軟件項目的規(guī)模工作量和成本是如何進行估算的

1、軟件項目的規(guī)模、工作量和成本是如何進行估算的2010-08-23 來源：網(wǎng)絡1. 基于代碼行和功能點的估算 軟件項目的規(guī)模是影響軟件項目成本和工作量的主要因素。在基于代碼行（loc，line of code）和功能點（function point）的估算方法中，利用代碼行和功能點來表示軟件系統(tǒng)的規(guī)模，并通過對軟件項目規(guī)模的估算進而來估算軟件項目的成本和工作量。顯然,一個軟件項目的代碼行數(shù)目越多，它的規(guī)模也就越大。軟件代碼行的數(shù)目易于度量，許多軟件開發(fā)組織和項目組都保留有以往軟件項目代碼行數(shù)目的記錄，這有助于在以往類似軟件項目代碼行記錄的基礎上對當前軟件項目的規(guī)模進行估算。用代碼行的數(shù)目來表示軟

2、件項目的規(guī)模簡單易行，自然、直觀且易于度量。但是其缺點也非常明顯。在軟件開發(fā)初期很難估算出最終軟件系統(tǒng)的代碼行數(shù)；軟件項目代碼行的數(shù)目通常依賴于程序設計語言的功能和表達能力；采用代碼行的估算方法會對那些設計精巧的軟件項目產(chǎn)生不利的影響；該方法只適合于過程式程序設計語言，不適合于非過程式程序設計語言（如函數(shù)式或者邏輯語言）。針對上述問題，人們提出用軟件系統(tǒng)的功能數(shù)目來表示軟件系統(tǒng)的規(guī)模。1979年ibm的albrecht提出了計算功能點的方法。該方法需要對軟件系統(tǒng)的二個方面進行評估，即評估軟件系統(tǒng)所需的內(nèi)部基本功能和外部基本功能，然后根據(jù)技術復雜度因子對這二個方面的評估結果進行加權量化，產(chǎn)生軟件

3、系統(tǒng)功能點數(shù)目的具體計算值。具體的，以下是軟件系統(tǒng)功能點的計算公式。fp = ct (0.65 + 0.01sfi) （i=1.14）其中，ct是5個信息量的“加權和”，fi是14個因素的“復雜性調(diào)節(jié)值”（i =1.14），0.65和0.01是經(jīng)驗常數(shù)。ct的計算方法如表 3所示，ct =（簡單用戶輸入數(shù)3 一般用戶輸入數(shù)4復雜用戶輸入數(shù)6）+（簡單用戶輸出數(shù)4一般用戶輸出數(shù)5復雜用戶輸出數(shù)7）+（簡單用戶查詢數(shù)3一般用戶查詢數(shù)4復雜用戶查詢數(shù)6）+（簡單文件數(shù)7一般文件數(shù)10復雜文件數(shù)15）+（簡單外部界面數(shù)5一般外部界面數(shù)7復雜外部界面數(shù)10）。其中，用戶輸入數(shù)是指由用戶提供的、用來輸入的

4、應用數(shù)據(jù)項的數(shù)目；用戶輸出數(shù)是指軟件系統(tǒng)為用戶提供的、向用戶輸出的應用數(shù)據(jù)項的數(shù)目；用戶查詢數(shù)是指要求回答的交互式輸入的項；文件數(shù)是指系統(tǒng)中主文件的數(shù)目；外部界面數(shù)是指機器可讀的文件數(shù)目（如磁盤或者磁帶中的數(shù)據(jù)文件）。表 3. ct值的加權計算參數(shù)取值加權加權因子 最終值簡單一般復雜用戶輸入數(shù)346用戶輸出數(shù)457 用戶查詢數(shù)346 文件數(shù)71015 外部界面數(shù)5710 ct= fi（i=1.14）14個因素的“復雜性調(diào)節(jié)值”取值見表 4。表 4. fi的取值表序號i問題fi的取值（0,1,2,3,4,5）0-沒有影響1-偶有影響2-輕微影響平均影響4-較大影響5-嚴重影響f1系統(tǒng)需要可靠的備

5、份和復原碼f2系統(tǒng)需要數(shù)據(jù)通信嗎f3系統(tǒng)有分布處理功能嗎f4性能是臨界狀態(tài)嗎f5系統(tǒng)是否在一個實用的操作系統(tǒng)下運行f6系統(tǒng)需要聯(lián)機數(shù)據(jù)項嗎f7聯(lián)機數(shù)據(jù)項是否在多屏幕或多操作之間進行切換f8需要聯(lián)機更新主文件嗎f9輸入、輸出、查詢和文件很復雜嗎f10內(nèi)部處理復雜嗎f11代碼需要被設計成可重用嗎f12設計中需要包括轉(zhuǎn)換和安裝嗎f13系統(tǒng)的設計支持不同組織的多次安裝嗎f14應用的設計方便用戶修改和使用嗎例如，假設項目組要開發(fā)一個軟件項目a。根據(jù)用戶的需求描述，該軟件項目的ct取值如表 5所示。進一步的，假設該軟件項目的14個復雜性調(diào)節(jié)值全部取平均程度。那么根據(jù)表 5可知，該軟件項目的ct=341，1

6、4個復雜性調(diào)節(jié)因素的累加值sfi=42，因而根據(jù)公式fp = ct (0.65 + 0.01sfi) （i=1.14）可知，該軟件項目的功能點fp=341 (0.65 + 0.0142) = 364.87，即該項目的功能點數(shù)目大致為364。表 5. 軟件項目a的ct值參數(shù)取值加權加權因子最終值簡單一般復雜用戶輸入數(shù)63245656用戶輸出數(shù)746557103用戶查詢數(shù)23045636文件數(shù)0731031575外部界面數(shù)253741071ct=341用功能點來表示軟件項目規(guī)模的好處是：軟件系統(tǒng)的功能與實現(xiàn)該軟件系統(tǒng)的語言和技術無關，而且在軟件開發(fā)的早期階段（如需求分析）就可通過對用戶需求的理解獲

7、得軟件系統(tǒng)的功能點數(shù)目，因而該方法可以較好地克服基于代碼行軟件項目規(guī)模表示方法的不足。其不足主要體現(xiàn)在：該方法沒有直接涉及算法的復雜度，不適合算法比較復雜的軟件系統(tǒng)；功能點計算主要靠經(jīng)驗公式，主觀因素比較多；此外計算功能點所需的數(shù)據(jù)不好采集。大量的實踐表明：針對特定的程序設計語言，軟件系統(tǒng)的功能點和代碼行二者之間存在某種對應關系（如表 6所示）。根據(jù)該表的數(shù)據(jù)，一個功能點如果用匯編語言來實現(xiàn)大約需要320行代碼，如果用c語言來實現(xiàn)大約需要150行代碼，如果用smalltalk語言來實現(xiàn)大約需要21行代碼。從另一個角度上看，該表反映了不同程序設計語言的描述能力是不一樣的。表 6. 功能點和代碼行

8、之間的轉(zhuǎn)換表序號程序設計語言代碼行/功能點1匯編語言3202c1503cobol1054fottran1055pascal916ada717pl/1658prolog/lisp649smalltalk2110代碼生成器15假設用l表示軟件系統(tǒng)的規(guī)模（或者用loc表示，或者用fp來表示）。針對一個具體的軟件項目，可以采用自頂向下或者自底向上等多種方式來估算出軟件項目規(guī)模的樂觀值a、悲觀值b和一般值m，然后根據(jù)以下公式估算出軟件項目規(guī)模的期望值e：e = (a + 4m + b)/6根據(jù)軟件項目規(guī)模的期望值e以及下列公式，就可以估算出軟件項目的成本和工作量。生產(chǎn)率pm = l / e其中，l表示軟

9、件項目的規(guī)模（單位：loc或者fp)，e表示軟件工作量（單位：人月），pm表示單個人月能夠生產(chǎn)的功能點或者代碼行數(shù)。平均成本ckl = s / l其中，s為軟件項目總開銷，l表示軟件項目的規(guī)模（單位：loc或者fp)， ckl表示每行代碼或者每個功能點的平均成本。對于一個特定的軟件開發(fā)組織或者項目組而言，其軟件生產(chǎn)率和平均成本在不同的軟件項目實施中可能是比較穩(wěn)定的。如果有以往軟件項目的歷史信息，可以很容易地獲得關于軟件開發(fā)組織或者項目組的pm和ckl值。因此，一旦估算出了軟件項目的規(guī)模，獲得了軟件開發(fā)組織或者項目組的pm和ckl的值，就可根據(jù)公式ckl = s / l計算出軟件項目的成本s =

10、 ckl l，也可根據(jù)公式pm = l / e計算出軟件項目的工作量e= l / pm。例如，假設項目組要開發(fā)一個軟件項目a，經(jīng)過估算該項目的規(guī)模是364個功能點。進一步的，根據(jù)以往的歷史數(shù)據(jù)，該項目組軟件開發(fā)的生產(chǎn)率是8fp/人月，每個功能點的平均成本為12000元人民幣，那么該軟件項目的開發(fā)成本s = 6800元人民幣 364 = 247，5200元人民幣，工作量為e= 364/ 8 = 45.5人月。基于經(jīng)驗模型的估算基于經(jīng)驗模型的估算根據(jù)以往軟件項目實施的經(jīng)驗數(shù)據(jù)（如成本、工作量和進度等）建立相應的估算模型，并以此為基礎對軟件項目開發(fā)的有關屬性進行估算。構造性成本模型cocomo（co

11、nstructive cost model）是目前應用最為廣泛的經(jīng)驗模型之一。在二十世紀七十年代后期，boehm對多達63個軟件項目的經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行了分析和研究，在此基礎上于1981年提出了cocomo模型用于對軟件項目的規(guī)模、成本、進度等方面進行估算。boehm把cocomo模型分為基本、中間和詳細三個層次，分別支持軟件開發(fā)的三個不同階段?；綾ocomo模型用于估算整個軟件系統(tǒng)開發(fā)所需的工作量和開發(fā)時間，適合于軟件系統(tǒng)開發(fā)的初期。中間層次的cocomo模型用于估算各個子系統(tǒng)的工作量和開發(fā)時間，適合在獲得各個子系統(tǒng)信息之后對軟件項目的估算。詳細層次的cocomo模型用于估算獨立的軟構件，適合在

12、獲得各個軟構件信息之后對軟件項目的估算。由于篇幅限制，本書僅介紹基本cocomo模型，其模型形式描述如下。e = a * (kloc)b 。其中e是軟件系統(tǒng)的工作量(單位：人月) ，a和b是經(jīng)驗常數(shù)，其取值見表 7，kloc是軟件系統(tǒng)的規(guī)模（單位：千行代碼）。該公式描述了軟件系統(tǒng)的規(guī)模與工作量之間的關系。d = c * ed。其中d是開發(fā)時間（單位：月），c和d是經(jīng)驗常數(shù)，其取值見表 7。該公式描述了軟件系統(tǒng)的開發(fā)時間與工作量之間的關系。表 7. 基本cocomo模型參數(shù)的取值軟件類型abcd適用范圍組織型2.41.052.50.38各類應用程序半獨立型3.01.122.50.35各類實用程序

13、、編譯程序等嵌入型3.61.202.50.32各類實時軟件、os、控制程序等cocomo模型是一個綜合經(jīng)驗模型，它考慮了諸多因素，因而是一個比較全面的估算模型。cocomo模型有許多參數(shù)，其取值來至于經(jīng)驗值。該估算模型比較實用、易于操作，在歐盟國家應用較為廣泛。例如，針對上面所述的軟件項目a，如果已估算出該項目的軟件規(guī)模是33.3kloc，而且該項目屬于半獨立型，即cocomo模型中的參數(shù)a、b、c、d的取值分別是3.0、1.12、2.5、0.35，那么根據(jù)模型公式e =a * (kloc)b可以估算出該項目的工作量是3.0*(33.3)1.12，即152人月；然后根據(jù)公式d = c * ed

14、可以估算出該項目的開發(fā)時間是2.5*(152)0.35，即14.5月。2. 其它估算方法 其它估算方法包括：專家估算、類比估算等等。專家估算方法是由一組專家來對軟件項目所需的成本、工作量和進度等進行估算。一般地，這些專家具有應用領域或者開發(fā)環(huán)境方面的知識、參與了以往類似軟件項目的開發(fā)。為了避免專家估算的片面性，專家估算方法一般要求每位專家給出估算的最小值a、可能值m和最大值b，然后計算出每位專家估算的平均值esti =（a+4m+b）/6，最后根據(jù)各位專家的估算情況計算出最終的估算值est=(est1+est2+est3+estn)/n。如果軟件開發(fā)組織或者項目組擁有一批經(jīng)驗豐富的專家，可以考慮采用該方法。專家估算方法具有人為因素多、主觀因素大的特點，一般應用于軟件開發(fā)的初期階段，此時軟件項目組往往難以獲得估算軟件項目所需的各種數(shù)據(jù)和信息。類比估算方法是指估算人員根據(jù)以往類似軟件項目實施所積累下來的數(shù)據(jù)，通過分析待開發(fā)軟件項目和以往軟件項目二者之間的相似性，估算出軟件項目的開發(fā)工作量、成本和進度等。使用該方法的前