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歸檔于軟件項目管理初級學(xué)習(xí)路線
第六章 軟件項目成本計劃
《初級學(xué)習(xí)路線合集 》

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前言

大家好，這節(jié)我們學(xué)習(xí)軟件項目管理---參數(shù)估算法，重點介紹COCOMO模型。

一、參數(shù)估算法——定義

參數(shù)估算也稱為模型估算，是根據(jù)項目數(shù)據(jù)集合出來的模型，代碼行，人數(shù)，時間，工時等都是項目數(shù)據(jù)。

所以參數(shù)估算模型是通過統(tǒng)計技術(shù)得出的數(shù)學(xué)模型，然后根據(jù)這個模型估算軟件項目的規(guī)模或者成本，參數(shù)模型是基于歷史項目數(shù)據(jù)，項目類型不同，項目環(huán)境不同，項目數(shù)據(jù)也就不同，數(shù)據(jù)不同得出的模型也就不同。

有很多組織根據(jù)自己的研究對象得出不同的估算模型。

例如：這些模型的輸入是代碼行（LOC）

這些模型的輸入是功能點（FP）

盡管模型各不相同，但是有基本相似的公式模式，如圖所示：

接下來我們通過研究2個模型來了解參數(shù)模型的思路，既 Walston-Felix模型和COCOMO模型。

二、Walston-Felix模型

Walston-Felix模型是1977年，IBM的Walston和Felix根據(jù)63套項目數(shù)據(jù)，回歸分析得出的。

其中E = 5.2 * 代碼行的0.91次冪，表示代碼行與工作量的關(guān)系。

其中D = 4.1 * 代碼行的0.36次冪， 代表代碼行與項目進度的關(guān)系。

其中最后一個模型公式，既文檔頁數(shù) = 49 * 代碼行的1.01次冪 。

便知道我們不能隨便照抄別人的模型，因為不同的企業(yè)團隊要求不同，文檔頁數(shù)肯定也不同，所以應(yīng)該采用適合自己項目的模型。

下面我們舉個例子：某項目采用JAVA語言來完成，估計有366個功能點，根據(jù)自己定義的該項目 代碼行與功能點的關(guān)系。

既 L（代碼行）等于366 * 46 約等于16.386K代碼行，則根據(jù)模型估算公式 E（工作量）等于66人月，DOC（文檔頁數(shù)）約等于826頁。

三、COCOMO模型

COCOMO模型既結(jié)構(gòu)化成本模型，是目前應(yīng)用最廣泛的參數(shù)型軟件成本估計模型，最初是由Boehm在1981年提出的，稱為COCOMO 81模型。他是通過60多套項目數(shù)據(jù)分析得出的模型，20世紀90年代中期，隨著軟件工程技術(shù)的發(fā)展，又提出了COCOMO II模型。

COCOMO模型基本原理如下圖所示：

COCOMO模型分為三個級別：基本COCOMO模型，中等COCOMO模型，高級COCOMO模型。
級別不同，估算的精度也不同。

針對每個級別的模型又分為三個項目類型：既有機型，嵌入式型，半嵌入式型或者叫半有機型。

先介紹COCOMO 81的三個級別模型。

1. 基本COCOMO模型是靜態(tài)單變量模型，不考慮任何成本驅(qū)動，適合在開發(fā)的初始階段，項目的相關(guān)信息很少，只適合粗略的技術(shù)估算。
2. 中等COCOMO模型是在項目的需求確定以后，對項目有所了解之后使用，在基本模型的基礎(chǔ)上通過產(chǎn)品，平臺，人員，項目等方面的屬性影響因素來調(diào)整工作量的估算，估算精度提高了。
3. 高級COCOMO模型是在設(shè)計完成后使用，考慮開發(fā)不同階段，影響因素的不同影響，對項目進行精確化的估算，一但軟件的各個模塊都已經(jīng)確定，估算者就可以使用高級COOMO模型，所以他的估算精度是最高的。

針對上面的每個模型，將項目分為三種類型，有機型，嵌入式，半嵌入式或者叫半有機型。

1. 有機型項目是最常規(guī)簡單的項目類型，例如各種網(wǎng)站項目，信息化系統(tǒng)等等，相對較小，較簡單的軟件項目，開發(fā)人員對開發(fā)項目等目標(biāo)理解比較充分，與軟件系統(tǒng)相關(guān)的工作經(jīng)驗比較豐富，對軟件的使用環(huán)境比較熟悉，受硬件的約束比較小，程序的規(guī)模不是很大。

2. 嵌入式項目類型，他主要是各類系統(tǒng)程序，例如實時處理。控制系統(tǒng)等等。通常與某種硬件設(shè)備緊密結(jié)合在一起，對接口，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，算法的要求比較高，軟件規(guī)模任意，例如航天用的控制系統(tǒng)，大型指揮系統(tǒng)等等。

3. 半嵌入式項目類型，他是介于上述兩種軟件之間，規(guī)模和復(fù)雜度都屬于中等或者更高，例如編譯器，連接器，分析器等等。

這是基本COCOMO-81模型公式：E=a * (KLOC)的b次冪。

a和b的取值與項目類型有關(guān)，如下圖是不同項目類型的系數(shù)表：

下面舉一個33.3k代碼行的軟件開發(fā)項目例子：最后得出的結(jié)果也就是項目規(guī)模是152人月。

我們再看中等COCOMO-81模型，他是對基本模型的調(diào)整，在基本模型的基礎(chǔ)上再乘以 乘法因子，乘法因子是根據(jù)成本驅(qū)動屬性得來的，其中a,b才是根據(jù)不同項目類型有不同取值。

中等COOCMO-81模型關(guān)鍵是乘法因子，它來自于成本驅(qū)動屬性，分4個大類，分別是產(chǎn)品屬性，平臺屬性，人員屬性，過程屬性。

這四個大類又細分為15個驅(qū)動因子，例如產(chǎn)品屬性有3個因子，可靠性，信息量，復(fù)雜性。每個驅(qū)動因子的取值范圍有很低，低，正常，高，非常高，極高級別。

例如產(chǎn)品復(fù)雜性驅(qū)動因子很低的取值為0.7，非常高的取值為1.30，既復(fù)雜性越高取值越大。

我們再看分析員能力這個驅(qū)動因子，非常低是為1.46，非常高是為0.71，既能力越高取值越低 。

乘法因子等于這15個驅(qū)動因子取值后相乘，如果大于1說明工作量往高調(diào)整，小于1說明工作量往低調(diào)整。

我們繼續(xù)看一個33.3k代碼行的軟件開發(fā)項目例子：采用中等CoCoMo模型計算項目規(guī)模，乘法因子根據(jù)15個驅(qū)動因子取值相乘后得出1.09，代入公式得出項目規(guī)模成本為166人月。

對比前面的基本模型，估算值有了一定的調(diào)整，因為我們對項目的產(chǎn)品，人員，平臺，過程有了更細的了解。

我們再看高級COCOMO模型，他比前面兩個模型的精度又提高了，主要體現(xiàn)在兩個方面。第一個方面是針對不同的子系統(tǒng)采用的不同的模型估算，另外一方面是針對模型屬性進行更加細化的調(diào)整。

15個因子，每個因子在不同的階段影響不同，取值不同。例如應(yīng)用經(jīng)驗AEXP這個驅(qū)動因子，在開發(fā)的不同階段，其作用是不同的，影響最大的階段是需求階段，設(shè)計階段弱化了。

那么針對每個等級，這個驅(qū)動因子在不同階段取值是不同的，例如對于非常低的級別，需求和產(chǎn)品設(shè)計階段的取值為1.40，在詳細設(shè)計階段的取值為1.30，編碼和測試階段的取值為1.25，因此提高了估算的精度，但是實踐中實施起來會比較麻煩。

四、COCOMO II

COCOMO II是95年左右，Ｂoehm在81模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合了軟件工程技術(shù)的發(fā)展提出來的。

COCOMO II模型也分為3個等級，應(yīng)用組裝模型，早期設(shè)計模型，后體系結(jié)構(gòu)模型。他們分別適合規(guī)劃階段，設(shè)計階段，開發(fā)階段使用。

應(yīng)用組裝模型適合原型構(gòu)造或者復(fù)用構(gòu)件組合項目時采用。他基于應(yīng)用點或者稱為對象點 除以一個標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用點的生產(chǎn)率，應(yīng)用點數(shù)量的估算可以是顯示的屏幕數(shù)、網(wǎng)頁數(shù)、報表數(shù)量、程序模塊數(shù)量等等。

如下圖所示 公式為：工作量 = NAP * （1-復(fù)用代碼量的百分比）/ PROD

早期設(shè)計模型適用于項目的初期，需求已經(jīng)確定，在系統(tǒng)設(shè)計的初始階段只設(shè)計了基本的軟件結(jié)構(gòu)，還沒有對體系結(jié)構(gòu)進行詳細的設(shè)計，這一階段的主要任務(wù)是簡單、快速的完成一個大概的成本估算。

那么公式如下圖所示：其中PM是工作量，A是常數(shù)，S是代碼行的規(guī)模，E是指數(shù)比例因子，B可以校準(zhǔn)（目前暫定為B=0.91），SF是指數(shù)驅(qū)動因子。

指數(shù)比例因子的效果是對規(guī)模較大的項目，預(yù)計的工作量將增加，那么EM是工作量系數(shù)。

因此軟件開發(fā)工作量需要代碼量行數(shù)的非線性函數(shù)，既基于可用代碼行以及5個規(guī)模指數(shù)因子，7個工作量乘數(shù)因子。

計算指數(shù)比例因子最重要的依據(jù)是驅(qū)動因子和工作量系數(shù)，5個指數(shù)驅(qū)動因子屬性和取值如表所示：

事實上對于一個項目而言，這些屬性的缺乏將不成比例的增加更多的工作量，它分為很低、低、正常、高、很高、極高等級別。

早期設(shè)計的工作量系數(shù)有7個，這些系數(shù)可以評定為非常低、很低、低、正常、高、很高、極高等級別。

我們再來看COCOMO II的后體系結(jié)構(gòu)模型，我們看一下公式，那么該模型與早期設(shè)計模型基本是一致的，不同之處在于工作量系數(shù)不同。

Ｂoehm講后體系結(jié)構(gòu)模型中的工作量系數(shù)化成產(chǎn)品因素，人員因素，項目因素，平臺因素四個大類，共17個屬性的驅(qū)動因子。

與COCOMO-81模型的15個驅(qū)動因子相比，COCOMO II模型的后體系結(jié)構(gòu)模型增加了一些軟件工程發(fā)展中的一些因素，同時也刪除了一些因素。

復(fù)用模型

另外，如果需要估計復(fù)用代碼或者已生成代碼所需工作量，可以采用復(fù)用模型，公式如下：

計算出等價代碼行（ESLOC）后，ESLOC可以作為代碼行的輸入，采用早期設(shè)計模型或者后體系設(shè)計模型來估算工作量。

總結(jié)

總之 參數(shù)模型是根據(jù)項目數(shù)據(jù)進行分析，基本上是進行回歸分析，從而得出回歸模型作為參數(shù)模型。

這個參數(shù)模型可以是線性的，也可以是非線性的，相當(dāng)于是監(jiān)督學(xué)習(xí)的回歸分析方法，例如線性回歸，多項式回歸，邏輯回歸，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，集成方法等...

例如這是某項目的一些數(shù)據(jù)：

通過線性回歸分析，計算出參數(shù)模型，根據(jù)這個模型可以進行此類項目的估算。

那么這是另外一類的項目數(shù)據(jù)，我們采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進行模型估算。

這是對項目數(shù)據(jù)進行數(shù)字化和歸一化的結(jié)果。

我們采用三層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模。

通過隱層節(jié)點的數(shù)目，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)率，隱層和輸出層激活函數(shù)的分析研究，可以確定網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和閾值的變化量，從而確認了參數(shù)模型。

這是模型應(yīng)用的誤差圖示，誤差率在可以接受的范圍之內(nèi)。

總之參數(shù)模型方法需要具有良好的項目數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，存在成熟的項目估算模型。特點是比較簡單,而且也比較準(zhǔn)確。如果模型選擇不當(dāng)或者數(shù)據(jù)不準(zhǔn),也會導(dǎo)致偏差。

到這里，第六章 第七節(jié)參數(shù)估算法就講解完畢了！下一節(jié)介紹專家估算法~

如果您覺得這篇文章有幫助到您的的話不妨點贊支持一下喲~~????

后續(xù)將持續(xù)更新【軟件項目管理初級學(xué)習(xí)路線】的全知識點，大家感興趣的多多關(guān)注博主喲~
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分享標(biāo)題：軟件項目管理 6.7.參數(shù)估算法
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