软件工程实验第15章软件度量ppt课件.ppt

《软件工程实验第15章软件度量ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《软件工程实验第15章软件度量ppt课件.ppt（179页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 第十五章第十五章 软件度量软件度量软件工程软件工程(第三版第三版)齐治昌齐治昌 谭庆平谭庆平 宁洪宁洪 2012年年8月月为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第十五章第十五章 软件度量软件度量15.1 15.1 软件测量、度量与估算的概念软件测量、度量与估算的概念15.2 15.2 软件规模度量软件规模度量15.3 15.3 软件复杂性度量软件复杂性度量15.4 15.4 软件质量度量软件质量度量1

2、5.5 15.5 软件可靠性度量软件可靠性度量15.6 15.6 制定软件度量大纲的方法和工具制定软件度量大纲的方法和工具2022/12/302国防科技大学计算机学院为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益15.1 15.1 软件测量、度量与估算的概念软件测量、度量与估算的概念测量、预测在社会生活中测量、预测在社会生活中经常遇到经常遇到。如，测量人的身如，测量人的身 高、体重、血压，测量运动物体高、体重、血压，测量运动物体的速度、加速度，测量电路的电流、电阻和电压，的速度、加速度，测量电路的电流、电阻和电压，根据做匀速

3、直线运动物体的初始距离、速度，预根据做匀速直线运动物体的初始距离、速度，预测测t t时刻后的位置。时刻后的位置。复杂的数值天气预报是大家熟悉的预测。复杂的数值天气预报是大家熟悉的预测。传统工程项目都对产品和生产过程进行严格的连传统工程项目都对产品和生产过程进行严格的连续地测量和估算，以保证产品质量，控制生产过续地测量和估算，以保证产品质量，控制生产过程的成本和时间。程的成本和时间。近代企业管理已建立完整的体系和方法学。近代企业管理已建立完整的体系和方法学。2022/12/30国防科技大学计算机学院3为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人

4、单位和职工的合法权益软件测量、度量与估算的概念软件测量、度量与估算的概念软件工程项目，有软件工程项目，有“工程工程”属性。属性。软件工程的定义明确指出，软件工程是软件工程的定义明确指出，软件工程是“采用系采用系统的、规范的、可量化的方法开发、运行、维护统的、规范的、可量化的方法开发、运行、维护软件的过程软件的过程”。软件工程的度量和估算是软件工程的重要组成部软件工程的度量和估算是软件工程的重要组成部分，度量可分为软件度量和软件项目度量两部分。分，度量可分为软件度量和软件项目度量两部分。本章讨论软件度量、测量和估算的基本概念，软本章讨论软件度量、测量和估算的基本概念，软件的规模度量，质量度量，结

5、构和复杂性度量，件的规模度量，质量度量，结构和复杂性度量，可靠性度量。可靠性度量。第第1616章将结合软件项目管理与过程改进介绍软件章将结合软件项目管理与过程改进介绍软件项目的成本估算、计划安排、风险分析和软件开项目的成本估算、计划安排、风险分析和软件开发组织的度量。发组织的度量。2022/12/304国防科技大学计算机学院为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益15.115.1软件测量、度量与估算的概念软件测量、度量与估算的概念15.1.1 15.1.1 软件测量的意义和作用软件测量的意义和作用15.1.2 15.1

6、.2 度量、测量和估算度量、测量和估算15.1.3 15.1.3 软件工程测量、度量、估算的软件工程测量、度量、估算的 基本内容基本内容15.1.4 15.1.4 软件工程测量估算的基本方法软件工程测量估算的基本方法2022/12/30国防科技大学计算机学院5为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益15.1.115.1.1软件测量的意义和作用软件测量的意义和作用今天，测量已成为良好软件工程实践不可或缺的今天，测量已成为良好软件工程实践不可或缺的活动。活动。软件开发人员通过测量软件开发人员通过测量(measure)(me

7、asure)软件特性了解软软件特性了解软件开发过程中需求是否一致和完整；件开发过程中需求是否一致和完整；设计制品是否与需求一致；设计制品是否与需求一致；代码是否与设计一致；代码是否与设计一致；需求是否可测试；需求是否可测试；软件制品是否可靠；软件制品是否可靠；审查审查(inspection)(inspection)和测试是否有效；和测试是否有效；是否实现了软件制品和过程目标等。是否实现了软件制品和过程目标等。2022/12/306国防科技大学计算机学院为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益软件测量的意义和作用软件测量

8、的意义和作用软件管理人员通过对过程和软件制品属性的估算软件管理人员通过对过程和软件制品属性的估算和测量，安排项目预算和开发计划；和测量，安排项目预算和开发计划；了解每个过程耗费的成本；了解每个过程耗费的成本；了解软件开发的进度；了解软件开发的进度；了解软件项目的生产率；了解软件项目的生产率；了解软件制品的质量；了解软件制品的质量；了解用户对软件制品的满意程度；了解用户对软件制品的满意程度；确定软件的发布时间等。确定软件的发布时间等。客户通过对软件制品要素的测量确定软件制品功客户通过对软件制品要素的测量确定软件制品功能和性能是否满足使用要求。能和性能是否满足使用要求。软件维护人员通过软件测量了解

9、软件制品存在的软件维护人员通过软件测量了解软件制品存在的问题和可维护性。问题和可维护性。2022/12/30国防科技大学计算机学院7为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益软件测量的意义和作用软件测量的意义和作用测量能帮助人们客观地了解软件开发和维护过程，测量能帮助人们客观地了解软件开发和维护过程，将软件制品的现状和全貌定量地、直观地呈现在将软件制品的现状和全貌定量地、直观地呈现在人们面前，使人们对软件开发活动各实体之间的人们面前，使人们对软件开发活动各实体之间的关系有更深入的了解。关系有更深入的了解。“知己知彼、百战

10、不殆知己知彼、百战不殆”，了解了软件和软件开，了解了软件和软件开发过程的现状才能采取措施控制软件质量和软件发过程的现状才能采取措施控制软件质量和软件工程过程目标的实现。工程过程目标的实现。如，测量模块的复杂性，找出复杂性超过可接受如，测量模块的复杂性，找出复杂性超过可接受范围的模块，对它们采取措施进行更详细、更全范围的模块，对它们采取措施进行更详细、更全面的评审，提高软件的质量，减少缺陷数量，减面的评审，提高软件的质量，减少缺陷数量，减轻测试的工作量。轻测试的工作量。2022/12/30国防科技大学计算机学院8为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制

11、度，保障用人单位和职工的合法权益软件测量的意义和作用软件测量的意义和作用利用测量数据实施量化管理，可提高软件组织和利用测量数据实施量化管理，可提高软件组织和软件项目的管理水平。软件项目的管理水平。软件工程师、软件项目管理人员都应重视测量，软件工程师、软件项目管理人员都应重视测量，提高测量精度，达到了解、控制与改进软件质量提高测量精度，达到了解、控制与改进软件质量和软件工程过程的目的。和软件工程过程的目的。2022/12/30国防科技大学计算机学院9为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益15.1.215.1.2度量、测

12、量和估算度量、测量和估算软件工程的定量描述离不开测量软件工程的定量描述离不开测量(measure)(measure)、度量、度量(metrics)(metrics)和估算和估算(estimation)(estimation)三个基本概念。三个基本概念。测量是广泛使用的概念测量是广泛使用的概念，是按照统一的规则为现是按照统一的规则为现实世界的实体属性定值。实世界的实体属性定值。如田径比赛中，裁判员利用秒表确定运动员百米如田径比赛中，裁判员利用秒表确定运动员百米比赛成绩。比赛成绩。软件工程的测量是按照测量标准直接的、客观的软件工程的测量是按照测量标准直接的、客观的采集软件制品、过程或资源的特征、属

13、性，并获采集软件制品、过程或资源的特征、属性，并获取数据。取数据。如，测量程序的代码行数，操作符的种类、个数，如，测量程序的代码行数，操作符的种类、个数，程序中缺陷的个数等等。程序中缺陷的个数等等。2022/12/30国防科技大学计算机学院10为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益度量、测量和估算度量、测量和估算测量涉及测量对象、选用的量纲、方法、工具、测量涉及测量对象、选用的量纲、方法、工具、过程和数值结果。过程和数值结果。软件估算是根据经验、历史资料或模型，项目实软件估算是根据经验、历史资料或模型，项目实际对软件

14、制品、过程、资源进行预测。际对软件制品、过程、资源进行预测。数理统计意义上的预测或估算将在数理统计意义上的预测或估算将在15.1.415.1.4节讨论。节讨论。估算一般用于签订合同、制定工作计划、进行项估算一般用于签订合同、制定工作计划、进行项目预算等。目预算等。这里涉及软件过程工作量的估算。这里涉及软件过程工作量的估算。2022/12/30国防科技大学计算机学院11为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益度量、测量和估算度量、测量和估算软件工程的度量是软件制品、过程或资源的特征、软件工程的度量是软件制品、过程或资源的

15、特征、属性的量化，可能是直接的，也可能是间接的；属性的量化，可能是直接的，也可能是间接的；可能是客观的，也可能是主观的，也可能是多种可能是客观的，也可能是主观的，也可能是多种类型数据组合计算的结果。类型数据组合计算的结果。如，软件的可用性、软件的可追踪性、软件组织如，软件的可用性、软件的可追踪性、软件组织的能力成熟度度量等。的能力成熟度度量等。体操比赛中，裁判员对运动员自由体操、单杠运体操比赛中，裁判员对运动员自由体操、单杠运动的评分是典型的度量活动。动的评分是典型的度量活动。软件工程度量可分为软件制品度量、软件项目度软件工程度量可分为软件制品度量、软件项目度量、软件项目团队中人和组织的过程度

16、量。量、软件项目团队中人和组织的过程度量。2022/12/30国防科技大学计算机学院12为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益度量、测量和估算度量、测量和估算管理人员关心软件项目、软件产品、软件工程过管理人员关心软件项目、软件产品、软件工程过程的外部要素指标，如软件项目的程的外部要素指标，如软件项目的“进度进度”、软、软件项目的件项目的“成本成本”、软件制品的、软件制品的“质量质量”、软件、软件开发机构的开发机构的“成熟度成熟度”等，这些要素指标通常不等，这些要素指标通常不能直接度量。能直接度量。人们把描述软件项目、

17、制品外部要素指标分解为人们把描述软件项目、制品外部要素指标分解为若干准则，用这些准则的度量值计算软件的外部若干准则，用这些准则的度量值计算软件的外部要素指标。要素指标。这些准则的度量值是通过采集、测量与准则有关这些准则的度量值是通过采集、测量与准则有关的软件工程过程、项目、制品的内部属性数据计的软件工程过程、项目、制品的内部属性数据计算出来的。算出来的。软件工程测量和度量过程如图软件工程测量和度量过程如图15.115.1所示。所示。2022/12/30国防科技大学计算机学院13为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益图

18、图15.115.1软件工程测量和度量过程软件工程测量和度量过程2022/12/30国防科技大学计算机学院14为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益图图15.2 15.2 软件工程度量的分类软件工程度量的分类2022/12/30国防科技大学计算机学院15为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益度量、测量和估算度量、测量和估算软件工程的软件制品、过程、资源都具有外部属软件工程的软件制品、过程、资源都具有外部属性和内部属性。性和内部属性。外部属性体

19、现了软件制品、过程、资源与环境的外部属性体现了软件制品、过程、资源与环境的关系。关系。如，成本、效益、程序员的生产率、软件制品的如，成本、效益、程序员的生产率、软件制品的可靠性、易用性、可维护性、可移植性等。可靠性、易用性、可维护性、可移植性等。软件项目管理人员和顾客十分关心软件制品、过软件项目管理人员和顾客十分关心软件制品、过程和资源的外部属性。程和资源的外部属性。外部属性是面向管理者和用户的属性。外部属性是面向管理者和用户的属性。软件的内部属性指软件制品、过程和资源本身的软件的内部属性指软件制品、过程和资源本身的技术属性技术属性，如软件制品的结构、模块化程度、复如软件制品的结构、模块化程度

20、、复杂性、程序描述语言及采用的设计方法等。杂性、程序描述语言及采用的设计方法等。2022/12/30国防科技大学计算机学院16为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益度量、测量和估算度量、测量和估算表表15.115.1给出了软件制品、过程和资源的部分内部给出了软件制品、过程和资源的部分内部属性和外部属性。属性和外部属性。软件外部属性在软件开发过程中很难测量和控制，软件外部属性在软件开发过程中很难测量和控制，但它是由软件的内部属性决定的，否则就无法通但它是由软件的内部属性决定的，否则就无法通过软件开发团队的努力实现用户要

21、求的功能和性过软件开发团队的努力实现用户要求的功能和性能（基本上是外部属性能（基本上是外部属性)。人们研究软件的内部属性，及内部属性与外部属人们研究软件的内部属性，及内部属性与外部属性的关系，并试图通过软件内部属性的测量或度性的关系，并试图通过软件内部属性的测量或度量解决软件外部属性的度量问题量解决软件外部属性的度量问题,进而通过技术和进而通过技术和管理手段改善软件的内部属性，达到提高软件外管理手段改善软件的内部属性，达到提高软件外部属性的目的。部属性的目的。2022/12/30国防科技大学计算机学院17为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保

22、障用人单位和职工的合法权益表表15.115.1软件工程的制品、过程和资源的内部软件工程的制品、过程和资源的内部属性及外部属性属性及外部属性（1 1）软软 件件 制制 品品 过过 程程 资资 源源内内部部属属性性程程序序描描述述语语言言和和风格风格程序代码长度程序代码长度模块化模块化复用性复用性程程序序控控制制流流、数数据流结构据流结构模模块块耦耦合合度度与与内内聚度聚度项目管理过程项目管理过程业务建模过程业务建模过程需求过程需求过程设计过程设计过程构造过程构造过程测试过程测试过程部署过程部署过程配置管理过程配置管理过程工具和环境支持过程工具和环境支持过程人人软硬件环境软硬件环境方法方法经验经验

23、传统传统2022/12/30国防科技大学计算机学院18为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益表表15.115.1软件工程的制品、过程和资源的软件工程的制品、过程和资源的内部属性及外部属性内部属性及外部属性（2 2）软软 件件 制制 品品过过 程程资资 源源外外部部属属性性软件系统的可靠性软件系统的可靠性软件的健壮性软件的健壮性软件的效率软件的效率软件的易用性软件的易用性软件的可维护性软件的可维护性软件的可移植性软件的可移植性资源保障资源保障可控制性可控制性可观察性可观察性稳定性稳定性成本成本时间时间合作机制合作机制2

24、022/12/30国防科技大学计算机学院19为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益15.1.315.1.3软件工程测量、度量、估算的软件工程测量、度量、估算的基本内容基本内容软件工程测量、度量、估算的内容包括软件度量、软件工程测量、度量、估算的内容包括软件度量、软件项目度量、软件组织的能力成熟度度量、软软件项目度量、软件组织的能力成熟度度量、软件工程方法和工具的评估等。件工程方法和工具的评估等。本章讨论软件的度量，主要内容有：软件规模度本章讨论软件的度量，主要内容有：软件规模度量量,软件质量度量模型软件质量度量模型,

25、软件可靠性建模、测量和软件可靠性建模、测量和预测预测,软件结构和复杂性度量。软件结构和复杂性度量。第第1616章结合软件项目管理介绍软件项目度量，包章结合软件项目管理介绍软件项目度量，包括：工作量估算、成本估算、计划安排、生产率括：工作量估算、成本估算、计划安排、生产率度量、风险度量与分析。度量、风险度量与分析。2022/12/30国防科技大学计算机学院20为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益软件工程测量、度量、估算的软件工程测量、度量、估算的基本内容基本内容最后讨论软件组织的能力成熟度评估模型最后讨论软件组织的能

26、力成熟度评估模型CMMCMM和和CMMICMMI。软件工程方法的评估属于计算机科学的范畴，如，软件工程方法的评估属于计算机科学的范畴，如，算法设计与分析、计算复杂性、可计算性等算法设计与分析、计算复杂性、可计算性等软件工具评估与具体对象密切相关，限于篇幅这软件工具评估与具体对象密切相关，限于篇幅这里不展开讨论。里不展开讨论。2022/12/30国防科技大学计算机学院21为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益软件工程测量、度量、估算的软件工程测量、度量、估算的基本内容基本内容软件规模度量将在软件规模度量将在15.215

27、.2节讨论。节讨论。根据软件开发需求、设计、构建不同阶段的特点根据软件开发需求、设计、构建不同阶段的特点和需要分别介绍软件规模的对象点估算、功能点和需要分别介绍软件规模的对象点估算、功能点估算和代码行估算，讨论复用在软件开发工作量估算和代码行估算，讨论复用在软件开发工作量估算和生产率估算中的问题。估算和生产率估算中的问题。在可运行代码版本生成前，无法对可靠性和可维在可运行代码版本生成前，无法对可靠性和可维护性之类的软件质量属性进行测量护性之类的软件质量属性进行测量，但，但人们普遍人们普遍认为，结构复杂的模块和系统比结构简单的缺陷认为，结构复杂的模块和系统比结构简单的缺陷多，对可靠性、可维护性的

28、负面影响大。多，对可靠性、可维护性的负面影响大。2022/12/30国防科技大学计算机学院22为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益软件工程测量、度量、估算的软件工程测量、度量、估算的基本内容基本内容开发结构复杂的模块和系统比开发结构简单的要开发结构复杂的模块和系统比开发结构简单的要花费更多的工作量和成本花费更多的工作量和成本。必须对软件模块和系统进行结构和复杂性度量。必须对软件模块和系统进行结构和复杂性度量。对结构复杂的部分加强审查，寻求降低复杂性的对结构复杂的部分加强审查，寻求降低复杂性的途径，提高简单性和正确性

29、。途径，提高简单性和正确性。在此基础上对这部分软件进行更严格的测试。在此基础上对这部分软件进行更严格的测试。15.315.3节讨论模块和模块间信息流的复杂性。节讨论模块和模块间信息流的复杂性。15.415.4节将讨论软件质量度量节将讨论软件质量度量，McCallMcCall定义了三层定义了三层次树状图分别表示软件质量的要素指标，软件质次树状图分别表示软件质量的要素指标，软件质量要素评价准则与软件属性度量之间的关系。量要素评价准则与软件属性度量之间的关系。2022/12/30国防科技大学计算机学院23为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人

30、单位和职工的合法权益软件工程测量、度量、估算的软件工程测量、度量、估算的基本内容基本内容树状图上层代表软件制品的外部质量要素，如正确树状图上层代表软件制品的外部质量要素，如正确性、可靠性、有效性、可用性、可维护性。性、可靠性、有效性、可用性、可维护性。为了对这些外部要素进行量化，将其分解为若干可为了对这些外部要素进行量化，将其分解为若干可以度量或测量的评价准则，是支持软件外部质量要以度量或测量的评价准则，是支持软件外部质量要素的技术属性。素的技术属性。如如，一致性、可追踪性、完全性、模块化等；评价一致性、可追踪性、完全性、模块化等；评价准则比质量要素易于理解、易于度量，相对独立，准则比质量要素

31、易于理解、易于度量，相对独立，度量的可操作性强。度量的可操作性强。通过对软件评价准则相关属性的测量或度量实现对通过对软件评价准则相关属性的测量或度量实现对评价准则的度量，进而实现对软件质量要素指标的评价准则的度量，进而实现对软件质量要素指标的度量。度量。“分而治之分而治之”的软件质量度量方法已被广泛采用。的软件质量度量方法已被广泛采用。2022/12/30国防科技大学计算机学院24为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益软件工程测量、度量、估算的软件工程测量、度量、估算的基本内容基本内容多数质量模型都将可靠性作为一个要

32、素。多数质量模型都将可靠性作为一个要素。可以用评价准则对可靠性进行度量。可以用评价准则对可靠性进行度量。由于准确的可靠性测量和预测出现在系统独立运由于准确的可靠性测量和预测出现在系统独立运行后，运行后的软件可靠性测量与硬件系统的可行后，运行后的软件可靠性测量与硬件系统的可靠性测量有许多共性，相对独立和成熟。软件可靠性测量有许多共性，相对独立和成熟。软件可靠性测量及预测将在靠性测量及预测将在15.515.5节讨论。节讨论。管理人员希望能在软件生命周期的早期预测出项管理人员希望能在软件生命周期的早期预测出项目的成本，从而产生了大量估算软件项目成本和目的成本，从而产生了大量估算软件项目成本和工作量的

33、模型。工作量的模型。如，如，PutnamPutnam的的SLIMSLIM模型、模型、AlbrechtAlbrecht的功能点模型、的功能点模型、BoehmBoehm的的COCOMOCOCOMO模型等。模型等。2022/12/30国防科技大学计算机学院25为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益软件工程测量、度量、估算的软件工程测量、度量、估算的基本内容基本内容这些模型采用的方法是，将工作量表示成一个或这些模型采用的方法是，将工作量表示成一个或多个变量（如软件制品规模、开发人员的能力、多个变量（如软件制品规模、开发人员的

34、能力、复用等级等复用等级等)的函数。的函数。16.216.2节将讨论工作量和成本估算的节将讨论工作量和成本估算的COCOMO COCOMO 模型和模型和PutnamPutnam模型。模型。在完成软件需求的前提下，降低复杂性、提高软在完成软件需求的前提下，降低复杂性、提高软件质量将贯穿软件开发的全过程。件质量将贯穿软件开发的全过程。为此将在需求过程中用功能、数据、行为三要素为此将在需求过程中用功能、数据、行为三要素进行分析模型度量。进行分析模型度量。2022/12/30国防科技大学计算机学院26为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和

35、职工的合法权益软件工程测量、度量、估算的软件工程测量、度量、估算的基本内容基本内容设计过程设计过程的度量的度量针对正确性、模块化、简明性等进行体系结构针对正确性、模块化、简明性等进行体系结构设计度量；设计度量；针对内聚度、耦合性和复杂性进行构件设计度针对内聚度、耦合性和复杂性进行构件设计度量；量；针对易用性进行用户界面针对易用性进行用户界面GUIGUI设计度量。设计度量。对于面向对象系统可将上述度量用于类的设计对于面向对象系统可将上述度量用于类的设计度量，此外还要对局部化、封装、信息隐藏、度量，此外还要对局部化、封装、信息隐藏、继承及对象抽象等属性进行度量。继承及对象抽象等属性进行度量。对实现

36、过程进行源代码度量，对实现过程进行源代码度量，HalsteadHalstead利用代利用代码中出现的操作符和操作数的种类和数量，评码中出现的操作符和操作数的种类和数量，评估程序的复杂性和质量估程序的复杂性和质量11。2022/12/30国防科技大学计算机学院27为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益软件工程测量、度量、估算的软件工程测量、度量、估算的基本内容基本内容19801980年代，卡内基年代，卡内基.梅隆大学软件工程研究所梅隆大学软件工程研究所(CMU/SEI)(CMU/SEI)在美国国防部的支持下提出了能力成

37、在美国国防部的支持下提出了能力成熟度模型熟度模型对软件开发组织的能力和属性进行评估对软件开发组织的能力和属性进行评估，结果分结果分为五级为五级，“1”1”级最低，级最低，“5”“5”级最高。级最高。软件组织的能力成熟度评估为软件开发组织建设软件组织的能力成熟度评估为软件开发组织建设和用户选择软件开发组织提供了依据。和用户选择软件开发组织提供了依据。能力成熟度模型能力成熟度模型CMMCMM、能力成熟度模型集成、能力成熟度模型集成CMMICMMI和和软件开发组织过程改进的评估将在软件开发组织过程改进的评估将在16.816.8节介绍。节介绍。2022/12/30国防科技大学计算机学院28为了规范事业

38、单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益15.1.415.1.4软件工程测量估算的基本方法软件工程测量估算的基本方法今天，软件工程学科已建立了许多软件估算模型。今天，软件工程学科已建立了许多软件估算模型。特别是单变量的线性和指数模型特别是单变量的线性和指数模型 y=a+bx y=a+bx 或或 y=ae y=ae-bx-bx 其中其中 模型参数模型参数a,ba,b是常数是常数它们是通过大量测量数据用最小二乘法或最大似它们是通过大量测量数据用最小二乘法或最大似然原理计算出来的。然原理计算出来的。条件是，测量数据的误差满足正态分布。条

39、件是，测量数据的误差满足正态分布。2022/12/30国防科技大学计算机学院29为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益软件工程测量估算的基本方法软件工程测量估算的基本方法a,ba,b的值与数据产生的背景和环境密切相关的值与数据产生的背景和环境密切相关同一组织的不同软件项目同一组织的不同软件项目,由于类型、规模、开发由于类型、规模、开发团队、采用技术的不同，估算模型的参数也会有团队、采用技术的不同，估算模型的参数也会有很大差异。很大差异。根据被测项目和软件制品的实际情况重新测量和根据被测项目和软件制品的实际情况重新测量

40、和计算参数是十分必要的。计算参数是十分必要的。这一节讨论用测量数据建立估算模型并进行估算这一节讨论用测量数据建立估算模型并进行估算的方法。的方法。这部分内容可以在数理统计或数值计算的教科书这部分内容可以在数理统计或数值计算的教科书中找到。中找到。2022/12/30国防科技大学计算机学院30为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1.1.用测量数据建立单变量估算模型用测量数据建立单变量估算模型 建立模型建立模型 线性模型：线性模型：y=a+bx (15-1)y=a+bx (15-1)或或 指数模型：指数模型：y=a e

41、y=a ebx bx (15-2)(15-2)测量数据测量数据 测量测量x xi i点的观测数据点的观测数据y yi i,设设y yi i的误差满足正态分布的误差满足正态分布 计算模型参数计算模型参数 利用数据（利用数据（x xi i,y,yi i),i=0,1,2,n),i=0,1,2,n，和最小二乘法，和最小二乘法或最大似然原理进行曲线拟合，求得或最大似然原理进行曲线拟合，求得a a和和b b的近似的近似值值，即得具体的估算模型即得具体的估算模型(15-1)(15-1)或或(15-2)(15-2)2022/12/30国防科技大学计算机学院31为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义

42、市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益用测量数据建立单变量估算模型用测量数据建立单变量估算模型 估算估算对于给定的对于给定的x,x,代入估算模型，计算代入估算模型，计算y y的值，得的值，得x x点模点模型的估算值或预测值。型的估算值或预测值。分析结果分析结果2022/12/30国防科技大学计算机学院32为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2 2计算估算模型系数的最小二乘法计算估算模型系数的最小二乘法这里介绍用经验公式这里介绍用经验公式 y=ae y=ae-bx-bx 拟合数据拟合数据

43、（x xi i,y,yi i),i=0,1,2,n),i=0,1,2,n 的最小二乘法。的最小二乘法。即，根据测量数据确定公式中常数即，根据测量数据确定公式中常数a,ba,b的计算步骤。的计算步骤。对公式对公式 y=ae y=ae-bx -bx 两边取对数，则两边取对数，则 ln y=ln a bx ln y=ln a bx 令令 u=ln y,A=ln a,B=b u=ln y,A=ln a,B=b 计算计算 u ui i=ln y=ln yi i i=0,1,2,n i=0,1,2,n2022/12/30国防科技大学计算机学院33为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制

44、的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益计算估算模型系数的最小二乘法计算估算模型系数的最小二乘法 根据根据 u ui i A+Bx A+Bxi i ，i=0,1,2,n i=0,1,2,n，建立正则方程：，建立正则方程：计算计算 解正则方程，得解正则方程，得A,B A,B 即即 u=A+Bxu=A+Bx 将将A,BA,B代入代入 a=e a=eA A,b=-B ,b=-B 得得 y=a e y=a e-bx-bxa,ba,b的值确定后，即可对给定的的值确定后，即可对给定的x x计算出计算出y y的值。的值。当当x xx xn n 时，相应的时，相应的y y值为预测或估算值。值为

45、预测或估算值。2022/12/30国防科技大学计算机学院34为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益例例15.1 15.1 表表15.215.2表示软件表示软件S S交付后，每隔交付后，每隔1010天进行一次维护。天进行一次维护。第第i i次维护前发现的缺陷数为次维护前发现的缺陷数为y yi i。假设缺陷数的减少与时间呈负指数关系，可根据表假设缺陷数的减少与时间呈负指数关系，可根据表中数据计算公式中数据计算公式(15-2)(15-2)的系数的系数a,ba,b。i i 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 时间（天时间

46、（天)x)xi i 0 10 20 30 40 0 10 20 30 40发现软件发现软件S S的缺陷数的缺陷数y yi i20 10 8 5 420 10 8 5 4u ui i=ln y=ln yi i ln20 ln10 ln8 ln5 ln4ln20 ln10 ln8 ln5 ln42022/12/30国防科技大学计算机学院35为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益例例15.1 15.1 计算计算 u ui i=ln y=ln yi i i=0,1,2,n i=0,1,2,n 令令 A=ln a B=b A=

47、ln a B=b 将将 代入正则方程，得代入正则方程，得 5A+100B =10.37 5A+100B =10.37 100A+3000B=168.31100A+3000B=168.31解正则方程，得解正则方程，得 A=2.857,B=-0.039 A=2.857,B=-0.039 将将A,BA,B代入代入 a=e a=eA A,b=-B,b=-B 得软件得软件S S缺陷数与时间的关系模型缺陷数与时间的关系模型 y=16.409 e y=16.409 e-0.039 x-0.039 x如果要估算第如果要估算第5050天时的缺陷数，则，将天时的缺陷数，则，将x=50 x=50代入上式，得代入上式

48、，得 Y=16.409 e Y=16.409 e-0.039x50-0.039x50=2.472=2.472即，按照软件维护团队的能力、水平和工作状况对软件即，按照软件维护团队的能力、水平和工作状况对软件S S继继续进行维护，到第续进行维护，到第5050天时软件天时软件S S可能还有可能还有2 2至至3 3个缺陷。个缺陷。2022/12/30国防科技大学计算机学院36为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益15.215.2软件规模度量软件规模度量软件是逻辑制品，人们凭直觉会认为，软件代码越软件是逻辑制品，人们凭直觉会认

49、为，软件代码越长规模越大，软件功能越多规模越大，软件越复杂长规模越大，软件功能越多规模越大，软件越复杂规模越大。规模越大。长度、功能、复杂性是软件规模度量的重要属性和长度、功能、复杂性是软件规模度量的重要属性和要素，但三者之间的关系不是独立的。要素，但三者之间的关系不是独立的。比较长的代码可以描述更多的功能，结构的复杂性比较长的代码可以描述更多的功能，结构的复杂性也会增加。也会增加。功能多的软件要复杂些，代码也更长些等等。功能多的软件要复杂些，代码也更长些等等。目前还没有严格的定律和公式可以描述软件规模和目前还没有严格的定律和公式可以描述软件规模和代码长度、软件功能、软件复杂性之间的关系。代码

50、长度、软件功能、软件复杂性之间的关系。软件规模度量与硬件相比具有许多不确定性和困难。软件规模度量与硬件相比具有许多不确定性和困难。目前常用的软件规模度量有代码行度量、功能点度目前常用的软件规模度量有代码行度量、功能点度量、对象点度量，可分别用于软件的实现、设计和量、对象点度量，可分别用于软件的实现、设计和需求过程。需求过程。2022/12/30国防科技大学计算机学院37为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益15.2.1 15.2.1 代码行度量代码行度量用软件项目的代码行用软件项目的代码行(LOC)(LOC)数表示软