論在軟件項(xiàng)目管理中成本估算如何進(jìn)行

　　論文摘要：軟件開(kāi)發(fā)是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，各種不可預(yù)知的因素都會(huì)對(duì)成本產(chǎn)生影響，人為因素又在其中占有極大的比重，難免會(huì)造成不少波動(dòng).每種估算模型都有其特長(zhǎng)與不足，勢(shì)必在某些領(lǐng)域碰到難以解釋、分析的問(wèn)題成本佑算是軟件項(xiàng)目管理的主要內(nèi)容之一，文中分析了目前軟件項(xiàng)目成本估算的主要方法和存在的問(wèn)題并詳細(xì)討論了中級(jí)COCOMO模型算法，根據(jù)各種算法的優(yōu)缺點(diǎn)設(shè)計(jì)出權(quán)重合成的軟件項(xiàng)目成本估算方法.本文選自《網(wǎng)絡(luò)新媒體技術(shù)》。《網(wǎng)絡(luò)新媒體技術(shù)》期刊雜志簡(jiǎn)介：由中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所主辦的公開(kāi)發(fā)行的科技刊物，創(chuàng)刊于1980年，系月刊?，F(xiàn)為中國(guó)科技論文統(tǒng)計(jì)源期刊(中國(guó)科技核心期刊)、中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)收錄期刊、中國(guó)學(xué)術(shù)期刊綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)源期刊、中國(guó)核心期刊(遴選)數(shù)據(jù)庫(kù)收錄期刊。其辦刊宗旨是發(fā)展信息科學(xué)，報(bào)道計(jì)算機(jī)應(yīng)用在知識(shí)創(chuàng)新工程中所取得的最新成果，促進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)交流與合作，為我國(guó)的信息化建設(shè)服務(wù)。

　　關(guān)鍵詞：軟件項(xiàng)目管理, 成本佑算 ,COCOMO模型,網(wǎng)絡(luò)新媒體技術(shù)

　　引言

　　軟件因其復(fù)雜性和難以度量，使軟件項(xiàng)目管理較之其他項(xiàng)目管理而言有其特殊性.軟件研發(fā)項(xiàng)目管理最早源自于20世紀(jì)年代中期.當(dāng)時(shí)美國(guó)國(guó)防部曾立題專門研究軟件項(xiàng)目做不好的原因，發(fā)現(xiàn)的項(xiàng)目是因?yàn)楣芾聿簧埔鸬模⒉皇且驗(yàn)榧夹g(shù)實(shí)力不夠，進(jìn)而得出一個(gè)結(jié)論，即管理是影響軟件研發(fā)項(xiàng)目全局的因素，而技術(shù)只影響局部.軟件項(xiàng)目管理是為了使軟件項(xiàng)目能夠按照預(yù)定的成本、進(jìn)度、質(zhì)量順利完成，而對(duì)成本、人員、進(jìn)度、質(zhì)量、風(fēng)險(xiǎn)等進(jìn)行分析和管理的活動(dòng).據(jù)美國(guó)軟件工程實(shí)施現(xiàn)狀的調(diào)查，軟件研發(fā)的情況很難預(yù)測(cè)，大約只有10%的項(xiàng)目能夠在預(yù)定的費(fèi)用和進(jìn)度下交付.軟件成本估算技術(shù)為好的軟件管理提供了必要的基礎(chǔ).沒(méi)有合理而準(zhǔn)確的成本估算能力，軟件項(xiàng)目往往會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題:①對(duì)軟件開(kāi)發(fā)做出過(guò)分樂(lè)觀的估計(jì)，在競(jìng)爭(zhēng)性的軟件合同投標(biāo)中虛報(bào)低價(jià)，最終導(dǎo)致超出限度及性能的損害;②軟件分析員沒(méi)有可靠的數(shù)據(jù)，在分析設(shè)計(jì)階段做出不合理的硬件一軟件權(quán)衡分析，使軟件的成本大大升高;③項(xiàng)目經(jīng)理不能合理確定各個(gè)軟件階段的時(shí)間和工作量的分配，導(dǎo)致軟件項(xiàng)目無(wú)法按進(jìn)度進(jìn)行.

　　1常用的軟件成本估算方法

　　常用的軟件成本估算方法可以分為以下幾種:

　　(1)算法模型.提供一個(gè)或多個(gè)數(shù)學(xué)算法，這些算法產(chǎn)生的軟件成本估算為一系列變量的函數(shù)，變量稱為主要成本驅(qū)動(dòng)因子.典型的有算法模線性模型、乘法模型、分析模型和COCOMO模型等.

　　(2)專家判斷、依靠該領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)、直覺(jué)以及對(duì)所測(cè)算軟件項(xiàng)目的理解給出成本測(cè)算值的測(cè)算方法、典型的專家判斷法有Delphi法、寬帶Delphi法等、Delphi法是1948年由美國(guó)Rand公司推出的一種專家意見(jiàn)定性預(yù)測(cè)方法，它通過(guò)給專家發(fā)判定表，無(wú)記名填表、統(tǒng)計(jì)綜合，向?qū)＜曳答伣Y(jié)果并進(jìn)行下一輪填表等步驟的多次反復(fù)，逐步使專家的結(jié)論趨于一致而作為測(cè)算結(jié)果.Delphi法的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠充分利用專家的經(jīng)驗(yàn)并能處理一些特定的環(huán)境影響，不足是對(duì)專家可能具有的偏見(jiàn)無(wú)法處理，同時(shí)該方法非常費(fèi)時(shí).

　　(3)類比估算法、類比法是將新的軟件項(xiàng)目與已完成的相似的項(xiàng)目進(jìn)行類比，用已完成項(xiàng)目的實(shí)際成本經(jīng)適當(dāng)調(diào)整作為新項(xiàng)目的成本測(cè)算值，具體測(cè)算時(shí)可由個(gè)別專家單獨(dú)做出，也可由多位專家共同討論做出.類比法的主要優(yōu)點(diǎn)是充分利用了以往的經(jīng)驗(yàn)，測(cè)算快速且廉價(jià)，其缺點(diǎn)是誤差較大，通常只能為數(shù)量級(jí)一級(jí)的測(cè)算提供初步的近似值、

　　(4)任務(wù)分解法.按分解先后時(shí)序可分為“自下向上”和“自上向下”兩種方法.前者把整個(gè)系統(tǒng)分成許多基本的模塊和相應(yīng)的任務(wù)，分別測(cè)算其成本，然后累計(jì)得出整個(gè)系統(tǒng)的成本.后者則先從系統(tǒng)的總體特征中推算開(kāi)發(fā)成本，例如在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)初期，通過(guò)初步調(diào)研和用戶需求分析，大致確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，給出系統(tǒng)規(guī)模、邊界和基本功能要求，再利用經(jīng)驗(yàn)或類比法測(cè)算出總成本的估計(jì)值，然后將總成本在各子系統(tǒng)或模塊中分配.“自下向上”測(cè)算可由有關(guān)的開(kāi)發(fā)人員直接參加，由于他們對(duì)模塊的理解較詳細(xì)，故測(cè)算結(jié)果誤差較小，往往在10%左右、“自下向上”方法的主要缺陷是測(cè)算本身的成本較高，并且對(duì)于系統(tǒng)級(jí)(例如系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、項(xiàng)目管理等)成本，往往容易忽視或不易測(cè)算準(zhǔn)確.由于“自上向下”與“自下向上”方法的互補(bǔ)性，所以“自上向下”測(cè)算方法的優(yōu)、缺點(diǎn)與“自下向上”方法相反、

　　2主要算法模型和COCOMO模型

　　算法模型是提供了一個(gè)或多個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù)，這些算法產(chǎn)生的軟件成本估算是一系列被認(rèn)為是主要成本驅(qū)動(dòng)因子變量的函數(shù).用于軟件成本估算的主要算法形式有問(wèn):

　　2.1線形模型

　　線形模型具有以下形式:

　　工作量=ao+a,x,+’二+arrn

　　這里x,,"",x。是成本驅(qū)動(dòng)因子變量ao",a。是一組最匹配觀察數(shù)據(jù)點(diǎn)集的系數(shù).

　　2.2乘法模型

　　這里。還是成本驅(qū)動(dòng)因子變量;嘶.。是一組最匹配觀察數(shù)據(jù)點(diǎn)集的系數(shù).以上2種算法模型的主要優(yōu)點(diǎn)是能較好利用以前的經(jīng)驗(yàn)，測(cè)算效率高，受測(cè)算人員的主觀影響比較小，便于靈敏度分析和風(fēng)險(xiǎn)分析.主要缺點(diǎn)是模型軟件規(guī)模的估計(jì)值以及一些成本影響因子的值判斷較難，自變量的精確性很大程度決定了測(cè)算結(jié)果的準(zhǔn)確度.

　　2.3COCOMO模型

　　COCOMO模型是世界上應(yīng)用最廣泛的一個(gè)軟件成本測(cè)算模型，其原意是“結(jié)構(gòu)化成本模型"(Con-structiveCostModel).COCOMO模型是一個(gè)“自下而上”進(jìn)行測(cè)算的杰出典范，而其基本思想是以一系列輸入量為基礎(chǔ)(如與軟件的規(guī)模相聯(lián)系或影響生產(chǎn)率的其它一些成本驅(qū)動(dòng)因素)，來(lái)導(dǎo)出軟件開(kāi)發(fā)所需的人力費(fèi)用.其子模型有3個(gè):基本模型(theBasicModel)、中級(jí)模型(theIntermediateModel)、以及詳細(xì)模型(theDetailedModel)，分別對(duì)應(yīng)著不同的精確度.

　　同時(shí)出于對(duì)環(huán)境因素的考慮，COCOMO模型將軟件的開(kāi)發(fā)方式也劃分為有機(jī)整體型(OrganicMode),嵌入型(EmbeddedMode)和半獨(dú)立型(SemidetachedMode)3種實(shí)際應(yīng)用中，中級(jí)模型具有較好的可操作性以下詳細(xì)討論中級(jí)模型.

　　2.4中級(jí)模型

　　(1)名義費(fèi)用公式.中級(jí)模型的標(biāo)稱工作量公式為:

　　有機(jī)整體型:MM=3.2(KLOC)'0};半獨(dú)立型:MM二3.0(KLOC)'''z

　　嵌入型:MM二2.8(KLOC)'w

　　其中MM是以人月為單位的人力費(fèi)用(這里一個(gè)“人月”包含巧2個(gè)工時(shí)，它是按每位軟件開(kāi)發(fā)人員每天工作Sh，每月有效工作天數(shù)19d計(jì)的),KLOC是以千源程序行為單位表示的程序量.上述公式中各系數(shù)及指數(shù)值是通過(guò)對(duì)一定容量的樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)而確定的，所以從某種意義上說(shuō)它們只是經(jīng)驗(yàn)值.隨時(shí)間的變化，這些值具體的數(shù)值在今天已沒(méi)有意義.筆者之所以要介紹此模型，一方面是因?yàn)镃OCOMO系列模型的確是當(dāng)今最流行的評(píng)估模型，更為重要的是，波姆對(duì)軟件成本驅(qū)動(dòng)因素的歸類、分析對(duì)我們非常有啟發(fā)作用.

　　(2)成本驅(qū)動(dòng)因素.中級(jí)模型采用了成本驅(qū)動(dòng)因素(CostDrivers)來(lái)反映項(xiàng)目環(huán)境對(duì)開(kāi)發(fā)費(fèi)用的影響.通過(guò)對(duì)上百個(gè)影響開(kāi)發(fā)費(fèi)用的因素進(jìn)行廣泛的統(tǒng)計(jì)分析，波姆保留了其中15個(gè)(見(jiàn)表1)，并將其分為4類.

　　第1類，產(chǎn)品屬性(ProductAttributes).包括:①軟件可靠性(RequiredSoftwareReliability，簡(jiǎn)作RELY)軟件產(chǎn)品所必須在一段時(shí)期內(nèi)滿足用戶需求的程度.②數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模((DataBaseSize，簡(jiǎn)作DATA)與程序相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)模大小.③軟件產(chǎn)品復(fù)雜性(So$wareProductComplexity，簡(jiǎn)作CPLX)軟件的組合復(fù)雜性程度.

　　第2類，計(jì)算機(jī)屬性(ComputerAttributes).包括:①執(zhí)行時(shí)17約束(ExecutionTimeConstraint，簡(jiǎn)作TIME)賦予軟件產(chǎn)品的執(zhí)行限制性程度.②主存儲(chǔ)器約束(MainStorageConstraint，簡(jiǎn)作STOR)賦予軟件產(chǎn)品的主存限制性程度.③虛擬機(jī)易變性(VirtualMachineVolatility，簡(jiǎn)作VIRT)在軟件開(kāi)發(fā)期間，開(kāi)發(fā)程序的機(jī)器所做出變動(dòng)的程度.④計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)間(ComputerTurnaroundTime，簡(jiǎn)作TURN)計(jì)算機(jī)對(duì)程序員的響應(yīng)時(shí)間評(píng)價(jià).

　　第3類，人員屬性(PersonnelAttributes).包括:①分析員能力(AnalystCapacity，簡(jiǎn)作ACAP)從事本軟件開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)分析員小組的能力評(píng)價(jià).②應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)(ApplicationsExperience，簡(jiǎn)作AEXP)項(xiàng)目組對(duì)類似項(xiàng)目的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)豐富與否.③程序員的能力(ProgrammerCapability，簡(jiǎn)作PCAP)與ACAP級(jí)別相似，這里主要指程序員們的自身能力.④虛擬機(jī)經(jīng)驗(yàn)(VirtualMachineExperience，簡(jiǎn)作VEXP)與VIRT級(jí)別相似.指編程組對(duì)宿主機(jī)經(jīng)驗(yàn)豐富與否.⑤編程語(yǔ)言經(jīng)驗(yàn)(ProgrammingLanguageExperience，簡(jiǎn)作LEXP)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的小組對(duì)特定編程語(yǔ)言的熟悉程度.

　　第4類，項(xiàng)目屬性(ProjectAttributes).包括:①現(xiàn)代編程實(shí)踐(UseofModernProgrammingPractices，簡(jiǎn)作MODP)某小組所使用之現(xiàn)代編程實(shí)踐對(duì)開(kāi)發(fā)費(fèi)用產(chǎn)生的影響②軟件工具使用(UseofSoftwareTools，簡(jiǎn)作TOOL)用以刻畫(huà)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中軟件工具(從基本的到專業(yè)的)的應(yīng)用程度.③進(jìn)度表約束(ScheduleCon-straint，簡(jiǎn)作SCED)如上所述，名義開(kāi)發(fā)時(shí)間是以最少人力所耗費(fèi)的進(jìn)度表確定，任何加快或延續(xù)均需要更多的人力.

　　上述的15個(gè)成本驅(qū)動(dòng)因素或者也可稱為費(fèi)用乘數(shù)(EffortMultiplier).對(duì)于任何一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，我們都可以具體確定出這15個(gè)費(fèi)用乘數(shù)的相應(yīng)取值，然后將它們連乘，就得到了一個(gè)費(fèi)用調(diào)整因子(EffortAdjustmentFactor，簡(jiǎn)作EAF)波姆由統(tǒng)計(jì)方法得出了這15個(gè)費(fèi)用乘數(shù)取值的大致范圍，表1為15個(gè)成本驅(qū)動(dòng)因子的取值范圍.調(diào)整因子為:

　　最終的標(biāo)稱工作量公式可以寫(xiě)為:MM二15EAF=nf二1C*(KGOC)"*EAF

　　3改進(jìn)的軟件成本估算模型

　　軟件開(kāi)發(fā)是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，各種不可預(yù)知的因素都會(huì)對(duì)成本產(chǎn)生影響，人為因素又在其中占有極大的比重，難免會(huì)造成不少波動(dòng).每種估算模型都有其特長(zhǎng)與不足，勢(shì)必在某些領(lǐng)域碰到難以解釋、分析的問(wèn)題.例如，當(dāng)一個(gè)軟件僅有少數(shù)幾個(gè)人在開(kāi)發(fā)，這時(shí)，個(gè)人的能力因素就占到了首要地位，個(gè)人的技術(shù)、工作表現(xiàn)會(huì)對(duì)整個(gè)軟件的開(kāi)發(fā)產(chǎn)生極大的影響.

　　分析已有的各種軟件成本估算方法的優(yōu)缺點(diǎn)，選取COCOMO算法、Delphi法、類比估算法，將各方法結(jié)合起來(lái)，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短.把以往的軟件開(kāi)發(fā)成本與用各種模型所取得的各種數(shù)值作為參考數(shù)據(jù)，由層次分析法、經(jīng)驗(yàn)法或?qū)＜遗袛喾ǖ玫礁鞣N估算法的權(quán)重，再由權(quán)重合成法得到估算成本.以此提高軟件成本估算的精確度.

　　定義設(shè)MM,,MMZ,MMm為m個(gè)不同模型所得的估算值，w;(1=1,Z,w,m)為第1個(gè)模型的權(quán)重，則MM=藝w;*MM;且藝、=即為組合估算模型.

　　例如:COCOMO模型估算成本為MM,，用Delphi技術(shù)估算成本為MMZ，用類比估算法估算成本為MM3，則由權(quán)重組合估算可得:

　　MM=w,*MM,+w2*MMZ+w3*MM3

　　其中，、權(quán)重的選取可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)中各軟件成本估算方法在估算中最接近實(shí)際成本的統(tǒng)計(jì)平均值.例如選取100個(gè)已完成軟件項(xiàng)目，采用COCOMO算法、Delphi法、類比估算法3種不同估算方法，其中最為接近實(shí)際成本的統(tǒng)計(jì)值分別為t,,tZ,t3，則組合算法的權(quán)重為:了100/t了100/t了100.

　　根據(jù)不同的軟件項(xiàng)目可以選取不同的成本估算方法進(jìn)行權(quán)重組合來(lái)進(jìn)行軟件項(xiàng)目成本估算.