软件工程-第2章：可行性研究

第2章可行性研究,目的：用最小的代价在尽可能短的时间内确定问题是否有解，以及是否值得去解。,所定义的问题有可行的解决办法吗,？,2.1可行性研究的任务2.2可行性研究的过程2.3系统流程图2.4数据流图2.5数据字典2.6成本效益分析,可行性研究所需的时间取决于工程的规模，所需要的成本要占工程总成本的5%10%。,2.1可行性研究的任务,是一个简化的系统分析和设计的过程,技术可行性经济可行性运行可行性操作可行性法律可行性,：使用现有的技术能实现这个系统吗?,：经济效益能否超过开发成本？,：新系统规定的运行方式是否可行？,：系统的操作方式在新组织内是否可行？,：是否会侵犯他人、集体或国家的利益？是否违反了国家的法律？,可行性应考虑五个方面：,技术可行性,评价系统的性能、可靠性、可维护性、生产率等,评估结论完成系统的功能和性能需要什么技术？需要哪些方法、算法、过程,经济可行性,基于计算机系统的成本组成,论证的焦点:系统开发的价值,2020/5/30,举例：关于开发CAD系统的软件开发成本及效益分析,12345,年,6040200,成本-效益(万元),该系统节省经费,该系统成本,盈亏平衡点,投资回收期,2020/5/30,可行性论证报告,计划时期的工作流程图,2.2可行性研究的步骤,Who,What,Why,怎样得到有用的软件？,1.复查系统规模和目标2.现有系统研究必须具备现有系统的功能；必须改进现有系统存在的缺点；增加现有系统所不具备的功能且必须的功能；现有系统的运行费用是重要的投资依据。,典型的可行性研究的步骤,3.导出新系统的高层逻辑模型,物理系统,逻辑模型,现有系统,物理系统,逻辑模型,新系统,（4）重新定义问题,定义系统目标,复查目标和规模,研究现有系统,设计新系统,新系统逻辑模型复合系统目标,方案筛选技术角度：排除不现实的方案操作角度：去掉操作方式或操作过程用户不能接受的方案经济角度：估算每个方案的成本/效益,5.导出、评价供择方案,向用户提出推荐的方案，推荐方案应明确：本项目的开发价值；推荐这个方案的理由；制订实现项目的进度表。,6.推荐方案和行动方针,7.决策,根据经济实力,成本/效益分析,是否开发？,工程的进度；人才资源的需求及分配；设备资源的需求及配置（软、硬件工具）；估算生存周期每个阶段的成本；给出下一阶段（需求分析）的详细进度表。,8.草拟开发计划,9.书写文档提交审查,是描绘物理系统的传统工具描述信息在系统各部件之间的流动情况基本思想：用图形符号以黑盒子形式描绘系统里面的每一个部件,11,2.3系统流程图,处理,输入/输出,页连接,换页连接,数据流,系统流程图基本符号,1.符号,2.4数据流图,描绘数据在系统中流动的逻辑过程,一种图形化描述技术数据从输入到输出的变换系统的数据逻辑过程没有具体的物理元素表示系统逻辑功能，不考虑具体实现,定义：,1.符号,附加符号,注意：“处理”可表示：单个程序、一系列程序、程序的一个模块、人工处理过程等；“数据存储”可表示：一个文件、文件的一部分、数据库记录等；数据流图忽略出错处理、打开文件、关闭文件。,2.绘制数据流图的例子,仓库管理员,采购员,定货系统,事务,定货报表,定货系统的基本系统模型,库存清单,仓库管理员,采购员,事务,定货报表,定货系统的功能级数据流图,定货信息,定货信息,数据流图的组成元素,库存清单,仓库管理员,采购员,事务,定货报表,定货系统的功能级数据流图,定货信息,定货信息,此数据流图不能描述订货信息产生过程,仓库管理员,采购员,事务,定货报表,定货系统进一步分解后的数据流图,产生报表,2,D1,库存清单,D2,定货信息,库存清单,定货信息,定货信息,能代表整个数据流（或数据存储）的内容不使用空洞的、无含义的名字（数据、输入）如果命名时遇到困难，很有可能是由于对数据流图分解不当造成的，应尝试重新分解数据流图。,3.命名,（1）数据流（或数据存储）命名,通常在数据流命名后再为相关的处理命名；名字应能反映整个处理的功能；避免用空洞笼统的动词做名字（处理、加工）；如果必须用两个动词才能描述整个处理的功能，则分解成两个处理更恰当；如果命名时遇到困难，则可能是数据流图分解不当引起的。,（2）处理命名,（3）数据源点/终点命名采用它们在问题域中惯用名（如仓库管理员、采购员）,1）作为交流信息的工具；2）作为软件分析和设计的工具。,4.数据流图的用途,经验表明：如果一张数据流图包含的处理大于59个，理解就比较困难，应进行细化分解。可以通过边界划分，表达数据的处理方式。,仓库管理员,采购员,事务,定货报表,联机方式更新库存清单,更新库存清单,1.2,产生报表,2,D1,库存清单,D2,定货信息,接收事务,1.1,处理定货,1.3,库存清单,定货信息,定货信息,对应的物理实现硬件方案,仓库管理员,采购员,事务,定货报表,批量方式更新库存清单,更新库存清单,1.2,产生报表,2,D1,库存清单,D2,定货信息,接收事务,1.1,处理定货,1.3,库存清单,定货信息,定货信息,D3,事务,对应的物理实现硬件方案,数据字典：对数据流图中包含的所有元素的定义的集合可行性研究阶段，数据流图与数据字典共同构成系统的逻辑模型。,2.5数据字典,1.数据字典的内容数据流数据元素（数据流分量）数据存储处理,编号、名称、含义数据类型、长度合理取值与其它数据的逻辑关系,（1）数据元素字典定义,数据元素编号：DC001数据元素名称：考试成绩别名：成绩、分数简述：学生考试成绩，分五个等级类型/长度：两个字节，字符类型取值/含义：优90-100良80-89中70-79及格60-69不及格0-59有关数据项或结构：学生成绩档案有关处理逻辑：计算成绩,基本内容：编号、名称来源去处组成流通量峰值,（2）数据流字典定义,数据流编号：DF001数据流名称：订票单简述：订票时填写的订票单数据流来源：外部实体“乘客”数据流去处：处理逻辑“预订机票”数据流组成：订单编号日期乘客号航班号状态订单失效日期流通量：每天300份高峰值流通量：每天早上9：00，约160份,编号、名称组成其它要求,（3）数据存储字典定义,编号、名称简单描述输入/输出功能描述相关数据存储,（4）数据处理字典定义,数据处理字典定义实例：,数据处理编号：DP001数据处理名称：编辑订票简述：接收从终端录入的订票单，检验是否正确输入：乘客订单，来源：外部实体“乘客”输出：1.合格订单，去处：处理逻辑“确定订票”2.不合格订单，去处：外部实体“乘客”功能描述：（略）,=表示“等价于”或“定义为”+表示“与”与|表示“或”表示重复()表示可选项通讯录=通讯地址通讯地址=姓名+邮编+省|直辖市|自治区+市|县+街道+门牌号+（电话）,（5）组成数据项的表示方法,作为分析阶段的重要工具；数据元素的控制信息非常有用；有助于开发数据库。,2.数据字典的用途,（1）程序处理CASE（2）卡片式人工书写,3.数据字典的实现,2.6成本/效益分析,1.成本估计,代码行技术（LOC技术）任务分解技术自动估计成本技术,软件成本=每行代码的平均成本估计的源代码总行数,经验和历史数据,（1）代码行技术（LOC技术）,步骤确定功能：功能反复分解，直到可以估算可靠的源代码行数为止。估算各子功能代码行数的平均值Le（根据经验和历史数据）,最小规模a最大规模b最可能的规模m,确定子功能的代码行成本和生产率,历史数据人员工资,经验开发人员的技术水平软件复杂程度等,代码行成本：生产一条有效代码需要的费用(元/行),生产率：每个人一个月所能生产的有效源代码行数（行/人月）,计算项目的总代码行数、总成本和总工作量,41,计算各子功能的成本和人力（工作量）,子功能的成本=代码行的平均值代码行成本,子功能的人力=代码行平均值生产率,软件开发项目分解为若干个相对独立的任务，分别估计每个单独任务的成本：单独任务成本=任务人力估计每人每月平均工资项目总成本=各个单独任务成本估计值之和,（2）任务分解技术,设：T软件总成本B每个单独开发任务的成本系数C完成每个单独任务所需的人力（月）D每人每月的平均工资,T=CD,T=B,B=CD,常用的办法是按开发阶段划分任务，典型环境下各个阶段投入人力百分比：,（3）自动估计成本技术减轻人的劳动但要有大量的经验数据作基础，要有良好数据库系统支持。,43,采用自动估计成本的软件工具估计。,（1）Putnam模型1978年Putnam提出的，一种动态多变量模型：,2.软件开发成本估算的经验模型,L源代码行数（用LOC计算）K软件开发与维护期内的工作量（人年）Ck技术状态常数td开发持续时间（年）,Ck为技术状态常数，它反映“妨碍开发进展的限制”，取值因开发环境而异：,（2）COCOMO模型(constructivecostmodel)是由TRW公司开发，Boehm提出的结构化成本估算模型，是一种精确的、易于使用的成本估算方法。,基本COCOMO模型工作量：MM=r(KDSI)c（人月）开发时间：TDKV=a(MM)b（月）DSI：源指令条数，不包括注释，1KDSI=1000DSIMM：开发工作量（以人月计）1MM=19人日=152人时=1/12人年经验常数r,c,a,b取决于项目的总体类型,按开发环境、项目类型可以分为3种：,组织型(organic)嵌入型(embedded)半独立型（semidetached）,组织型(organic)相对较小、较简单的软件项目。开发人员对开发目标理解比较充分，与软件系统相关的工作经验丰富，对软件的使用环境很熟悉，受硬件的约束较小，程序的规模较小（50000行）。,嵌入型(embedded)要求在紧密联系的硬件、软件和操作的限制条件下运行，通常与某种复杂的硬件设备紧密结合在一起。对接口，数据结构，算法的要求高。软件规模任意。如大而复杂的事务处理系统，大型/超大型操作系统，航天用控制系统，大型指挥系统等。,半独立型（semidetached）介于上述两种软件之间。规模和复杂度都属于中等或更高。最大规模30万行。,按详细程度可以分为三级,基本COCOMO模型中级COCOMO模型详细COCOMO模型,基本COCOMO模型是一个静态单变量模型，它用一个以已估算出来的原代码行数(LOC)为自变量的经验函数计算软件开发工作量。,基本COCOMO模型通过统计63个历史项目的历史数据，得到如下计算公式：,中级COCOMO模型在基本COCOMO模型的基础上，再用涉及产品、硬件、人员、项目等方面的影响因素调整工作量的估算。详细COCOMO模型包括中级COCOMO模型的所有特性，但更进一步考虑了软件工程中每一步骤（如分析、设计）的影响。,（1）货币的时间价值假设年利率为i,如果现在存入P元钱，则n年以后的价值为：,2.成本/效益分析,反之，如果n年后能收入F元钱，那么这些钱现在的价值是：,例：修改一个已有的库存管理系统，估计需要5000元，系统修改后使用5年，每年可节省2500元。请进行成本/效益分析。,表1：将来的收入折算成现在值,2）投资回收期第一、第二年回收：4225元第三年用于回收投资要：(5000-4225)/1779=0.44年总的投资回收期=2.44年,3）纯收入9011.94-5000=4011.94（元）,4）投资回收率,其中：P是现在的投资额Fi是第i年年底的效益（i=1,2,3,n）n是系统的使用寿命（一般假设n=5）j是投资回收率上述修改系统的工程的投资回收率