第4章軟件過程和項目度量

軟件工程

SoftwareEngineering

第4章軟件過程和項目度量

2024/10/51國防科技大學(xué)計算機學(xué)院第4章軟件過程和項目度量

4.1過程和項目領(lǐng)域中的度量4.2軟件測量4.3調(diào)和不同的度量方法4.4軟件質(zhì)量度量4.5在軟件過程中集成度量2024/10/52國防科技大學(xué)計算機學(xué)院第4章軟件過程和項目度量測量在軟件工程領(lǐng)域中，“measure”(測量)對一個產(chǎn)品過程的某個屬性的范圍、數(shù)量、維度、容量或大小提供了一個定量的指示。當(dāng)獲取到單個的數(shù)據(jù)點(如在一個模塊的復(fù)審中發(fā)現(xiàn)的錯誤數(shù))時，就建立了一個測量。測量的發(fā)生是收集一個或多個數(shù)據(jù)點的結(jié)果(如調(diào)研若干個模塊的復(fù)審，以收集每一次復(fù)審所發(fā)現(xiàn)的錯誤數(shù)的測量)。2024/10/53國防科技大學(xué)計算機學(xué)院第4章軟件過程和項目度量測量對軟件開發(fā)過程、產(chǎn)品和資源進行實時和事后的定量描述，涉及測量的要素、方法、過程、工具和數(shù)值結(jié)果。直接測量和間接測量直接測量用于不依賴于其它屬性的簡單屬性；例如：花費的成本、工作量、產(chǎn)生的LOC間接測量用于依賴于若干其它屬性的要素、準(zhǔn)則和屬性。例如：軟件的質(zhì)量、軟件的可靠性2024/10/54國防科技大學(xué)計算機學(xué)院第4章軟件過程和項目度量度量IEEE的軟件工程術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)辭典中定義：“metric”(度量)為“對一個系統(tǒng)、構(gòu)件或過程具有的某個給定屬性的度的一個定量測量”。度量具有數(shù)字特征，軟件工程范圍的度量是軟件開發(fā)過程、軟件資源或軟件產(chǎn)品簡單屬性的定量描述。如，程序規(guī)模、操作符個數(shù)、程序中錯誤的個數(shù)等。軟件度量在某種程度上與單個的測量相關(guān)(如每一次復(fù)審所發(fā)現(xiàn)的錯誤的平均數(shù)，或復(fù)審中每人/小時所發(fā)現(xiàn)的錯誤的平均數(shù))。2024/10/55國防科技大學(xué)計算機學(xué)院第4章軟件過程和項目度量指標(biāo)軟件工程師收集測量結(jié)果并產(chǎn)生度量，這樣就可以獲得指標(biāo)“indicator”。指標(biāo)是一個度量或度量的組合，它對軟件過程、軟件項目或產(chǎn)品本身提供了更深入的了解。估算對軟件產(chǎn)品、過程、資源進行預(yù)測估算可以采用經(jīng)驗公式、或參考?xì)v史資料估算用于事前簽訂合同、立項、制定工作計劃等2024/10/56國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.1過程和項目領(lǐng)域中的度量過程度量和軟件過程改進過程度量的收集涉及所有的項目，目的是提供能夠引導(dǎo)長期的軟件過程改進的一組過程指標(biāo)。產(chǎn)品過程人員技術(shù)開發(fā)環(huán)境客戶特性商業(yè)條件2024/10/57國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.1過程和項目領(lǐng)域中的度量項目度量評估正在進行中的項目的狀態(tài)；跟蹤潛在的風(fēng)險；在問題造成不良影響之前發(fā)現(xiàn)它們；調(diào)整工作流程或任務(wù)；評估項目團隊控制軟件工作產(chǎn)品質(zhì)量的能力；2024/10/58國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.2軟件測量軟件測量的兩種分類方法：軟件過程和產(chǎn)品的直接測量產(chǎn)品的間接測量采用規(guī)范化的度量方法，就有可能產(chǎn)生在更大的組織范圍內(nèi)進行比較的軟件度量。2024/10/59國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.2軟件測量－面向規(guī)模的度量面向規(guī)模的軟件度量是基于已經(jīng)開發(fā)的軟件的規(guī)模。用代碼行(LOC)數(shù)表示軟件項目的規(guī)模，利用它不僅可以測量軟件規(guī)模，還可以度量軟件開發(fā)的生產(chǎn)率，計算每行代碼的平均成本，計算文檔與代碼的比例管理，每千行代碼存在的軟件錯誤個數(shù)。2024/10/510國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.2軟件測量－面向規(guī)模的度量代碼行技術(shù)的主要優(yōu)點：代碼是所有軟件開發(fā)項目都有的“產(chǎn)品”，而且很容易計算代碼行數(shù)。代碼行技術(shù)的缺點是：

源程序僅是軟件配置的一個成分，用它的規(guī)模代表整個軟件的規(guī)模似乎不太合理；依賴于程序設(shè)計語言的表達(dá)能力；這種方法不適用于非過程語言；會對設(shè)計精巧的軟件項目產(chǎn)生不利的影響；在項目開發(fā)前或初期很難作到。2024/10/511國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.2軟件測量－面向規(guī)模的度量代碼行技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值法(ExpertJudgment)

請多位專家估算程序的最小規(guī)模a，最可能的規(guī)模

m，和最大規(guī)模b。以三組平均值估算程序規(guī)模：2024/10/512國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.2軟件測量－面向規(guī)模的度量代碼行技術(shù)的相關(guān)度量－生產(chǎn)率pl=L/EL:代碼行數(shù)，用千行代碼kLOC度量E:軟件項目的工作量，用人月(PM)度量。pl：軟件項目的生產(chǎn)率，用每人每月完成的代碼行數(shù)（LOC/PM）度量。2024/10/513國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.2軟件測量－面向規(guī)模的度量代碼行技術(shù)的相關(guān)度量－每行代碼的成本Cl=S/LS:軟件項目的總開銷，用人民幣或美元表示；Cl：軟件項目每行代碼的平均成本，用人民幣（美元）/代碼行度量2024/10/514國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.2軟件測量－面向規(guī)模的度量代碼行技術(shù)的相關(guān)度量－文檔與代碼比Dl=Pd/LPd

：軟件項目的文檔頁數(shù)Dl：每千行代碼的平均文檔頁數(shù)2024/10/515國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.2軟件測量－面向規(guī)模的度量代碼行技術(shù)的相關(guān)度量－代碼出錯率EQRl=Ne/LNe：軟件項目的代碼錯誤數(shù)EQRl

：每千行代碼的平均錯誤數(shù)。2024/10/516國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.2軟件測量－面向規(guī)模的度量

例軟件項目記錄項目工作量

PM成本（萬美元）代碼行kLOC文檔頁數(shù)

Pd錯誤數(shù)

Ne人數(shù)

MAlpah2416.812.1365293Beta6244.027.21224865gamma4331.420.210506462024/10/517國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.2軟件測量－面向功能的度量

Albrecht1979年提出,目前在歐共體很普遍，只涉及多種因素的間接度量方式。它根據(jù)事物信息處理程序的基本功能定義，因此在軟件系統(tǒng)涉及初期就能夠估算出軟件項目的規(guī)模。功能點技術(shù)依據(jù)對軟件信息域特性和軟件復(fù)雜性的評估結(jié)果，估算軟件規(guī)模。這種方法用功能點（FP）為單位度量軟件規(guī)模。

2024/10/518國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.2軟件測量－面向功能的度量表中的五個信息量按下列方式取值用戶輸入數(shù)－－用戶為軟件提供的輸入?yún)?shù)個數(shù)用戶輸出數(shù)－－軟件系統(tǒng)為用戶提供的輸出參數(shù)個數(shù)用戶查詢數(shù)－－一個聯(lián)機輸入確定一次查詢，軟件以聯(lián)機輸出的形式,實時地產(chǎn)生一個響應(yīng)主文件數(shù)－－統(tǒng)計邏輯的主文件個數(shù)外部界面數(shù)－－統(tǒng)計所有機器可讀的界面，利用這些界面可以將信息從一個系統(tǒng)傳送到另一個系統(tǒng)

2024/10/519國防科技大學(xué)計算機學(xué)院估算功能點的步驟計算未調(diào)整的功能點數(shù)UFP首先，把產(chǎn)品信息域的每個特性(即Inp、Out、Inq、Maf和Inf)都分類為簡單級、平均級或復(fù)雜級，并根據(jù)其等級為每個特性分配一個功能點數(shù).然后，用下式計算未調(diào)整的功能點數(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)雜級別決定，見書342所示。4.2軟件測量－面向功能的度量2024/10/520國防科技大學(xué)計算機學(xué)院估算功能點的步驟計算技術(shù)復(fù)雜性因子TCF度量14種技術(shù)因素對軟件規(guī)模的影響程度。用Fi(1≤i≤14)代表這些因素。根據(jù)軟件的特點，為每個因素分配一個從0到5的值。計算技術(shù)因素對軟件規(guī)模的綜合影響程度。DI=技術(shù)復(fù)雜性因子TCF由下式計算：TCF=0.65+0.01×DIDI的值在0～70之間，所以TCF的值在0.65～1.35之間。4.2軟件測量－面向功能的度量2024/10/521國防科技大學(xué)計算機學(xué)院估算功能點的步驟計算功能點數(shù)FP用下式計算功能點數(shù)FP：

FP=UFP×TCF4.2軟件測量－面向功能的度量2024/10/522國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.2軟件測量－面向功能的度量功能點技術(shù)的相關(guān)度量－生產(chǎn)率

Pf=FP/E

其中Pf表示每人月完成的功能點數(shù)2024/10/523國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.2軟件測量－面向功能的度量功能點技術(shù)的相關(guān)度量－平均成本Cf=S/FP

其中Cf：每功能點的平均成本（REM,USD）2024/10/524國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.2軟件測量－面向功能的度量功能點技術(shù)的相關(guān)度量－文檔與功能點比Df=Pd/FP

其中Df：每功能點平均具有的文檔頁數(shù)2024/10/525國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.2軟件測量－面向功能的度量功能點技術(shù)的相關(guān)度量－代碼出錯率EQRf=Ne/FP

其中EQRf：表示每個功能點的平均錯誤個數(shù)。2024/10/526國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.2軟件測量－面向功能的度量軟件規(guī)模的功能點度量沒有直接設(shè)計軟件系統(tǒng)本身的算法復(fù)雜性，因此它適合算法比較簡單的事物系統(tǒng)的軟件規(guī)模度量。對比較復(fù)雜的軟件系統(tǒng)，如實時系統(tǒng)、大型嵌入式系統(tǒng)軟件、過程控制軟件不適用。2024/10/527國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.2軟件測量－面向功能的度量優(yōu)點與程序設(shè)計語言無關(guān)，適用于過程式和非過程式語言。適用于軟件項目的開發(fā)初期。缺點涉及主觀因素較多信息領(lǐng)域某些值不易采集FP的值沒有直觀的物理意義2024/10/528國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.2軟件測量－面向?qū)ο蟮亩攘繄鼍澳_本的數(shù)量場景腳本是一個詳細(xì)的步驟序列，用來描述用戶和應(yīng)用系統(tǒng)之間的交互。關(guān)鍵類的數(shù)量DominClass：問題域的核心。通常在項目的早期就可以確定下來。支持類的數(shù)量是實現(xiàn)系統(tǒng)所必需的但又不與問題域直接相關(guān)的類。包括：UI類、操作類等。支持類的定義貫穿于項目的始終。在采用GUI的應(yīng)用中，支持類是關(guān)鍵類的2～3倍；在不采用GUI的應(yīng)用中，支持類是關(guān)鍵類的1～2倍；子系統(tǒng)的數(shù)量是實現(xiàn)某個功能的類的集合。2024/10/529國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.3調(diào)和代碼行和功能點的度量方法代碼行度量依賴于程序設(shè)計語言，而功能點度量不依賴于程序設(shè)計語言。Albrecht和Jones等人對若干軟件采用事后處理的方式分別統(tǒng)計出不同程序設(shè)計語言每個功能點與代碼行數(shù)的關(guān)系，用LOC/FP的平均值表示。2024/10/530國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.3調(diào)和代碼行和功能點的度量方法表各種語言的LOC/FP(平均值)程序設(shè)計語言LOC/FP(平均值)匯編語言300COBOL100FORTRAN100Pascal90Ada70面向?qū)ο蟮恼Z言30四代語言(4GL)20代碼生成器15

2024/10/531國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.3調(diào)和代碼行和功能點的度量方法利用上表中所包含的信息，只要知道了程序設(shè)計語言的LOC，就可以‘逆向’估算出現(xiàn)有軟件的FP。2024/10/532國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.4軟件質(zhì)量度量軟件工程的最高目標(biāo)就是產(chǎn)生高質(zhì)量的系統(tǒng)、應(yīng)用軟件或產(chǎn)品。為了達(dá)到這個目標(biāo)，軟件工程師必須掌握在成熟的軟件過程背景下有效的方法及現(xiàn)代化的工具的應(yīng)用。除此之外，一個優(yōu)秀的軟件工程師(及優(yōu)秀的軟件工程管理者)必須評估是否能夠達(dá)到高質(zhì)量的目標(biāo)。2024/10/533國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.4軟件質(zhì)量度量測量質(zhì)量正確性一個程序必須能夠正確操作，否則對于用戶就沒有價值了。正確性是軟件完成所需的功能的程度。關(guān)于正確性的最常用的測量是每千行(KLOC)的缺陷數(shù)，這里缺陷定義為驗證出的與需求不符的地方。

2024/10/534國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.4軟件質(zhì)量度量測量質(zhì)量可維護性軟件維護所占的工作量比任何其他軟件工程活動都大?？删S護性是指遇到錯誤時程序能被修改的容易程度；環(huán)境發(fā)生變化時程序能夠適應(yīng)的容易程度，用戶希望改變需求時程序能被增強的容易程度。一個簡單的面向時間的度量是平均修改時間(mean-time-to-change，MTTC)，即分析改變的需求設(shè)計合適的修改方案實現(xiàn)修改測試，并將修改后的結(jié)果發(fā)布給用戶所花的時間。2024/10/535國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.4軟件質(zhì)量度量測量質(zhì)量完整性在黑客及病毒橫行的現(xiàn)在，軟件完整性已變得日益重要。這個屬性測量系統(tǒng)在安全方面的抗攻擊(包括偶然的和蓄意的)能力。攻擊可能發(fā)生在軟件的三個主要成分上：程序、數(shù)據(jù)及文檔。一個系統(tǒng)的完整性可以定義為：完整性=Σ［1—威脅×(1—安全性)］2024/10/536國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.4軟件質(zhì)量度量測量質(zhì)量可用性可用性試圖量化“用戶友好性”，并根據(jù)四個特性來測量：學(xué)會一個系統(tǒng)所需的體力的和/或智力的投入；在系統(tǒng)的使用上達(dá)到中等效率所需的時間；當(dāng)系統(tǒng)由某個具有中等效率的人使用時，測量到的生產(chǎn)率的凈增長(與被該系統(tǒng)替代的老系統(tǒng)相比)；用戶對系統(tǒng)的態(tài)度的一個主觀評估(有時可以通過調(diào)查表獲得)。2024/10/537國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.4軟件質(zhì)量度量缺陷排除效率DRE缺陷排除效率是在項目級和過程級都有意義的質(zhì)量度量。DRE是對質(zhì)量保證及控制活動濾除缺陷能力的測量。DRE=E/(E+D)E:軟件交付給最終用戶之前發(fā)現(xiàn)的錯誤數(shù)。D:軟件交付之后發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)。2024/10/538國防科技大學(xué)計算機學(xué)院4.5在軟件過程中集成度量通過對