笔记（软件工程第二章+第三章部分）_软件开发投资回报期纯收入-优快云博客

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第二章软件项目计划

软件项目计划是做什么的？

1.一个软件是否值得开发：

需要多长开发时间和多少投资成本？使用多少资源？

存在哪些风险，如何预防这些风险？

————————————————————————可行性分析

2.如何制定计划，安排人员，分配任务，安排进度？

————————————————————————项目计划

2.1问题定义

目的：

弄清楚用户需要解决的问题——系统总目标是什么？
项目所需要的资源和经费（粗略估计）

任务：

编写“系统目标与范围的说明”

实例：学生到教材科购书

人工教材销售中，学生购教材，要先到系里根据教学计划用书开购书证明，然后去教材科购买学生要跑两个地方——烦！系里——烦！如果直接到教材科，为防止学生多买或错买，影响计划供应，教材科在开发票前要审查购书单，(书种类多，学生专业多！)，手续繁琐效率低下！

系统目标与范围的说明——示例

在这里插入图片描述

2.2可行性研究

目的：

研究项目是否可能实现和值得进行（不是解决问题，而是分析存在风险，确定是否值得投入巨大的人力物力去做）
回答why to do?&YES or NO

开销：

可行性研究的成本只占预期工程总成本的5%-10%

2.2.1可行性研究步骤：

推陈出新、几套备选方案、可行性分析

1.细化和修改"系统目标和范围",得出新系统逻辑模型

复查"系统目标和范围",弄清用户的意图
研究目前正在使用的系统流程图（旧的模型，现有模型）
导出新系统逻辑模型——数据流图简化版（我们想要设计的模型）

2.导出新系统的几种可能的解决方案

提供多种开发方案，评价，择一

提出推荐的方案

本项目的开发价值
推荐这个方案的理由

3.可行性分析

（经济可行性、技术可行性、法律可行性、用户使用可行性）

4.书写文档提交审查，给出结论意见（做or放弃？）

2.2.1.1推陈出新——>使用系统流程图：

描述系统物理模型
表达了数据在系统各部件之间的流动情况
包含人员、硬件、软件等子系统
符号：借用程序流程图符号

在这里插入图片描述

复查"系统目标和范围",弄清用户的意图

需要把系里开购书证明去掉，将审查购买的任务划归教材科的计算机售书系统。

研究目前正在使用的系统流程图（旧的模型，现有模型）

在这里插入图片描述

导出新系统逻辑模型——数据流图简化版（我们想要设计的模型）

在这里插入图片描述

2.2.1.2推荐方案，方案选择：

系统的分解和实现方案是不唯一的，

不同方案开发出的系统在系统功能和性能方面会有很大的差异（精度，安全性，可靠性）
不同方案对成本、时间、人员、技术、设备的要求不同（设计，开发，设备，编码，测试，评审，运行，维护成本……）
直接购买类似的商业软件VS自行开发（钱！）

反复比较

eg:停车位系统

2.2.1.3可行性分析的内容

1.可行性分析：

（1）经济可行性

这个系统有无经济效益，多久能收回开发成本？（投资—回报期）
通过成本—效益估算，确定系统是否值得投资开发

（2）技术可行性

风险分析：给定约束下能否设计并实现系统所需功能？
资源分析：现有资源下（硬、软件，技术力量）能否实现？
技术分析：现有科学技术能否实现？有哪些技术难点？

（3）法律可行性：

侵权、破坏、责任，是否与法律相抵触？

法律可行性案例：

1）邮箱进入后，30分钟后，再次刷新——能再看到原来的邮件内容么？——no，session默认为30分钟

（2）网银的动态口令的输入允许时间为60秒

（3）手机余额可以直接查询，而手机通信详单要二次手机验证码验证

2.成本——效益分析：

估计新系统所需的成本和可能产生的效益，以便从经济上衡量这个项目的价值

系统成本：

开发成本
运行维护成本

系统效益：

经济效益—有形（按货币）
社会效益—无形（学生节约购书时间）

分析内容：

成本估计：

计算系统的成本组成
成本估计使用的几个概念
成本估计方法

1）基于代码行技术

2）基于工作量的任务分解技术

3）基于经验公式的估算模型

a)静态单变量模型

b)动态多变量模型

c)COCOMO模型

2.效益分析

货币的时间价值
纯收入
投资回报期

计算系统的成本组成（四部分）

购置并安装软，硬件及其相关设备成本
系统开发费用（成本估计）
人员培训费用
系统安装、运行和维护费用

成本估计方法

开发成本估计使用的几个单位：
代码行L
工作量E（人—月，人—年）
人员数量（人）
开发时间T（月）
成本率（元/行）
生产率（行/月）
工资（元/人—月）
估算方法：
基于代码行技术

1）思想：

简单自底向上的定量的估算方法，把开发每个软件功能的成本和源程序代码行数联系起来. 若有历史数据作参考的话，方法还是有效的。

2）最佳期望行数：

L=（a+4m+b）/6 ;a:可能最小行数,b:可能最大行数,m:最可能的行数

3）行数的总误差：

$L_d=\sum_{i=1}^{n}{(\frac{b-a}{6})}^2$ n为所划分的子系统数目

4）计算成本：

软件成本（元）=代码行（行数）*成本率（元/行）

其中成本率取决于软件的复杂程度和工资水平

基于工作量的任务分解技术

把软件开发工程分解为若干个相对独立的子任务，分别估计每个子任务的成本，累加起来得到软件工程的总成本：

$T=\sum{\alpha*B}$ T:软件总成本 B：每个单独开发任务的成本 α：系数

B=C*D

C：完成该子任务所需人力（人—月）

D：每人每月的平均工资（元/月—人）

所以： $T=\sum{\alpha*C*D}$

在这里插入图片描述

基于经验公式的估算模型
- 静态单变量模型：
面向KLOC的估算模型：
1. Walston_Felix模型（L->E和T）
  
  $E=5.2*(KLOC)^{0.91}(人月)$
  
  $T=2.5*E^{0.35}$
  
  其中KLOC为代码行数的单位（千行）
2. Doty模型（在KLOC>9适用）
  
  $E=5.288*(KLOC)^{1.047}$
3. 动态多变量模型:
———————————人力资源的Rayleigh—Norden曲线

———————————Putnam模型提出的基础
1. Peyleigh曲线：
  1. 横坐标表示距开发起点的时间，
  2. 纵坐标表示在不同时间点需要的人力
  3. td位于曲线的峰点
2. 从Rayleigh曲线上看出，若平均使用人力（虚线），则：
  1. 开始阶段人力过剩，如图①
  2. 中间人手不足，②
  3. 后期补偿为时已晚，③，造成人员浪费
3. 信息系统的人力分配大致如Rayleigh曲线，td两边约为4:6
4. Putnam模型
  1. 基于Rgleigh曲线，Putanam结合4000多个当代软件项目中手机的生产率数据，推导出来动态多变量模型
  2. $E=(LOC*B^{0.333}/P)^3*(1/t)^4$
    
    LOC:由前面基于LOC估算出的代码行（行）
    
    E：工作量单位：（人月）或（人年）
    
    t>1:开发时间（月）或（年）
    
    B：特殊技术因子，随规模和要求的增加而缓慢增加：
    
    小的程序（KLOC=5~15），B=0.16
    
    超过70KLOC的程序，B=0.39
    
    P：生产率参数（2000—30000），
    
    P=2000，实时嵌入式开发
    
    P=10000，电信及系统软件
    
    P=12000，科学计算软件
    
    P=28000，商业系统应用软件
  Putnam模型揭示了工作量与实践的四次方成反比
5. COCOMO模型：

效益分析：

系统效益：
1. 经济效益—有形（按货币）
2. 社会效益—无形（学生节约购书时间）
一般设生命周期为5年
经济效益分析涉及重要概念
1. 货币的时间价值（折算成当前的，现在）
  1. 成本估算的目的是要对项目投资，但投资在前取得效益在后，因此，要考虑货币的时间价值
  2. 通常用利率来表示货币的时间价值
    
    设年利率为i，现存入钱为P，则 n年后可以获得的钱数为：
    
    $F=P(1+i)^n$ 这就是P元钱在n年后的价值
    
    反之，若n年后能收入F元，则这些钱折合到现在价值为： $P=F/(1+i)^n$
  3. eg:CAD系统的效益分析：
    
    CAD模型每年节省多少钱？
    
    t_draw：平均绘图时间=4小时
    
    c：每个绘图小时的成本=20元
    
    n：每年的绘图量=8000
    
    p：CAD系统中已完成的绘图比=60%
    
    采用CAD绘图时间缩减比为1/4
    
    则每年节省的绘图费用为：
    
    缩减比*t_draw*c*n*p=9.6万元
    
    五年节省多少钱？（折算到现在）
2. 纯收入
  
  是指在整个生存周期之内系统的累计经济效益（折合成现在值）与投资之差
  
  假如上例投资20万：纯收入=41.5630-20=21.5630
3. 投资回报期
  
  使累计的经济效益等于最初投资所需的时间。
  
  显然投资回收期越短，就能越快地获得利润，因此这项工程也就越值得投资
CAD成本效益—分析图：

3.可行性研究报告（FAR）

在这里插入图片描述

2.2.1.4可行性论证报告

系统概述：
1. 简述当前系统及其问题
2. 新系统功能及新旧系统比较
可行性分析：
1. 经济、技术、法律上的可行性
2. 建立新系统的主客观条件分析
结论意见：

YES or NO

2.3软件计划

在这里插入图片描述

项目组人员安排：
角色细化
项目组成员表
软件开发进度的安排
1. 甘特图
2. Pert图（工程网络图）
  
  机动时间=该任务结束事件的LET-该任务开始事件的EET-任务持续时间
软件开发计划：

第三章软件需求分析

3.1需求分析概述

3.1.1需求分析的任务和步骤：

任务：让用户和开发者共同明确将要开发的是什么样的系统
步骤：
1. 获取需求
2. 提炼：建立分析模型
3. 描述：编写SRS 需求规格说明书
4. 验证

3.1.2需求获取的常用方法：

收集资料
1. 原有系统的数据（账册，报表）
2. 借鉴已有的类似软件产品
联合分析小组
1. 用户代表、领域专家和系统分析员
客户访谈&会议
1. 充分准备，寻找共同语言
2. 事先准备一些问题
3. 交流时循序渐进、逐步逼近
4. 每次访谈后及时分析、整理、汇总
实地考察——观察用户工作流程
快速原型法

3.1.3需求说明：

是需求分析应获取的内容，写SRS的依据

功能需求：
1. 分析用户要求实现的全部功能（分析建模DFD，DD）
性能需求：
1. 时间特性
2. 时间精确性（响应时间，更新时间，数据转换时间，数据传输时间）
3. 存储容量及后援存储
4. 系统安全性
外部接口需求
1. 用户接口（人机界面）
2. 硬件接口
3. 软件接口
4. 通信接口
属性（可靠性，可用性，可维护性）
约束（精度，标准，语言，硬件平台）

3.1.4分析建模模型：

分析方法的种类：
1. 传统的分析方法：
  1. 面向数据流的结构化分析方法（SA）
  2. 面向数据结构的Jackson方法（JSD）
  3. 结构化数据系统开发方法（DSSD）
2. 面向对象的分析方法：
各种分析模型中均包括：
1. 信息（或数据）模型
2. 功能模型
3. 行为模型

3.2结构化分析方法：

思想：自顶向下，逐步细化

适于数据处理类型软件的需求分析

步骤：

自顶向下对系统进行功能分解，画出分层DFD
由后向前定义系统的数据
编制DD和PSPEC
最终写出SRS

3.2.1结构化分析模型

在这里插入图片描述

3.2.2结构化分析描述工具：

功能模型：DFD和PSPEC

行为模型：CFD、CSPEC和STD

数据模型：DD，E-R图

3.2.2.1数据流图DFD：

3.2.2.1.1什么事数据流图DFD

描述系统逻辑模型：信息在系统中的流动和处理。

在这里插入图片描述

文件与加工之间用箭头线连接，单项表示只读或只写，双向表示又读又写
每一图形符号都必须标上名字
加工框还应加上编号
同流程图的区别：
- 程序流程图表示程序的设计过程——怎么干
- DFD是用来软件需求分析的工具，不表示程序的控制结构（选择/循环）——干什么
分层：从高层到低层，分解前后的数据流必须一致

实例：学生购书系统：

张秘书开购书证明，学生凭证明到教材科王会计开购书发票向李出纳员交纳书款，拿领书单到书库找保管员领书

在这里插入图片描述

去掉模型中非计算机本质的因素后得到的购书逻辑模型：

如张、王。。人是可能变动的，但是他们的工作岗位是不变的，归结为审查、开发票、开书单、发书
确定人工和目标系统的功能划分，其中收费、发书必须是由人工完成的，所以在计算机目标系统模型中去掉发书。
经过复审需求，学生不该购买或书已经卖完，则“无效书单“

在这里插入图片描述

改进后的学生购买教材的系统模型：

在这里插入图片描述

3.2.2.1.2DFD绘制步骤：

1.找到外部实体，确定系统边界

2.从数据源出发，按系统的逻辑需求，逐步画出加工框，直至数据终点

3.DFD分层，自顶向下

在这里插入图片描述

4.对DFD进行复审

3.2.2.1.3DFD绘制一般原则

每个加工必须有输入输出流
两个加工之间可以有多股数据流
每个数据流必须有一个合适的名字
DFD描述的是数据流不是控制流
分解中的**父子平衡**

平衡：子图的所有输入(输出)数据流必须是父图中相应加工的输入（输出）（4号）

不平衡：

特殊的平衡：父图只称为“订货单”的数据流是由“客户”、“帐号”和“数量”三部分数据组成的
局部文件

合理运用局部文件进行信息隐蔽：

例：子图中的文件ALPHA完全局部于加工4根据“抽象”原则，父图只需画出加工和加工之间的联系，而不必画出各个加工内部的细节，所以父图中不必画文件ALPHA，数据流XXX、YYY也不必画出。

当文件被用作数据流图中某些加工之间的交界面时，才必须画出来
注意分解速度
1. 最多不要超过7个
2. 上层快些，下层慢些
当每个加工都已足够简单时，分解就可以结束

3.2.2.1.4数据流图的基本图元素：

附加符号：

*表示数据流之间是AND关系（同时存在）

```
 +表示数据流之间是OR关系
```

$$\bigoplus$$表示数据流之间是XOR关系（互斥关系）

在这里插入图片描述

输入：

与：

登陆界面：只有用户名和密码都输对了才能登陆

火车实名制：只有乘客拿着身份证A 和钱（数额）才能买票成功（C车票）

或：

教材销售（超市）付款：要么付现金（A），要么刷卡（B），也可以刷卡+余额现金，输出是付款成功（C）

考勤系统的门禁：输密码A或刷卡B，进入实验室的门禁（门开状态C）

异或：要么开、要么关：

水闸的关闭系统开：A ，关：B ，输出C：闸的位置

输出：

与：

教材系统：发票这个数据流（A），购买模块输出购买记录（B），并领书单（C）

订票系统，订票成功这个模块，同时写入车票购买记录（B），并打印输出车票（C）

或：

教材销售记录查询之后（A），显示报表输出（B）或者流向提示是否打印报表（C）

存折查询也查询之后（A），提示要么显示输出（B）或者要么提示打印存折（C）

异或：

教材系统的入口功能选择功能选择（A），销售（B）、采购（C）

销售系统的付款加工（A），结果，要么成功（B）、要么付款失败（C），这种异或案例也见网上付款。

3.2.2.1.5实例1-1：教材购销系统：

（1）顶层DFD：

在这里插入图片描述

这个数据流图只是一个高层的系统逻辑模型，它反映了目标系统要实现的功能

首先确定系统的输入和输出
顶层数据流图，反映最主要业务处理流程

（2）第一层DFD：

在这里插入图片描述

（3）第二层DFD：1销售子系统：

分成两部分：补售、初售

在这里插入图片描述

3.2.2.2数据字典DD

与DFD配合，给出DFD中所有数据的定义和属性：

DD的用途：
1. 分析阶段的交流工具
2. 包含控制信息
3. 数据库设计的基础
内容：
1. 数据项（一个数据元素）
2. 数据流（包含多个数据项）
3. 数据文件或数据库
定义数据的方法：自顶向下分解数据
表示方法：表格、公式法
- 表格：（自顶向下：从文件->数据流->数据项）
- 公式法定义DD：
  - 存折＝户名＋帐号＋性质＋(印密) //存折由户名、帐号、性质和可选印密组成
  - 户名＝2{字母}24 //户名为2－24个字母
  - 账号 = 账号码+“*”
  - 帐号码＝“00000001”…“99999999” // 帐号位于1－99999999的区间
  - 性质＝[普通用户|工资用户|结算用户] //帐户性质为普通用户、工资用户中一种
  - 印密＝“0” // 默认无印密
- 课堂练习：