寧?kù)o峰， 童旅楊

（長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130012）

0 引 言

軟件開(kāi)發(fā)早期階段，首要工作就是對(duì)軟件功能點(diǎn)估算，再到對(duì)工作量估算、成本估算，這將為項(xiàng)目的計(jì)劃、決策及資源分配提供必要的支持。目前較為廣泛的方法是功能點(diǎn)估算方法［1－4］。功能點(diǎn)是代碼行度量的替代方法之一，是對(duì)程序規(guī)模的綜合度量，可以用于項(xiàng)目早期階段的規(guī)模估算。從需求說(shuō)明計(jì)算出功能點(diǎn)比計(jì)算出代碼行更容易，而且可以使用功能點(diǎn)作為基礎(chǔ)，計(jì)算出以代碼行表示的規(guī)模度量值［5］。IFPUG功能規(guī)模度量（Functional Size Measurement，F(xiàn)SM）是用功能點(diǎn)分析（FPA）方法［6］來(lái)度量軟件功能規(guī)模。功能點(diǎn)分析從用戶角度度量軟件開(kāi)發(fā)，不考慮軟件的物理實(shí)現(xiàn)。

1 功能點(diǎn)估算的原則［7］

1）早期估算結(jié)果與最后實(shí)際成本相比，其誤差在±30%的范圍內(nèi)。這是當(dāng)前所能達(dá)到的對(duì)開(kāi)發(fā)的早期階段估算的精度。

2）此估算方法允許在軟件生命周期中對(duì)估算去粗取精、去偽存真。每當(dāng)有更多的可用信息時(shí)，則可通過(guò)監(jiān)控與再估算達(dá)到更高的精確度。

3）此估算方法易于為估算員所使用。這樣在需要的時(shí)候就能快速進(jìn)行估算。例如進(jìn)度檢查對(duì)策略變更的評(píng)價(jià)就有這種情況。

4）每個(gè)有關(guān)人員都了解這些規(guī)則。當(dāng)估算過(guò)程易于理解的時(shí)候，應(yīng)用軟件功能點(diǎn)估算，管理部門會(huì)感到更加安全。

5）此估算方法由工具及文檔所支持。工具的適用性增加了該方法的效果，這主要是因?yàn)槟芨烨野礃?biāo)準(zhǔn)樣式獲得估算結(jié)果。

6）此估算方法被軟件開(kāi)發(fā)隊(duì)伍及其管理部門所信任。這有助于贏得每個(gè)關(guān)心該估算人員的參與。

2 IFPUG功能點(diǎn)估算研究［8］

2.1 功能點(diǎn)估算過(guò)程

軟件功能規(guī)模估算過(guò)程一般分為如下幾步：

1）收集可得的文檔確定估算的類型；

2）確定估算范圍和應(yīng)用邊界；

3）度量數(shù)據(jù)功能和事務(wù)功能；

4）確定未調(diào)整功能點(diǎn)數(shù)；

5）確定調(diào)整因子；

6）計(jì)算調(diào)整后的功能點(diǎn)數(shù)并編寫文檔，報(bào)告度量結(jié)果。

軟件功能規(guī)模度量過(guò)程如圖1所示。

圖1 IFPUG功能點(diǎn)法計(jì)算過(guò)程

要對(duì)軟件項(xiàng)目進(jìn)行功能規(guī)模度量，首先要熟悉該軟件所交付的功能或所影響的功能，這些信息的主要來(lái)源就是該軟件項(xiàng)目的文檔，以支持后續(xù)的功能規(guī)模度量活動(dòng)。在熟悉文檔的基礎(chǔ)上，根據(jù)功能點(diǎn)計(jì)數(shù)的目的識(shí)別出功能點(diǎn)計(jì)數(shù)類型，然后確定計(jì)數(shù)范圍和應(yīng)用邊界。由于軟件功能規(guī)模是度量功能用戶需求的結(jié)果，因此要識(shí)別功能用戶需求，進(jìn)而為后續(xù)的功能點(diǎn)計(jì)數(shù)過(guò)程做準(zhǔn)備。度量數(shù)據(jù)功能和事務(wù)功能是功能規(guī)模度量過(guò)程中最重要的活動(dòng)，把識(shí)別出來(lái)的功能用戶需求分為數(shù)據(jù)功能和事務(wù)功能，然后根據(jù)相關(guān)規(guī)則對(duì)這些功能進(jìn)行度量，得到這些數(shù)據(jù)功能和事務(wù)功能的功能規(guī)模。不同的功能點(diǎn)計(jì)數(shù)類型有不同的功能規(guī)模計(jì)算公式，結(jié)合前面得到的數(shù)據(jù)功能和事務(wù)功能的功能規(guī)模，計(jì)算基于14項(xiàng)系統(tǒng)基本特征的值的調(diào)整因子，根據(jù)公式得到調(diào)整后的功能點(diǎn)數(shù)量。

2.2 用戶功能類型

軟件項(xiàng)目管理中的功能點(diǎn)估算法將功能點(diǎn)分為5類：內(nèi)部邏輯文件（Internal Logical File，ILF），外部接口文件（External Interface File，EIF），外部輸入（External Input，EI），外部輸出（External Output，EO）和外部查詢（External Inquiry，EQ）。其中，ILF和EIF屬于數(shù)據(jù)類型的功能點(diǎn)；EI，EO，EQ屬于事務(wù)類型的功能點(diǎn)。

2.2.1 EI

處理來(lái)自邊界外的數(shù)據(jù)或控制信息的基本過(guò)程，它的主要目的是維護(hù)一個(gè)或多個(gè)ILF或者改變應(yīng)用行為。增、刪、改是典型的EI。

2.2.2 EO

發(fā)送數(shù)據(jù)或控制信息到邊界外部的基本過(guò)程，與EQ相比包含了額外的處理過(guò)程。EO的主要目的是通過(guò)處理邏輯呈現(xiàn)信息給用戶，不僅僅是在應(yīng)用中提取數(shù)據(jù)或控制信息。

2.2.3 EQ

把數(shù)據(jù)或者控制信息發(fā)送到邊界外部的基本過(guò)程，它的主要目的是通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)或控制信息的提取而把數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給用戶。其處理邏輯不包含數(shù)學(xué)公式或計(jì)算，也不會(huì)創(chuàng)建衍生數(shù)據(jù)，不能維護(hù)ILF，也不能改變應(yīng)用行為。

2.2.4 ILF

被度量應(yīng)用邊界內(nèi)部維護(hù)的、用戶可識(shí)別的、邏輯相關(guān)的數(shù)據(jù)或控制信息組。ILF的主要目的是保存由被度量應(yīng)用的一個(gè)或多個(gè)基本過(guò)程維護(hù)的數(shù)據(jù)。

2.2.5 EIF

用戶可識(shí)別的、邏輯相關(guān)的數(shù)據(jù)組或控制信息，其由被度量應(yīng)用所引用，但在另一個(gè)應(yīng)用邊界內(nèi)維護(hù)。EIF的主要目的是保存由被度量應(yīng)用的一個(gè)或多個(gè)基本過(guò)程引用的數(shù)據(jù)，這意味著一個(gè)應(yīng)用的EIF必定是另一個(gè)應(yīng)用的ILF。

2.3 確定未調(diào)整的功能點(diǎn)數(shù)

未調(diào)整功能點(diǎn)（UFP）是數(shù)據(jù)功能點(diǎn)和事務(wù)功能點(diǎn)的總和。識(shí)別業(yè)務(wù)中所有的數(shù)據(jù)對(duì)象和系統(tǒng)中基本事務(wù)處理。確定功能類型屬于外部接口文件、內(nèi)部邏輯文件、外部輸入、外部輸出還是外部查詢。確定功能點(diǎn)類型之后判斷其對(duì)應(yīng)的功能和復(fù)雜度，復(fù)雜度轉(zhuǎn)換見(jiàn)表1。

表1 復(fù)雜度轉(zhuǎn)換表

計(jì)算功能數(shù)（UFC）：

式中：W——根據(jù)不同的復(fù)雜度而定的5個(gè)部分的加權(quán)因子；

X——應(yīng)用中每個(gè)部分的數(shù)量。

2.4 計(jì)算調(diào)整因子

系統(tǒng)基本特征的屬性GSC共14項(xiàng)，其比重占未調(diào)整功能點(diǎn)的±35%。這14項(xiàng)分別是：

1）數(shù)據(jù)通信；

2）分布式數(shù)據(jù)處理；

3）性能；

4）重度配置；

5）處理速率；

6）在線數(shù)據(jù)輸入；

7）最終用戶使用頻率；

8）在線升級(jí)；

9）復(fù)雜處理；

10）可重用性；

11）易安裝性；

12）易操作性；

13）多場(chǎng)所；

14）支持變更。

通用系統(tǒng)特征見(jiàn)表2。

表2 通用系統(tǒng)特征

調(diào)整因子（VAF）的計(jì)算公式如下：

式中：DI——GSC的影響程度。

由式（1）和式（2）得出功能點(diǎn)數(shù)：

3 應(yīng)用案例

以圖書管理系統(tǒng)為例，圖書管理系統(tǒng)的主要功能包括管理員信息、管理圖書信息、管理借閱、歸還信息和查詢圖書信息等。簡(jiǎn)要說(shuō)明，應(yīng)用IFPUG功能點(diǎn)分析方法進(jìn)行軟件項(xiàng)目功能點(diǎn)估算。

功能點(diǎn)說(shuō)明及復(fù)雜度轉(zhuǎn)換表分別見(jiàn)表3和表4。

表3 圖書管理系統(tǒng)功能點(diǎn)說(shuō)明表

表4 復(fù)雜度轉(zhuǎn)換表

由式（1）得出系統(tǒng)未調(diào)整的功能點(diǎn)數(shù)：

由式（2）得出調(diào)整因子：

由式（3）計(jì)算出功能點(diǎn)數(shù)：

4 對(duì)IFPUG功能點(diǎn)的改進(jìn)

由于功能點(diǎn)分析法產(chǎn)生于70年代，現(xiàn)在隨著軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，很多系統(tǒng)特性方面的調(diào)整系數(shù)不適應(yīng)現(xiàn)在軟件規(guī)模估算的規(guī)模，從而降低了功能點(diǎn)分析法的作用。具體到各個(gè)項(xiàng)目，在管理因素往往會(huì)有很大的差異，或多或少影響項(xiàng)目的規(guī)模和工作量，而這些傳統(tǒng)的功能點(diǎn)都沒(méi)有考慮到，因此有必要對(duì)系統(tǒng)特性進(jìn)行修改。計(jì)算未調(diào)整的功能點(diǎn)數(shù)就是計(jì)算所有的功能點(diǎn)復(fù)雜性權(quán)重和。每個(gè)功能點(diǎn)的復(fù)雜性等級(jí)有“低”、“一般”、“高”3個(gè)等級(jí)，UFP復(fù)雜性權(quán)重見(jiàn)表5。

表5 UFP復(fù)雜性權(quán)重

由式（1）得出系統(tǒng)未調(diào)整的功能點(diǎn)數(shù)：

在以往的14個(gè)調(diào)整因子的基礎(chǔ)上增加到19個(gè)調(diào)整因子，增加其主觀性。另外增添的5個(gè)因子分別是：與其它應(yīng)用的接口，特殊的安全特征，與第三方的直接交互，用戶訓(xùn)練特征，文檔需求。技術(shù)復(fù)雜因子的組成見(jiàn)表6。

表6 技術(shù)復(fù)雜因子的組成

權(quán)值的取值范圍調(diào)整可以根據(jù)不同的項(xiàng)目用線性插值法來(lái)解決一些近似的問(wèn)題，以EI為例，可將RET和DET看作二元函數(shù)的兩個(gè)自變量X，Y，二元函數(shù)的因變量Z為EI的權(quán)值。利用插值法可以得到Z與X，Y的具體函數(shù)關(guān)系式。用求得的新的函數(shù)關(guān)系更加適合當(dāng)前本項(xiàng)目。避免出現(xiàn)特殊項(xiàng)目的不合理性。

對(duì)一些不合理的GSC項(xiàng)重新定新的DI評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表，進(jìn)行加權(quán)處理，與實(shí)際情況更為接近，估算更為準(zhǔn)確，修改主要涉及的項(xiàng)在線輸入的復(fù)雜度。改進(jìn)后的在線數(shù)據(jù)輸入復(fù)雜度評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表7。

表7 改進(jìn)后的在線數(shù)據(jù)輸入復(fù)雜度評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表

針對(duì)不同的項(xiàng)目來(lái)確定GSC的內(nèi)容，可通過(guò)經(jīng)驗(yàn)法對(duì)其進(jìn)行確定，添加一個(gè)百分比權(quán)值的因子W，用來(lái)權(quán)衡不同的項(xiàng)目在GSC所占不同影響程度，其總和為1，每個(gè)W介于0到1之間包括邊界。改進(jìn)的公式：

式中：∑W＝1；

N——GSC個(gè)數(shù)。

由式（4）得出調(diào)整因子：

改進(jìn)后公式更好地反映各個(gè)GSC對(duì)項(xiàng)目影響的情況，能更加滿足不同類型項(xiàng)目功能點(diǎn)的估算。

調(diào)整后的功能點(diǎn)數(shù)FP用式（3）計(jì)算出功能點(diǎn)數(shù)：

FP＝UFC＊VAF＝1.590 5＊151＝240.165 5

實(shí)際項(xiàng)目的功能點(diǎn)數(shù)為230個(gè)，未改進(jìn)前計(jì)算功能點(diǎn)的誤差是｜206.7－230｜／230＝10.13%，改進(jìn)后計(jì)算功能點(diǎn)的誤差為｜240.165 5－230｜／230＝4.42%。即改進(jìn)后的功能點(diǎn)估算的方法更接近真實(shí)值。

5 結(jié) 語(yǔ)

首先從軟件項(xiàng)目功能點(diǎn)估算方法中最有代表性的一些方法和技術(shù)進(jìn)行研究，然后對(duì)軟件項(xiàng)目功能點(diǎn)相應(yīng)估算方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)IFPUG方法進(jìn)行改進(jìn)，研究適合一般軟件企業(yè)的功能點(diǎn)估算方法，以期為軟件開(kāi)發(fā)組織提供有效的應(yīng)用估算技術(shù)，為提高功能點(diǎn)估算的準(zhǔn)確度提供借鑒。

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