行有組織的質(zhì)量管理活動，才能得到較為滿意的軟件產(chǎn)品；規(guī)定了從雙方簽訂開發(fā)合同到設計、實現(xiàn)和維護的整個軟件生命周期中應該實施的質(zhì)量管理活動，但是，并沒有規(guī)定具體的質(zhì)量管理和質(zhì)量檢驗的方法和步驟。 14.5 ISO 9000質(zhì)量認證體系為確保產(chǎn)品質(zhì)量，ISO90

14、00要求“在生產(chǎn)的全過程中，影響產(chǎn)品質(zhì)量的所有因素都要始終處于受控狀態(tài)”。為使軟件產(chǎn)品達到質(zhì)量要求，ISO9000-3要求軟件開發(fā)機構(gòu)建立質(zhì)量管理體系。首先要求明確供需雙方的職責，針對所有可能影響軟件質(zhì)量的因素，都要做出如何加強管理和控制的決定。 ISO9000-3標準ISO9000-3的全稱是“質(zhì)量管理和質(zhì)量保證標準第三部分：在軟件開發(fā)、供應和維護中的使用指南”。ISO9000-3是一個與軟件生命周期相關(guān)的、對開發(fā)過程各階段提供質(zhì)量保證的質(zhì)量管理體系，由質(zhì)量管理體系框架、質(zhì)量管理體系的生命周期活動、質(zhì)量管理體系的支持活動等部分組成。標準中規(guī)定的各項質(zhì)量活動都要求以文檔作為各階段活動的結(jié)果，文

15、檔在標準中占有十分重要的地位，可以說ISO9000-3標準是文檔驅(qū)動的。 質(zhì)量管理體系框架在這部分中規(guī)定了供需雙方的管理職責，并要求供方建立一個用文件規(guī)定的質(zhì)量管理體系，該體系應該是一個貫穿于整個軟件生命周期的綜合過程，以便在軟件開發(fā)過程中保證質(zhì)量，而不是在開發(fā)過程結(jié)束時才發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題。標準強調(diào)，應該防止發(fā)生質(zhì)量問題，而不是在發(fā)生了質(zhì)量問題之后依靠糾正措施來解決問題。標準中還包括，內(nèi)部質(zhì)量審核步驟和糾正措施等內(nèi)容。 質(zhì)量管理體系的生命周期活動通常，一個軟件開發(fā)項目按照某種生命周期模型進行組織，并根據(jù)所采用的生命周期模型的特點來計劃和實施與質(zhì)量保證有關(guān)的活動。這部分按照軟件生命周期過程描述了有關(guān)

16、的質(zhì)量管理活動，其中包括合同評審、需方的需求規(guī)格說明、開發(fā)計劃、質(zhì)量管理計劃、設計與實現(xiàn)、測試和確認、驗收、復制/交付和安裝、維護等。 質(zhì)量管理體系的支持活動在標準中規(guī)定的支持活動有：配置管理；文檔控制；度量；規(guī)則、慣例和約定；工具和技術(shù)；采購；配套的培訓等活動。 基本思想能力成熟度模型（Capability Maturity Model for Software）的基本思想是，因為問題是由我們管理軟件過程的方法不當引起的，所以新軟件技術(shù)的運用并不會自動提高生產(chǎn)率和軟件質(zhì)量。能力成熟度模型有助于軟件開發(fā)組織建立一個有規(guī)律的、成熟的軟件過程。改進后的過程將開發(fā)出質(zhì)量更好的軟件，使更多的軟件項目免

17、受時間和費用超支之苦。 14.6 CMM模型軟件過程包括各種活動、技術(shù)和工具，因此，它實際上既包括了軟件生產(chǎn)的技術(shù)方面又包括了管理方面。CMM策略力圖改進軟件過程的管理，而在技術(shù)方面的改進是其必然的結(jié)果。必須記住，對軟件過程的改進不可能在一夜之間完成，CMM是以增量方式逐步引入變化的。CMM明確地定義了5個不同的成熟度等級，一個軟件開發(fā)組織可用一系列小的改良性步驟向更高的成熟度等級邁進。 能力成熟度模型的結(jié)構(gòu)能力成熟度模型包括以下的組成成分。（1）成熟度等級(Maturity Levels)：一個成熟度等級是在朝著實現(xiàn)成熟軟件過程進化途中的一個妥善定義的平臺。五個成熟度等級構(gòu)成了CMM的頂層結(jié)

18、構(gòu)。（2）過程能力(Process Capability)：軟件過程能力描述，通過遵循軟件過程能實現(xiàn)預期結(jié)果的程度。一個組織的軟件過程能力提供一種“預測該組織承擔下一個軟件項目時，預期最可能得到的結(jié)果”的方法。（3）關(guān)鍵過程域(Key Process Areas,KPA)：每個成熟度等級由若干關(guān)鍵過程域組成。每個關(guān)鍵過程域都標識出一串相關(guān)的活動，當把這些活動都完成時所達到的一組目標，對建立該過程成熟度等級是至關(guān)重要的。關(guān)鍵過程域分別定義在各個成熟度等級之中，并與之關(guān)聯(lián)在一起，例如，等級2的一個關(guān)鍵過程域是軟件項目計劃。（4）目標(Goals)：目標概括了關(guān)鍵過程域中的關(guān)鍵實踐，并可用于確定一個

19、組織或項目是否已有效地實施了該關(guān)鍵過程域。目標表示每個關(guān)鍵過程域的范圍、邊界和意圖，例如，關(guān)鍵過程域“軟件項目計劃”的一個目標是，“軟件估算已經(jīng)文檔化，供計劃和跟蹤軟件項目使用。”（5）公共特性(Common Features)：CMM把關(guān)鍵實踐分別歸入下列五個公共特性之中：執(zhí)行約定、執(zhí)行能力、執(zhí)行的活動、測量和分析以及驗證實施。公共特性是一種屬性，它能指示一個關(guān)鍵過程域的實施和規(guī)范化是否是有效的、可重復的和持久的。（6）關(guān)鍵實踐(Key Practices)：每個關(guān)鍵過程域都用若干關(guān)鍵實踐描述，實施關(guān)鍵實踐有助于實現(xiàn)相應的關(guān)鍵過程域的目標。關(guān)鍵實踐描述對關(guān)鍵過程域的有效實施和規(guī)范化貢獻最大的

20、基礎設施和活動。例如，在關(guān)鍵過程域“軟件項目計劃”中，一個關(guān)鍵實踐是“按照已文檔化的規(guī)程制定項目的軟件開發(fā)計劃”。圖14.3 CMM結(jié)構(gòu) 能力成熟度等級CMM通過定義能力成熟度的五個等級，引導軟件開發(fā)組織不斷識別出其軟件過程的缺陷，并指出應該做哪些改進，但是，它并不提供做這些改進的具體措施。能力成熟度的五個等級從低到高是：初始級、可重復級、已定義級、已管理級和優(yōu)化級。下面介紹能力成熟度的這五個等級。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(jīng)過定義的，項目能否成功完全取決于個人能力。2. 可重復級建立了基本的項目管理過程，以追蹤成本、進度和功能性。必要的過程規(guī)范已經(jīng)建立起來了，使得可以重復以前類似項目所取得的成功。3. 已定義級用于管理和工程活動的軟件