軟件度量管理的應(yīng)用研究

倪新潔 梁彪

【摘要】軟件度量管理作為一種有效的軟件開發(fā)過程的管理方式，目前在我國軟件行業(yè)受到了廣泛重視，本文分析軟件度量體系構(gòu)架，然后重點(diǎn)分析基于FPA方法的軟件度量，并就其應(yīng)用作了說明。

【關(guān)鍵詞】軟件;度量;管理;應(yīng)用

在信息化時代，計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，這種廣泛的應(yīng)用，與軟件企業(yè)為各個行業(yè)打造的行業(yè)專用應(yīng)用軟件息息相關(guān)。在軟件企業(yè)研制軟件的過程中，需要對軟件未來的運(yùn)行情況進(jìn)行分析與預(yù)測，減少軟件的過程結(jié)果偏差，進(jìn)而促進(jìn)項(xiàng)目的管理者對有關(guān)的軟件的開發(fā)工作實(shí)行精準(zhǔn)的管理，同時還能使相關(guān)人員盡快發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目進(jìn)行過程中的不足和制約軟件發(fā)展的問題，為軟件開發(fā)的過程控制[1]、評價和進(jìn)行改善提供一定的管理依據(jù)，使整個軟件開發(fā)組織能夠更好的進(jìn)行軟件的開發(fā)活動。為了達(dá)到軟件開發(fā)中的這一目的，需要進(jìn)行軟件的度量。軟件的度量就是采用不同的量度對軟件生命周期中的各個元素進(jìn)行度量。

當(dāng)前，在軟件行業(yè)，為了進(jìn)行項(xiàng)目的有效管理和監(jiān)控，可以依據(jù)軟件度量相關(guān)的理論知識建立一套專門的測試流程，按照現(xiàn)代化的方式對項(xiàng)目過程進(jìn)行定量的度量。在軟件開發(fā)企業(yè)，如果實(shí)行了軟件度量管理策略，那么將會使項(xiàng)目經(jīng)理在負(fù)責(zé)項(xiàng)目進(jìn)行過程中，能夠更加便捷的確定項(xiàng)目開發(fā)的規(guī)模、投入的資金和物力、制定項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃和工作量核算標(biāo)準(zhǔn)以及績效考核等方面的工作。

一、軟件開發(fā)過程度量體系架構(gòu)

從當(dāng)前在各企業(yè)進(jìn)行的軟件度量分析，可以看出軟件開發(fā)過程中的度量體系的架構(gòu)應(yīng)該包含以下方面的核心內(nèi)容：（1）開發(fā)一個行之有效的度量過程，并讓這個過程稱為軟件開發(fā)過程中進(jìn)行項(xiàng)目管理的一個部分（2）對軟件開發(fā)的過程資源進(jìn)行定制與整合，進(jìn)而擬定項(xiàng)目及相關(guān)手續(xù)的過程計(jì)劃;（3）按照擬定的計(jì)劃和相關(guān)手續(xù)進(jìn)行項(xiàng)目管理的度量過程;（4）依據(jù)項(xiàng)目進(jìn)行時間和進(jìn)度情況以及度量任務(wù)的改變，對原有計(jì)劃的度量手續(xù)進(jìn)行改進(jìn)，然后改善度量管理的過程。

為了滿足上述軟件體系架構(gòu)應(yīng)該包含的核心內(nèi)容，以美國的卡內(nèi)基——梅隆大學(xué)的軟件工程研究所的相關(guān)專家和學(xué)者為主的相關(guān)研究者提出了一個軟件度量過程體系結(jié)構(gòu)圖，具體如圖1所示。

圖1 軟件度量過程體系結(jié)構(gòu)

（一）度量過程計(jì)劃的制定

對于一個軟件開發(fā)過程，為了更好的實(shí)施對這個項(xiàng)目的管理，借助度量管理的手段進(jìn)行管理，現(xiàn)實(shí)意義重大。在這個過程中，首先應(yīng)做好度量過程技術(shù)的制定。制定一套有效的度量過程計(jì)劃需要重視如下兩個方面的問題，一個是對度量需求的大小要有明確的認(rèn)識，進(jìn)而依據(jù)需求大小制定一個與這個活動相適應(yīng)的度量過程。為此，我們采用目標(biāo)、問題、度量的方法對需求進(jìn)行分解和識別。另一個是將整個度量過程的步驟進(jìn)行定義，主要是定義完整、一致、可操作的度量。對于數(shù)據(jù)的采集方法進(jìn)行定義，確定采用怎樣的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄與保存，以及定義可以對相關(guān)度量數(shù)據(jù)采用何種方法進(jìn)行分析的技術(shù)。

（二）度量過程的實(shí)施

度量過程的實(shí)施是依據(jù)制定的度量過程計(jì)劃來進(jìn)行的。因此，實(shí)施度量過程也有兩個方面的內(nèi)容：一個是進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，即依據(jù)已經(jīng)度量好的操作去進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，并做好記錄與存儲工作;另一個方面就是對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并提交分析報告。

（三）改進(jìn)度量過程

改進(jìn)度量過程是度量過程體系中可能存在的一個活動，這是一個進(jìn)行不斷優(yōu)化的過程活動。這個活動存在的目的就是為了對度量過程進(jìn)行不斷的改善與優(yōu)化，使這個度量過程能夠適應(yīng)項(xiàng)目進(jìn)行過程中各種突發(fā)問題對項(xiàng)目管理產(chǎn)生的干擾。

二、軟件規(guī)模度量方法及其應(yīng)用

（一）度量方法介紹

在軟件行業(yè)中應(yīng)用度量，首次還是應(yīng)用在估算軟件的規(guī)模上，在這個應(yīng)用過程中，形成了多種方法。例如：功能點(diǎn)分析法、代碼行分析法、專家判定法模型、特征點(diǎn)、對象點(diǎn)、模糊邏輯等。而且這些方法在實(shí)際應(yīng)用中會衍生出多種具體的方法。在其中，功能點(diǎn)分析法（ Function Points Analysis， FPA）產(chǎn)生于上世紀(jì)70年代中期，目的是為了解決LOC度量過程中的一些問題和局限性，IBM聘請Allan Alhrecht等人進(jìn)行不斷深入研究之后總結(jié)出的一套經(jīng)驗(yàn)方法。這個方法面世之后，立刻就被國際功能點(diǎn)用戶協(xié)會提出的一種全新的IFPUG方法繼承與取代。這個新方法的出現(xiàn)，使得軟件度量方法得到國家軟件行業(yè)相關(guān)企業(yè)和個人的推崇和接受。本文探討的正是一種基于FPA的軟件度量體系是如何建立的，以及其在軟件開發(fā)過程項(xiàng)目管理實(shí)踐中的應(yīng)用。

對我國當(dāng)前的軟件開發(fā)過程進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在軟件開發(fā)過程中，基于FPA法的度量管理手段已經(jīng)開始了較好的應(yīng)用。基于FPA方法的度量管理在項(xiàng)目管理過程中，能夠協(xié)助相關(guān)管理者解決軟件開發(fā)過程中出現(xiàn)的相關(guān)問題，對于項(xiàng)目開發(fā)的成本和進(jìn)度也能較好的進(jìn)行控制，而且這樣的度量管理手段能夠十分方便的進(jìn)行變化，促進(jìn)對軟件開發(fā)過程的管理，提升軟件開發(fā)的效果。如下將詳細(xì)介紹基于FPA方法的軟件度量體系。

（二）基于FPA方法的軟件度量體系及其應(yīng)用

隨著知識經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，加上信息化建設(shè)步伐的加速，計(jì)算機(jī)軟件行業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，這也給軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了一定的挑戰(zhàn)。對于軟的開發(fā)過程實(shí)施有效的管理不僅能夠提升軟件開發(fā)過程的成本和效果，而且還能促進(jìn)企業(yè)管理水平的提升。對于一個成功的開發(fā)軟件系統(tǒng)的過程，開發(fā)出的軟件能夠按時保質(zhì)的完成并交付給用戶。從對國內(nèi)外軟件項(xiàng)目開發(fā)的管理來看，影響軟件開發(fā)過程成敗的因素多種多樣，而這其中的關(guān)鍵因素主要是軟件開發(fā)成本的估算和管理控制。因此，對于一個即將進(jìn)行的軟件開發(fā)項(xiàng)目，需要對這個項(xiàng)目的規(guī)模大小、研發(fā)需要的資源和進(jìn)度等情況作出一個合理的估算。

借助于當(dāng)前在軟件發(fā)展行業(yè)廣泛應(yīng)用的度量體系來解決企業(yè)軟件項(xiàng)目管理方面的問題，其現(xiàn)實(shí)意義和作用巨大。如下將對基于FPA構(gòu)建滿足決策者需求的度量方法進(jìn)行探討。

1.FPA方法介紹

對于一個軟件項(xiàng)目的規(guī)模，F(xiàn)PA方法認(rèn)為由三個部分組成：信息處理規(guī)模、技術(shù)復(fù)雜程度和功能點(diǎn)數(shù)（FP）。

（1）信息處理規(guī)模

依據(jù)FPA方法，分析軟件開發(fā)的度量管理過程，發(fā)現(xiàn)采用這樣的方法對信息進(jìn)行標(biāo)注，能夠計(jì)算出對系（或模塊）中的每一種元素的數(shù)目，將計(jì)算出的元素數(shù)目與加權(quán)值的合計(jì)數(shù)進(jìn)行相乘，即為信息的處理規(guī)模，成為UAF。 每一種描述權(quán)值對應(yīng)的數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 功能點(diǎn)權(quán)值表

功能點(diǎn) 統(tǒng)計(jì)值 加權(quán)因數(shù)

容易 較難 偏難 容易 較難 偏難

外部輸入數(shù) I1 I2 I3 2 3 5

外部輸出數(shù) O1 O2 O3 3 4 6

外部查詢數(shù) Q1 Q2 Q3 2 5 7

內(nèi)部邏輯 LF1 LF2 LF3 8 10 14

外部接口

文件數(shù) EF1 EF2 EF3 6 7 12

計(jì)算的方法為：FP=I+O+Q+LF+EF

式中每一項(xiàng)的計(jì)算值分別是統(tǒng)計(jì)值和加權(quán)系數(shù)的累加。其值分別為對應(yīng)的加權(quán)因素的系數(shù)乘積之和。

（2）技術(shù)復(fù)雜度

基于FPA方法的獨(dú)立管理體系，其復(fù)雜度需要借助于調(diào)整系數(shù)的值。在這種方法中，調(diào)整系數(shù)的值與與14個通用系統(tǒng)的特性有關(guān)，每一個特性都有與之相應(yīng)的相關(guān)描述，進(jìn)而幫助確定系統(tǒng)特性的影響程度。影響程度的取值范圍為0～5之間，影響程度越大，數(shù)值越高。對這些特性進(jìn)行評估，能夠得到系統(tǒng)的調(diào)整系數(shù)。

（3）計(jì)算功能點(diǎn)數(shù)

對于修訂后的功能系數(shù)，直接將功能點(diǎn)書和修訂系數(shù)進(jìn)行相乘即可得到。

2.FPA方法在軟件工程開發(fā)管理中的應(yīng)用

僅僅從前文所述的FPA法的計(jì)算方法來看，這種方法的適用范圍似乎只是對于一個軟件開發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行前期的規(guī)模化運(yùn)作進(jìn)行任務(wù)規(guī)模估算的工具，對于具體的項(xiàng)目工程管理視乎沒有重要的用途。然而事實(shí)卻與這個情況相反，因?yàn)檫@個方法是借助功能點(diǎn)為基本度量的出發(fā)點(diǎn)。如果結(jié)合相關(guān)的度量方法體系，有效的設(shè)定相關(guān)的指標(biāo)，并對過程進(jìn)行中的各種確定的量的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和進(jìn)行有效分析，則對于項(xiàng)目管理者做出決定有很重大的作用，能夠進(jìn)一步改善軟件開發(fā)中存在的問題。為此，我們將討論基于FPA的度量方法在軟件管理中的應(yīng)用。

（1）計(jì)劃度量

對于項(xiàng)目管理組織，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定和用戶的滿意程度，是他們關(guān)注的首要問題;其次，就是估算項(xiàng)目管理中一個軟件開發(fā)項(xiàng)目的規(guī)模，對項(xiàng)目的完成情況進(jìn)行監(jiān)督，對成本進(jìn)行控制的過程，這個過程有實(shí)際的度量數(shù)據(jù)。另外，對于項(xiàng)目管理組織，還要（下轉(zhuǎn)第73頁）（上接第70頁）定期依據(jù)相關(guān)的考核標(biāo)準(zhǔn)對整個研發(fā)和生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)的生產(chǎn)能力和過程能力進(jìn)行分析與評價。為此，分析管理者的需求，對其進(jìn)行有效的分解和識別，然后將這些需求轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢赃M(jìn)行直接量化的關(guān)鍵度量，并用一致和能夠重復(fù)進(jìn)行的方法對必要的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。

（2）完善和提升度量體系，促進(jìn)軟件開發(fā)過程改進(jìn)

作為進(jìn)行度量的基礎(chǔ)的FPA法，由于正處于不斷完善和發(fā)展的過程，對于不同的項(xiàng)目管理過程，其可能并不適用，在進(jìn)行估算時可能存在一定的主觀性。為此，項(xiàng)目管理組織可以依據(jù)項(xiàng)目需要，對相關(guān)過程和體系進(jìn)行定制和優(yōu)化，采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)成一致進(jìn)行分析并促進(jìn)管理。同時，度量過程也不僅僅是對項(xiàng)目的歷史信息進(jìn)行評價，也不僅僅是為了一份分析報告。以功能點(diǎn)為衡量方法的度量體系，對軟件各階段的產(chǎn)出物進(jìn)行衡量和控制，并用于評價組織過程績效的改進(jìn)，從而得到在軟件工程中的最佳實(shí)踐。

三、總結(jié)

FPA方法是一種廣大用戶均能理解的度量方法，它能夠在項(xiàng)目進(jìn)行的各個階段發(fā)揮作用，為項(xiàng)目的正常進(jìn)行提供技術(shù)支撐。對于我國進(jìn)行的軟件開發(fā)度量管理，在引入全新的基于FPA的獨(dú)立體系之后，改善了我國軟件開發(fā)過程中開發(fā)效率低，管理力度不強(qiáng)的問題，克服了我國作坊式軟件開發(fā)先天性的不足，促進(jìn)了我國軟件開發(fā)的全面開花，也提升了相關(guān)軟件企業(yè)在世界范圍內(nèi)的影響力。

參考文獻(xiàn)

[1]周偉良.軟件開發(fā)過程質(zhì)量與產(chǎn)品質(zhì)量度量方法研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2012.

[2]郭都.基于軟件度量技術(shù)的項(xiàng)目管理系統(tǒng)關(guān)鍵模塊設(shè)計(jì)[D].中國科學(xué)院大學(xué)（工程管理與信息技術(shù)學(xué)院），2013.

[3]王珺.基于度量的航空機(jī)載軟件質(zhì)量控制研究[D].電子科技大學(xué)，2012.

作者簡介：倪新潔（1968—），男，大學(xué)本科，工程師，從事企業(yè)技術(shù)管理工作。