软件工程经济学课件

1软 件 工 程 经 济 学 l工作（任务）分解结构（WBS）l工作（任务）分解结构（Work Breakdown Structure）是指由一系列软件项目活动所组成的层次结构l WBS的目的是为进行团队组织，并进而为工作进度计划制订和成本估算与控制打下基础l WBS的任务分解可以生命周期的阶段/活动为准则，也可以软件项目的目标或功能属性为准则l WBS的分解层次数量不限，但每层数量一般尽量不超过七个单元，最底层元素（活动）可由个人或一个工作小组（一般至多为七人）来完成 阶 段 活 动 计 划 与 需 求 概 要 设 计 详 细 设 计 与 编 码 集 成 与 测 试需 求 分 析 需 求 调 查 与 分 析 、 需 求 描述 与 建 模 、 需 求 确 认 需 求 更 新 需 求 更 新 需 求 更 新概 要 设 计 基 本 体 系 结 构 设 计 、 原 型概 念 、 模 型 与 方 法 思 考 、风 险 思 考 、 设 计 计 划 制 订 原 型 设 计 、 模 型 与 算 法设 计 、 风 险 分 析 设 计 更 新 设 计 更 新详 细 设 计 与 编码 开 发 人 员 、 组 织 与 工 具 准备 、 开 发 计 划 制 订 人 员 组 织 、 工 具 准 备 、应 用 程 序 设 计 、 文 档 设计 详 细 设 计 、 编 码 与 单元 测 试 、 完 成 文 档 设 计 、 编 码 更 新计 划 与 测 试 测 试 需 求 、 测 试 计 划 、 思考 测 试 计 划 草 拟 、 测 试 工具 准 备 测 试 计 划 制 订 、 测 试工 具 获 取 软 件 集 成 与 测 试验 证 与 确 认 验 证 与 确 认 需 求 、 验 证 与确 认 工 具 准 备 概 要 设 计 评 审 详 细 设 计 评 审 验 收 测 试 与 评 审 项 目 办 公 室 职能 合 同 管 理 、 项 目 组 织 计 划 、人 员 岗 位 考 核 体 系 制 订 项 目 分 级 管 理 、 状 态 监控 、 组 织 协 调 项 目 分 级 管 理 、 状 态监 控 、 组 织 协 调 项 目 分 级 管 理 、状 态 监 控 、 组 织协 调配 置 管 理 与 质量 管 理 配 置 管 理 与 质 量 管 理 需 求 、配 置 管 理 与 质 量 管 理 计 划 、质 量 保 障 体 系 制 订 配 置 管 理 与 质 量 管 理 设计 、 配 置 管 理 与 质 量 管理 工 具 配 置 管 理 与 质 量 管 理实 施 、 监 控 质 量 保 障体 系 实 施 配 置 管 理 与 质 量管 理 实 施 、 监 控 、验 收手 册 完 成 用 户 手 册 纲 要 、 操 作 手 册纲 要 用 户 手 册 、 操 作 手 册 起草 ， 维 护 手 册 起 草 用 户 手 册 、 操 作 手 册 、维 护 手 册 修 改 完 成 用 户 手 册 、操 作 手 册 、 维 护手 册 图 6.2 按 阶 段 分 解 的 WBS图 某 ERP项 目 范 围 规 划 需 求 设 计 概 要 设 计 详 细 设 计 开 发 测 试 培 训 文 档 项 目 总 结 可 靠 性 测 试 系 统 测 试 确 认 测 试 集 成 测 试 单 元 测 试 模 块 结 构 测 试 局 部 数 据 结 构 测 试 路 径 测 试 差 错 处 理 测 试 边 界 测 试 图 6.3 按 目 标 或 功 能 属 性 分 解 的 WBS 图 某 ERP 项 目 销 售 管 理 分 系 统 采 购 管 理 分 系 统 生 产 管 理 分 系 统 质 量 管 理 分 系 统 财 务 管 理 分 系 统 采 购 到 货 子 系 统 采 购 执 行 子 系 统 采 购 计 划 子 系 统 采购 预算 模块 采购 计划 生成 模块 采购 任务 分解 模块 采购 订单 生成 模块 采购 订单 传输 模块 采购 计划 下达 模块 到货 接收 模块 入库 与库 存管 理模 块 图 6.10 进 度 计 划 与 团 队 组 织 工 作 流 程 是 否 图 6.9 计 划 网 络 图 求 解 流 程 给定 软件 项目 SP 对SP 作工 作任 务分 解 由WBS 确 定 所 有 活 动 及 其 逻 辑 关 系 确定 每一 活动 时长 制作 SP的 活动 明细 表 绘 制 计 划 网 络 图 ND 并 对 箭 线 与 节 点 标 识 与 标 号 对 ND进行 调 整 满 意 ？ 输出 l若活动B的开始必须在活动A结束以后才能执行，则称B是A的后行活动，A是B的先行活动；若活动A结束后紧接着可以允许实施B活动，则称A是B的紧前活动，B是A的紧后活动。 B A A B （ a） （ b） 图 6.4 活 动 间 的 逻 辑 顺 序 关 系 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 l 1.由客观规律与内部物质条件所决定刚性逻辑关系l 2.由人的主观意志所决定软逻辑关系l 3.依赖于外部环境或条件外部依赖关系l 4.由里程碑（项目分阶段考评的时间点）决定 l计划进度网络图（简称计划网络图）是由一系列结点和有向边（有边弧）组成的反映软件项目各活动（任务）执行内在逻辑关系的赋权有向图。 l常用的计划网络图（统筹图）有节点法网络图（单代号网络图），箭线法网络图（双代号网络图）和条件箭线图法等 l箭线法计划网络图是由一系列节点和箭线（有向弧）所构成的赋权有向图，此中箭线表述项目活动（任务），在统筹图中它又称为作业、工序等，每一箭线的始端和终端均有两个节点，分别表示该活动的开始事项和终止事项 l 1.活动及其时间长度的图中表述l 2.不允许出现回路l 3.一对相邻结点间出现并行活动的处理l 4.活动出现反复过程的处理l 5.为加快工程进度，可人为交叉活动 a b a b 4 3 1 2 1 2 31 2 31 22 2 3b a1 a2 a cb 3 4 0 (a) (b) (c) (d) 图 6.5 活 动 规 则 示 意 图 1 2 3 4 8a b c e d 2 3 1 4 2 (a)1 2 3 4 5 6 7 8a 2 b3 c1 d2 b3 c1 e4(b) 图 6.6 活 动 出 现 反 复 过 程 (a) (b) a3 b4 a11 a21 b21 b31b1 c1a32 图 6.7 交 叉 活 动 过 程 a bcd e a b egdcf b edca(a) (b) (c) 图 6.8 封 闭 性 示 意 图 编 号 活 动 代 号 活 动 内 容 活 动 时 长 （ 单 位 ： 月 ） 紧 前 活 动1 a 需 求 分 析 60 2 b 文 档 45 a3 c 测 试 概 要 10 a4 d 概 要 设 计 20 a5 e 系 统 管 理 40 a6 f 测 试 准 备 18 c7 g 详 细 设 计 与 编 码 30 d8 h 详 细 设 计 与 编 码 15 d、 e9 i 配 置 管 理 与 质 量 保 证 25 g 10 j 系 统 集 成 与 测 试 35 b、 i、 f、 h 表 6.1 活 动 明 细 表 （ 1） 经 验 法 （ 专 家 法 ） 。 它 适 用 于 不 少 软 件 项 目 的 公 共 模 块 。 开 发 人 员 曾 多 次 实 践过 ， 不 确 定 因 素 较 少 。 如 数 据 库 模 块 、 报 表 生 成 等 办 公 自 动 化 模 块 等 ， 其 模 块 时 长 估 计 可 采 用 若 干 专 家 （ 或 有 经 验 人 员 ） 的 经 验 ， 估 计 并 取 算 术 平 均 的方 法 来 解 决 。 即 若 设 T e表 某 活 动 e的 活 动 时 长 估 值 （ 单 位 ： 周 、 月 或 年 ） ， tj表 示 第 j个 专 家 （ 或 有 经 验 人 员 ） 对 活 动 e的 时 长 估 计 值 ， 则 有 ne jj 11T tn （ 6.1） （ 2） 三 点 估 计 法 。 它 适 用 于 一 些 开 发 人 员 对 其 功 能 与 性 能 或 环 境 属 性 了 解 不 多 ，或 不 确 定 因 素 较 多 的 模 块 ， 此 时 可 将 活 动 e时 长 T e视 作 服 从 分 布 的 随 机 变量 ， 并 用 如 下 公 式 计 算 2e ea 4M b (b a)E(T) , Var(T)=6 6 （ 6.2） 此 中 a表 示 对 活 动 e时 长 Te的 最 乐 观 完 成 时 间 （ 顺 利 情 况 下 活 动 e的 完 成 时 间 ）估 计 ， b表 示 对 活 动 e时 长 T e的 最 悲 观 完 成 时 间 （ 最 不 顺 利 情 况 下 活 动 e的 完 成 时 间 ） 估 计 ，M表 示 对 活 动 e时 长 T e的 最 可 能 时 间 （ 正 常 情 况 下 活 动 e的 完 成 时 间 ） 估 计 ， 并 有 0 aM b。 l求得软件项目的时间计划网络图只是求解软件项目进度计划的第一步，作为项目管理人员，为了更好地对该软件项目的开发进程进行管理与控制，他们还需要解决如下五个问题：l（1）确定每个活动的开始时间和结束（完成）时间，且这样的活动开始时间与结束（完成）时间不应是硬性规定的，应允许其有一定的机动余地。l（2）在开发方已有的资源投入下求解该软件项目的交付日期（工期），或给定工期（投资方要求）条件下来安排各活动的开始时间和结束时间。l（3）为了完成工期Td目标，在整个软件项目开发过程中哪些活动是关键的？此中所谓关键活动是指由于这些活动完成的耽误或更改，将直接影响项目工期目标完成。l（4）由于开发过程中各相关活动是延续进行的，因此前一活动的耽误必将影响紧后活动的完成，从而构成了一条关键线路。显然关键线路及其中的每一关键活动是项目管理人员管理与控制的重点。 l（5）对于给定的工期目标Td，在已有项目各活动时长的条件下能否顺利完成的风险分析。 ji ES(i， j)LS(i， j) EF(i， j)LF(i， j) TE(i) TL(i) TE(j) TL(j) 图 6.11 时 间 参 数 关 联 图 ES(i, j) 表 示 活 动 (i, j)的 最 早 开 始 时 间 （ Earliest Start, ES） EF(i, j) 表 示 活 动 (i, j)的 最 早 完 成 时 间 （ Earliest Finish, EF） LS(i, j) 表 示 活 动 (i, j)的 最 晚 开 始 时 间 （ Lastest Start, LS） LF(i, j) 表 示 活 动 (i, j)的 最 晚 完 成 时 间 （ Lastest Finish, LF） TE(i) 表 示 节 点 i 的 最 早 开 始 时 间 TL(i) 表 示 节 点 i 的 最 晚 完 成 时 间 R(i, j) 表 示 活 动 (i, j)的 时 差 （ 反 映 活 动 (i, j)的 机 动 时 间 ） R(i)表 示 节 点 i 的 时 差 （ 反 映 节 点 的 机 动 时 间 ） （ 1） TE(i)=ES(i, j) （ 2） TL(i)= jminTL(j)-t(i, j)= jminLS(i, j) （ 3） TE(j)= imaxTE(i)+t(i, j)= imaxEF(i, j) （ 6.3） （ 4） TL(j)= LF(i, j) （ 5） EF(i, j)= ES(i, j)+t(i, j)= TE(i)+ t(i, j) （ 6） LF(i, j)= LS(i, j)+t(i, j)= TL(j) （ 7） R(i, j)= LS(i, j)- ES(i, j)= LF(i, j)- EF(i, j) （ 8） R(i)= TL(i)-TE(i) （ 6.4） （ 1） 设 G为 计 划 网 络 图 ， 通 路 CP为 G的 关 键 路 线 的 充 分 必 要 条 件 为 ： 对 G上 CP的 任 何活 动 (i, j)有 R(i, j)=0或 有 (i, j) CPR(i, j)=0 （ 6.5） （ 2） 设 G为 计 划 网 络 图 ， 通 路 CP为 G的 关 键 路 线 ， 则 对 G上 CP的 任 何 节 点 i有 R(i)=0或 有 i CPR(i)=0 （ 6.6） （ 3） 若 G为 有 限 计 划 网 络 图 ， 则 G至 少 有 一 条 关 键 路 线 ， 至 多 有 有 限 条 关 键 路 线 。 （ 4） 计 划 网 络 图 中 所 有 关 键 活 动 时 长 的 总 和 即 为 该 计 划 网 络 图 G 的 总 工 期 T d， 或 有 (i, j) CPTd= t(i, j) N N 输 入 G 的 节 点 数 n， 各 活 动 时 长 t(i, j)， 1 i j n， i=1， TE (1)= 0 从 G 中 寻 找 i 的 紧 后 活 动 j， 并 作 E S(i, j)= TE (i)， E F(i, j)= E S(i, j)+ t(i, j) TE (j)= im ax E F(i, j) 寻 找 G 中 使 R (i, j)= 0 的 对 应 关 键 活动 ， 并 验 证 其 活 动 的 两 端 节 点 时 差 是否 为 0。 输 出 关 键 路 线 C P、 关 键 活 动 及 交 付 工 期 T d 计 算 各 活 动 ， 节 点 时 差 R (i, j)= LS(i, j)- E S(i, j)， 1 i j n， R (j)= TL(j)-TE (j) TL(n)= TE (n)， T L(n)= T d 从 G 中 寻 找 j 的 紧 前 活 动 i， 并 作 LF(i, j)= TL(j)， L S(i, j)= LF(i, j)-t(i, j) TL(i)= jm in T L(j)-t(i, j) j n i 1 E nd i= i-1 i= j j= j+ 1 j= i TE(1)=0 ES(i, j)=TE(i) （ 6.8） EF(i, j)= ES(i, j)+t(i, j) TE(j)= imax EF(i, j) TE(n)=TL(n)= Td LF(i, j)=TL(j) （ 6.9） LS(i, j) = LF(i, j)-t(i, j) TL(i)= jmin LS(i, j) R(i, j)= LS(i, j)- ES(i, j) R(i)= TL(i)-TE(i) （ 6.10） l例6.1 已知某软件项目经工作任务分解后，得到活动明细表如表6.1。l（1）绘出表6.1对应的计划网络图Gl（2）求解计划网络图G的关键路线CP和关键活动，并给出在给定活动明细表6.1状况下的软件项目交付工期Td 图 6.13 计 算 网 络 图 图 6.14 正 向 计 算 过 程 图 6.15 逆 向 计 算 过 程 表 6.2 活 动 时 间 参 数 表活 动 ES LS EF LF R(i, j) 关 键 活 动a 0 0 60 60 0 b 60 90 105 135 30 c 60 107 70 117 47 d 60 60 80 80 0 e 60 80 100 120 20 f 70 117 88 135 47 g 80 80 110 110 0 h 100 120 115 135 20 i 110 110 135 135 0 j 135 135 170 170 0 表 6.3 节 点 时 间 参 数节 点 i TE(i) TL(i) R(i) 关 键 活 动端 点1 0 0 0 2 60 60 0 3 70 117 47 4 80 80 0 5 100 120 20 6 110 110 0 7 135 135 0 8 170 170 0 表 6.4 项 目 进 度 计 划 方 案序号 活动 i 功 能 、 性能 、 要 求 ES(i) EF(i) LS(i) LF(i) 负责人1 a 张三2 b 李四3 c n k ij ij ijd CP (i,j) CP (i,j) CP ij ij 2 2d CP (i,j) CP (i,j) CP a 4m bE(T ) E(t(i,j) 6 b -aVar(T ) Var(t(i,j) ( )6 （ 6.11） 2d CP CPT N ， d CP 0 CP 0 CP 0 CPd 0 CP CP CP CP T T T TPr(T T ) Pr( ) Pr( ) ( ) 例 6.2 某 软 件 项 目 经 工 作 任 务 分 解 后 ， 给 出 了 活 动 明 细 表 如 表 6.5 试 求 ： （ 1） 绘 制 对 应 计 划 网 络 图 G， 求 解 G的 关 键 路 线 CP和 期 望 总 工 期 CP 。 （ 2） 给 定 总 工 期 目 标 26月 ， 计 算 能 按 此 总 工 期 目 标 完 工 的 概 率 。 （ 3） 若 要 求 该 计 划 网 络 G完 工 的 可 能 性 达 到 95%， 则 应 确 定 此 软 件 项 目 的 总 工 期 Td为 多 少 月 。 图 6.16 例 6.2计 划 网 络 图 表 6.5 某 软 件 项 目 活 动 明 细 表 单 位 ： 月活 动 代 号 aij mij bij ij ij2 紧 后 活 动 关 键 活 动a 3 4 5 4 1/9 b， c， e b 2 3 4 3 1/9 d c 1 2 3 2 f d 2 4 6 4 4/9 g e 3 7 11 7 i f 3 4 5 4 h g 6 7 14 8 16/9 i h 2 3 4 3 i i 6 7 14 8 16/9 解 ： （ 1） 由 活 动 明 细 表 容 易 绘 制 对 应 的 计 划 网 络 图 G如 图 6.16。 根 据 表 6.5中 各 活 动 时长 的 期 望 值 ij， (i, j) G， 容 易 求 解 G的 关 键 路 线 CP=（ 1， 2， 3， 5， 7， 8） 此 向 量 中 的 各分 量 代 表 CP所 历 经 的 节 点 标 号 。 由 此 容 易 求 得 G的 期 望 总 工 期 与 方 差 有 CP (i,j) CP 2 2 2CP ij (i,j) CP CP E(t(i,j) 4 3 4 8 8 27 1 1 4 16 16 389 9 9 9 9 9 2.055 月 月 月 （ 6.13） （ 2） 对 于 给 定 的 总 工 期 目 标 T0=26， 其 按 此 工 期 目 标 完 工 的 概 率 有 0 CPd 0 d CP T 26 27Pr(T T) Pr(T 26) ( ) ( ) 0.314 31.4%2.055 （ 3） 欲 使 d 0Pr(T T) 0.95 ， 或 即 有 0T 27( ) 0.952.055 。 查 N(0, 1)表 知 有 0T 27 1.642.055 ， 从 而 有 0T 27 1.64 2.055 30.37 月 亦 即 为 使 该 计 划 网 络 G能 按 期 完 工 的 概 率 达 到 95%， 则 应 确 定 G的 总 工 期 为 30.37月或 2.53年 。 （ 1） 设 计 划 网 络 G的 工 期 为 dT ， d CPE(T) ， 则 对 任 意 x 0有 CP d CP CP 0.5, xF(x) Pr(T x) =0.5, x= 0.5, x （ 6.14） 事 实 上 ， 由 分 布 函 数 F(x)的 单 调 不 减 性 和 CP CPCP CPF( ) ( ) 0 0.5 ， 容 易 得 到 （ 6.14） 式 之 结 论 。 （ 2） 若 计 划 网 络 G有 两 条 关 键 路 线 CP 1和 CP2， 执 行 CP1和 CP2时 的 工 期 分 为 T1和 T2，并 有 2 21 CP1 2 CP2 1 CP1 CP2 2E(T)= E(T)= , Var(T) Var(T) （ 6.15） 则 对 任 何 工 期 目 标 T0 0有 1 0 2 0Pr(T T) Pr(T T) （ 6.16） 设 有 一 个 计 划 网 络 G， 其 关 键 路 线 为 CP， CP路 长 的 期 望 和 方 差 分 为 CP 和 2CP 。 对 于 一 个 给 定 的 工 期 目 标 T0， 人 们 可 以 定 义 一 个 计 划 难 度 系 数 0 来 度 量 G执 行 给 定 工 期 目 标 T0 的 难 易 程 度 。 0 CP0 CPT2 （ 6.17） 对 于 上 述 定 义 的 计 划 难 度 系 数 0 容 易 得 到 如 下 性 质 ： 0 1 0 20 CP 0 0 0 3CP 0 4 0, (- ,-6)= (0, 0.308), (-6,-1)= TP(T T) ( ) (0.308, 0.692), (-1,1)=2 (0.692, 1), (1,6)=1, 0 5 (6,+ )= (6.18) 例 6.3 对 于 例 6.2的 计 划 网 络 图 G， 若 工 期 0T 分 别 取 23月 、 25月 、 27月 、 29月 、 31 月 时 ， 该 软 件 项 目 能 按 期 完 工 的 可 能 性 。 解 ： 由 （ 6.17） 式 知 ， 计 划 难 度 系 数 有 0 CP 00 CP T T 272 2 2.055 以 题 设 0T 的 五 个 值 分 别 代 入 上 式 可 得 结 果 如 表 6.6， 由 此 表 中 的 数 据 可 知 ， 当 0T 取 23 月 或 25月 时 ， 该 软 件 项 目 能 按 期 完 工 的 概 率 小 ； 当 0T 取 27月 时 ， 该 软 件 项 目 能 按 期 完 工 的 概 率 较 大 ； 当 0T 取 29月 或 31月 时 ， 该 软 件 项 目 能 按 期 完 工 的 概 率 大 。 表 6.6 计 划 难 度 系 数 表T0 23 25 27 29 310 -3.892 -1.946 0 1.946 3.8920所 属 的 区间 2 2 3 4 4 l中、小软件项目开发任务结构 图 6.18 项 目 团 队 任 务 结 构 表 6.7 阶 段 任 务 细 分 表 阶 段活 动 1、 需 求 分 析 与 更 新 2、 计 划 组 织 与 控 制 3、 概 要 设 计 4、 详 细 设 计 与 编 码 5、 验 证 与 确 认 6、 手 册 编 制 7、 配 置 管 理 与 质 量 保 障 8、 硬 件 l（1）应尽量使FSPij为整数，其不足之处可由同一阶段的其他活动全职人员数合并。l（2）软件程序规模较大时，编程或测试阶段可将程序员再分成若干个小组，为管理有效起见，每个团队小组不宜超过7人。l（3）在安排各团队小组的人员配置时，应尽量使投入的每个全职人员在完成任务时在时间上具有连续性，不宜将人员频繁地调动更换工作任务。 表 6.8 各 阶 段 活 动 人 数 44542312共 计 318、 硬 件 547、 配 置 管 理 与 质 量 保障 3326、 手 册 编 制 14625、 验 证 与 确 认 1226324、 详 细 设 计 与 编 码 123、 概 要 设 计 47232、 计 划 组 织 与 控 制 37271、 需 求 分 析 与 更 新 阶 段活 动 图 6.19 项 目 团 队 组 织 结 构 图 图 6.19 项 目 团 队 组 织 结 构 图 图 6.19 项 目 团 队 组 织 结 构 图