功能點(diǎn)估算法在彩票行業(yè)的應(yīng)用

韓 珊，李華北

（工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣州 510610）

功能點(diǎn)估算法在彩票行業(yè)的應(yīng)用

韓 珊，李華北

（工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣州 510610）

本文主要介紹了基于NESMA功能點(diǎn)估算法的軟件成本度量，及其在彩票行業(yè)軟件項(xiàng)目中的應(yīng)用。軟件的規(guī)模大小在項(xiàng)目的早期計(jì)劃與實(shí)踐過(guò)程中具有指導(dǎo)作用，NESMA功能點(diǎn)法是一種基于用戶需求并且獨(dú)立于開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的估算方法，能夠比較準(zhǔn)確地度量規(guī)模。本文首先闡述了應(yīng)用NESMA功能點(diǎn)法估算軟件規(guī)模的詳細(xì)方法和步驟，并結(jié)合彩票行業(yè)軟件開(kāi)發(fā)的實(shí)際情況，以及參考軟件行業(yè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，對(duì)其在彩票軟件開(kāi)發(fā)成本估算中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)，并以實(shí)例說(shuō)明該方法在彩票行業(yè)的適用性和局限性。

軟件成本度量；NESMA；功能點(diǎn)；彩票

0 引言

隨著當(dāng)代信息時(shí)代的快速發(fā)展，彩票行業(yè)也在不斷發(fā)生變革，不再只限于線下銷售，而是不斷的尋求發(fā)展，與軟件相結(jié)合，追求更方便快捷的銷售方式[1]。因此，在一個(gè)軟件項(xiàng)目的早期階段，如果可以對(duì)該項(xiàng)目的規(guī)模大小、工作量、成本等做出一個(gè)合理的估算，那么這是非常必要的。是否能在軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)早期階段進(jìn)行有效的成本估算并在開(kāi)發(fā)過(guò)程中進(jìn)行合理的管理控制成為了項(xiàng)目成敗至關(guān)重要的因素。

舉個(gè)例子，對(duì)于一個(gè)比較復(fù)雜的項(xiàng)目來(lái)講，為預(yù)算開(kāi)發(fā)成本[2]，可以以度量項(xiàng)目規(guī)模為基礎(chǔ)，通過(guò)模型方程得出所需要的工作量和成本估計(jì)。

國(guó)際上，已經(jīng)有很多種度量軟件產(chǎn)品規(guī)模的方法，比如：代碼行數(shù)（Line of Code）估算法、功能點(diǎn)（Function Point）估算法、特征點(diǎn)（Feature Point）估算法、對(duì)象點(diǎn)（Object Point）估算法、德?tīng)柗疲―elphi）估算法、模糊邏輯（Fuzzy Logic）估算法、標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件法（Standard Component ）估算法、用例點(diǎn)（Use Case Point）估算法等。每個(gè)模型都有其適用的情景與限制，功能點(diǎn)估算法是一種從用戶角度來(lái)看的規(guī)模估算方法，是通過(guò)量化數(shù)據(jù)文件類型與數(shù)據(jù)輸入、輸出、查詢動(dòng)作等有關(guān)的功能性處理信息，來(lái)度量軟件規(guī)模大小的方法[3-5]。

功能點(diǎn)分析（Function Point Analysis）法是由IBM 的 Albrecht在 1979 年提出的[6]，這種方法是一種與程序語(yǔ)言無(wú)關(guān)，能夠有效地度量軟件規(guī)模大小的方法。國(guó)際功能點(diǎn)用戶協(xié)會(huì)提出的 IFPUG 方法、荷蘭軟件度量協(xié)會(huì)提出的NESMA方法，英國(guó)軟件度量協(xié)會(huì)提出的 Mark IIFPA方法以及通用軟件度量國(guó)際協(xié)會(huì)提出的COSMIC方法，都屬于功能點(diǎn)分析法。本文主要研究如何結(jié)合實(shí)際情況，利用目前國(guó)際主流的軟件規(guī)模測(cè)算法NESMA功能點(diǎn)分析法來(lái)對(duì)彩票軟件的規(guī)模進(jìn)行估算。

按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《軟件研發(fā)成本度量規(guī)范》[7]，在規(guī)模估算之后還要進(jìn)行工作量估算和成本估算，最終才能得出我們想要的軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)成本預(yù)算。簡(jiǎn)要的實(shí)施流程如下，如圖1所示。

在整個(gè)估算過(guò)程中涉及到了一些調(diào)整因子及生產(chǎn)率費(fèi)率等數(shù)據(jù)，這些都是基于眾多軟件行業(yè)項(xiàng)目中收集到的歷史數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析得出的。

圖1 軟件成本估算流程Fig.1 The process of software cost estimation

1 基于NESMA的功能點(diǎn)分析方法

功能點(diǎn)分析方法的最主要功能就是度量軟件的規(guī)模大小，它主要從用戶的視角出發(fā)，對(duì)提供給客戶的功能進(jìn)行量化估計(jì)。NESMA功能點(diǎn)分析法[8]的優(yōu)勢(shì)在于其為了應(yīng)對(duì)軟件不同時(shí)期的需求特點(diǎn),增加了快速估算的指示估算法和可以詳細(xì)估算的詳細(xì)估算法，使其共有三種層級(jí)可以選用，極大的方便了人們的使用。

1.1 功能點(diǎn)法估算流程

NESMA功能點(diǎn)法的估算流程主要有以下 7個(gè)步驟：

（1）收集可以文檔，確定估算范圍及系統(tǒng)邊界；

（2）確定功能點(diǎn)計(jì)數(shù)類型（指示法，估算法還是詳細(xì)估算法）；

（3）確定所有數(shù)據(jù)功能；

（4）確定所有事務(wù)功能；

（5）計(jì)算未調(diào)整功能點(diǎn)數(shù)；

（6）確定各調(diào)整因子；

（7）計(jì)算已調(diào)整功能點(diǎn)數(shù)；

其中估算范圍的確定主要取決于計(jì)數(shù)目的，而邊界則必須是從用戶角度出發(fā)，將該系統(tǒng)與其他系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行劃分，不能從技術(shù)角度去看。如果項(xiàng)目關(guān)聯(lián)到多個(gè)系統(tǒng)，那么必須將被估算的系統(tǒng)和多個(gè)系統(tǒng)的邊界全部進(jìn)行區(qū)別。由于彩票行業(yè)的特殊性，涉及到全國(guó)34個(gè)省、自治區(qū)、直轄市，數(shù)據(jù)處理量龐大，對(duì)于系統(tǒng)邊界尤其要描述清楚。

功能點(diǎn)計(jì)數(shù)類型的選擇則是基于軟件項(xiàng)目所處階段決定的。在軟件項(xiàng)目最早期，需求粒度較大，功能模糊的時(shí)候，適用指示法；當(dāng)項(xiàng)目進(jìn)一步推進(jìn)，需求比較清楚詳細(xì)時(shí)，建議適用估算法；當(dāng)項(xiàng)目正式準(zhǔn)備開(kāi)始開(kāi)發(fā)或在開(kāi)發(fā)進(jìn)行中是，可以使用詳細(xì)估算法進(jìn)行詳細(xì)地估算。

1.2 功能點(diǎn)法中五類功能的識(shí)別

依據(jù)技術(shù)規(guī)格文件、軟件需求說(shuō)明書(shū)等文檔，在進(jìn)行功能點(diǎn)識(shí)別時(shí)要分別識(shí)別出數(shù)據(jù)功能 ILF、EIF和事務(wù)功能EI、EO、EQ。

在這里，數(shù)據(jù)功能主要指的是供更新、查詢和引用的可用邏輯數(shù)據(jù)，共有兩種類型，分別為：內(nèi)部邏輯文件（ILF）和外部接口文件（EIF）。

內(nèi)部邏輯文件指的是從用戶的視角出發(fā)，看到的一組永久性數(shù)據(jù)的邏輯集合。而這組數(shù)據(jù)是由被估算的系統(tǒng)使用并維護(hù)的。

外部接口文件指的是在該系統(tǒng)中使用但由另一個(gè)系統(tǒng)維護(hù)的一組永久性數(shù)據(jù)的邏輯集合。被估算的系統(tǒng)直接使用該數(shù)據(jù)，但不對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)操作。

而事務(wù)功能描述的是系統(tǒng)如何使用或維護(hù)數(shù)據(jù)，具體分為三種：外部輸入（EI），外部輸出（EO）和外部查詢（EQ）。

外部輸入是指數(shù)據(jù)和或控制信息從系統(tǒng)外部進(jìn)入到系統(tǒng)內(nèi)部，是對(duì)內(nèi)部邏輯文件進(jìn)行維護(hù)的動(dòng)作，例如對(duì)數(shù)據(jù)的增、刪、改。同時(shí)處理輸入信號(hào)并改變系統(tǒng)的行為也可識(shí)別為EI。

外部輸出是跨越了系統(tǒng)邊界的一種獨(dú)特的輸出功能，給用戶和或其他系統(tǒng)輸出展示數(shù)據(jù)的一種操作。外部輸出通常包括復(fù)雜的計(jì)算和數(shù)據(jù)處理。

外部查詢指的是被用戶認(rèn)識(shí)到的一個(gè)獨(dú)特的單純輸出或“輸入/輸出”的組合，系統(tǒng)不需要進(jìn)一步進(jìn)行處理的，確定規(guī)模的輸出，數(shù)據(jù)也會(huì)穿越邊界。

對(duì)于軟件項(xiàng)目最早期最早期，使用指示法進(jìn)行估算時(shí)，只需要識(shí)別出數(shù)據(jù)功能（ILF，EIF）即可，而在使用估算法時(shí)，上文介紹的五類功能都要完整的識(shí)別出來(lái)。本文在進(jìn)行彩票軟件項(xiàng)目估算時(shí)，采用的就是估算法。

至于詳細(xì)估算法，不僅要識(shí)別出五類功能，還要識(shí)別出每個(gè)功能分別對(duì)應(yīng)的復(fù)雜度。由于本文沒(méi)有使用詳細(xì)估算法，在這里就不對(duì)復(fù)雜度的識(shí)別進(jìn)行詳細(xì)的描述。

1.3 功能點(diǎn)法的計(jì)數(shù)及調(diào)整

在上述功能分析的基礎(chǔ)上，可以計(jì)算系統(tǒng)的未調(diào)整功能點(diǎn)數(shù)，對(duì)于指示法來(lái)說(shuō)，每個(gè)內(nèi)部邏輯文件是35個(gè)功能點(diǎn)，每個(gè)外部接口文件是15個(gè)功能點(diǎn)，相加即可得出總功能點(diǎn)數(shù)。對(duì)于估算法來(lái)說(shuō)，則可以使用以下公式計(jì)算出系統(tǒng)的未調(diào)整功能點(diǎn)數(shù)：

其中UFP代表未調(diào)整功能點(diǎn)數(shù)。

由于在軟件系統(tǒng)中，還受到很多非功能因素的影響，所以NESMA功能點(diǎn)方法還提供了14個(gè)通用系統(tǒng)特征GSC調(diào)整因子。根據(jù)系統(tǒng)相關(guān)的特性來(lái)決定每個(gè)GSC的影響程度，可以從無(wú)任何影響（容實(shí)現(xiàn)）到強(qiáng)烈影響（極難實(shí)現(xiàn)），共分為6個(gè)檔，估算值從0~5，每個(gè)GSC影響程度的估算值之和就是總影響程度（TDI），然后根據(jù)TDI 來(lái)計(jì)算估算調(diào)整因子VAF：

VAF=0.65+0.01*TDI （2）

除非功能性需求之外，軟件需求的變更也會(huì)對(duì)最終功能點(diǎn)的計(jì)數(shù)造成影響。按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《軟件研發(fā)成本度量規(guī)范》，考慮到預(yù)算時(shí)需求較模糊，未來(lái)將有很多隱含需求及需求變更，設(shè)置了一個(gè)規(guī)模變更調(diào)整因子CF。在收集到的歷史項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)中，將最終實(shí)際功能點(diǎn)數(shù)和項(xiàng)目初期進(jìn)行估算的功能點(diǎn)數(shù)做統(tǒng)計(jì)比較，得出的結(jié)論如下表，在預(yù)算階段功能通常會(huì)發(fā)生2倍左右的變更，招標(biāo)時(shí)CF取值為1.5，投標(biāo)是CF為1.26：

綜上所述，調(diào)整后的軟件規(guī)模功能點(diǎn)數(shù)可表示為：S=UFP*CF*VAF （3）其中S為調(diào)整后的最終軟件規(guī)模功能點(diǎn)數(shù)。

表1 規(guī)模變更調(diào)整因子CF的取值Table 1 The value of scale change adjustment factor CF

2 彩票軟件應(yīng)用實(shí)例分析

下面以某彩票公司的彩票助手軟件為例，在了解該系統(tǒng)基本功能的前提下，估算該軟件規(guī)模，并估算相關(guān)工作量及成本。

該軟件的主要功能：

（1）在不同省份，開(kāi)放不同的彩票游戲，用戶可以自選投注，每個(gè)游戲都有自己獨(dú)立的投注規(guī)則；

（2）展示每個(gè)游戲每期的中獎(jiǎng)結(jié)果及中獎(jiǎng)詳情，客戶可以對(duì)每個(gè)游戲進(jìn)行驗(yàn)獎(jiǎng)操作；

（3）各種促銷和紅包活動(dòng)；

依據(jù)提供的軟件需求說(shuō)明書(shū)以及網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)文件可以看出，整個(gè)軟件是由安卓客戶端，IOS客戶端以及Web服務(wù)端，三大部分組成的。這三大部分都是我們要估算的系統(tǒng)的內(nèi)部。需要注意的是，對(duì)于在兩種不同的客戶端上要實(shí)現(xiàn)的功能要分別獨(dú)立計(jì)數(shù)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 彩票助手系統(tǒng)框架圖Fig.2 Frame diagram of lottery assistant system

因?yàn)樵谲浖枨笳f(shuō)明書(shū)中，對(duì)各功能需求的描寫粒度比較詳細(xì)，所有在本次估算中，采用的是估算法來(lái)估算系統(tǒng)的規(guī)模大小。

2.1 未調(diào)整功能點(diǎn)的計(jì)算

以安卓客戶端的未調(diào)整功能點(diǎn)計(jì)算為例，識(shí)別出的部分功能項(xiàng)實(shí)例，如表2所示。

表2 部分功能項(xiàng)識(shí)別實(shí)例Table 2 Examples of how to recognize the function items

對(duì)安卓客戶端中所有子模塊的功能點(diǎn)計(jì)數(shù)項(xiàng)進(jìn)行識(shí)別統(tǒng)計(jì)，最終得出各類別功能項(xiàng)數(shù)據(jù)為如表 3所示。

則根據(jù)公式（1），彩票助手安卓客戶端的未調(diào)整功能點(diǎn)數(shù)如下，為913個(gè)功能點(diǎn)：

UFP安卓=28*7+5*5+34*4+80*5+39*4=913 FP

依據(jù)同樣的流程和公式計(jì)算，可以得出彩票助手IOS客戶端和Web服務(wù)端的未調(diào)整功能點(diǎn)數(shù)，三者相加即為整個(gè)彩票助手軟件的總未調(diào)整功能點(diǎn)數(shù)，在本實(shí)例中，UFP為2123個(gè)功能點(diǎn)。

2.2 調(diào)整因子及調(diào)整后功能點(diǎn)的計(jì)算

根據(jù)NESMA提供的14個(gè)GSC調(diào)整因子，為這個(gè)彩票助手軟件進(jìn)行打分，打分結(jié)果如表4所示。

最終總影響程度依據(jù)公式（2）計(jì)算結(jié)果為：

VAF=0.65+0.01*54 =1.19

并且由于該軟件項(xiàng)目在估算時(shí)尚處于投標(biāo)階段，則規(guī)模變更調(diào)整因子CF依據(jù)表1取值為1.26。

綜上所述，依據(jù)公式（3），估算的該彩票助手軟件其調(diào)整后的功能點(diǎn)規(guī)模總數(shù)為：

S=2123*1.26*1.19=3183 FP

2.3 工作量及成本的估算

在估算出軟件規(guī)模之后，有很多種方法可以進(jìn)一步估算工作量從而得到成本[9-13]。在本次實(shí)例中，采用的是方程法來(lái)估算工作量。方程法是指利用數(shù)學(xué)知識(shí)，基于統(tǒng)計(jì)關(guān)系，以過(guò)去數(shù)據(jù)為根據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)。方程法使我們感興趣的輸出結(jié)果例如工作量估算值，與一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的變量參數(shù)產(chǎn)生一定的可計(jì)算的數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系，即所謂數(shù)字模型，例如乘法模型，分析模型等，將軟件工作量成本估算轉(zhuǎn)化為一系列主要成本驅(qū)動(dòng)因子變量的函數(shù)。

其核心部分往往是估算方程，方程以影響開(kāi)發(fā)工作量的某些項(xiàng)目因素作為輸入，輸出的則是項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的工作量，依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《軟件研發(fā)成本度量規(guī)范》，估算工作量的方程如下:

其中 AE即為求出的調(diào)整后工作量，單位為人時(shí)；PDR代表生產(chǎn)率，單位為人時(shí)每功能點(diǎn)；SWF為軟件因素調(diào)整因子；RDF為開(kāi)發(fā)因素調(diào)整因子。

根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中14000多套國(guó)內(nèi)外軟件項(xiàng)目歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，軟件行業(yè)的生產(chǎn)率數(shù)據(jù)如表5所示。

表5 軟件行業(yè)最新生產(chǎn)率數(shù)據(jù)Table 5 Latest production rate data in software industry

其中，中位數(shù)為7.31人時(shí)/功能點(diǎn)。同時(shí)依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，得出軟件因素調(diào)整因子SWF為1.2，開(kāi)發(fā)因素調(diào)整因子為1.0。則本次實(shí)例中，工作量的估算標(biāo)準(zhǔn)值為：

AE=7.31*3183*1.3*1=27921人時(shí)

同樣采用公式（4），但使用生產(chǎn)率的P25和P75值來(lái)估算工作量的合理浮動(dòng)范圍，結(jié)果估算出的工作量浮動(dòng)范圍為14171~49540人時(shí)。

根據(jù)求出的工作量,帶入以下方程則可進(jìn)一步得出成本估算值：

P=AE/176*F+DNC （5）

其中P代表預(yù)算費(fèi)用，單位為萬(wàn)元；176僅僅意味著將工作量的單位由人時(shí)換算成人月；F代表人月費(fèi)率（含開(kāi)發(fā)方直接人力成本、開(kāi)發(fā)方間接成本及開(kāi)發(fā)方毛利潤(rùn)），單位為萬(wàn)元每人月，同樣依照數(shù)據(jù)庫(kù)中的行業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行的分析結(jié)果顯示，北京的人月費(fèi)率為2.37萬(wàn)元每人月，本實(shí)例使用的該值進(jìn)行估算；DNC代表開(kāi)發(fā)方直接非人力成本，單位為萬(wàn)元，在本實(shí)例中，依據(jù)彩票助手的軟件需求說(shuō)明書(shū)中列舉的各種采購(gòu)費(fèi)，差率費(fèi)等非人力成本需求，得出總非人力成本為3.58萬(wàn)元。

則依據(jù)公式（5）可以得出最終估算的該彩票助手軟件的成本為：

P=39742/176*2.37+3.58= 379.6萬(wàn)元

其相應(yīng)的合理浮動(dòng)范圍為194.4~670.7萬(wàn)元。

3 結(jié)論

NESMA功能點(diǎn)分析法是目前軟件項(xiàng)目眾多估算方法中比較有技術(shù)含量的一種方法，有應(yīng)用廣泛、易于使用的優(yōu)點(diǎn)，在彩票行業(yè)軟件開(kāi)發(fā)早期成本估算中起到了重要作用。但該方法在實(shí)踐中還是存在一些局限性，例如在本實(shí)例中，在實(shí)際開(kāi)發(fā)彩票軟件時(shí)，有一定比例的工作是在做游戲規(guī)則的設(shè)計(jì)，這部分的規(guī)模按照傳統(tǒng)功能點(diǎn)識(shí)別規(guī)則是很難識(shí)別出來(lái)的，這時(shí)就要根據(jù)具體情況來(lái)和甲方，乙方共同討論確定下雙方都可以接收的識(shí)別規(guī)則，來(lái)進(jìn)一步得到準(zhǔn)確性更高的結(jié)果。

因此，雖然NESMA功能點(diǎn)分析法并不是一種十全十美的方法，但它在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮很大的作用，在項(xiàng)目早期為軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的成本估算提供依據(jù)，從而盡可能早地制定軟件的開(kāi)發(fā)與管理計(jì)劃，這是十分重要的。

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[12] 馬賢穎, 張敏, 董石磊. 功能點(diǎn)估算方法研究及應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù), 2011, 34(8): 58-61.

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Application of Function Point Method in Lottery Industry

HAN Shan, LI Hua-bei
(CEPREI, Guangzhou 510610, China)

This paper mainly introduces the software cost measurement based on NESMA function point method and its application in the lottery industry. The NESMA function point method is based on the needs of users and the estimation method is independent of the development of language, which can accurately measure the size. This paper describes the detailed steps of NESMA function point method and shows a practical example in the lottery industry. Finally, this paper summary and discuss the applicability and limitations when using function point method in the lottery industry.

Cost measurement; NESMA; Function point; Lottery

TP311

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2017.11.018

本文著錄格式：韓珊，李華北. 功能點(diǎn)估算法在彩票行業(yè)的應(yīng)用[J]. 軟件，2017，38（11）：90-94

韓珊(1991-），女，技術(shù)經(jīng)理，廣州賽寶認(rèn)證中心服務(wù)有限公司，主要研究方向：軟件成本度量；李華北(1961-），男，技術(shù)總監(jiān)，廣州賽寶認(rèn)證中心服務(wù)有限公司，主要研究方向：CMMI以及軟件成本度量。