【正文】 一般說(shuō)來(lái)，由N個(gè)程序員組成的小組，實(shí)現(xiàn)相同規(guī)模的程序，相互通信數(shù)為＝N（N－1）/2，設(shè)每次通信和交換意見(jiàn)的平均工作量為，則增加的通信開(kāi)銷為 EC=N（N－1）/2 (公式14－32)【例4】計(jì)算3人和5人開(kāi)發(fā)一個(gè)程序的通信開(kāi)銷。嚴(yán)格地說(shuō)，在軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，11個(gè)人不可能都有相同的能力和個(gè)性，也不可能有相同的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)結(jié)構(gòu)，并且在軟件開(kāi)發(fā)的各個(gè)階段對(duì)人的要求也不同。在例3中，, CAD軟件開(kāi)發(fā)屬于中等規(guī)模、半獨(dú)立型，從表14－11中查到a＝，b＝。使用中間CoCoMo模型不僅可以估算開(kāi)發(fā)軟件產(chǎn)品的工作量，而且還可以比較各種開(kāi)發(fā)方案對(duì)工作量的影響。當(dāng)15個(gè)Fi的值選定后，EAF的計(jì)算如下：EAF=Fi調(diào)節(jié)因子集的定義和調(diào)節(jié)因子定值是由統(tǒng)計(jì)結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)決定的。正常情況下，F(xiàn)i＝1。上述四種屬性共15個(gè)要素。計(jì)算機(jī)屬性包括程序執(zhí)行時(shí)間、程序占用內(nèi)存的大小、軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境的變化以及軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境的響應(yīng)速度。表a、b取值表工作量調(diào)節(jié)因子與軟件產(chǎn)品屬性、計(jì)算機(jī)屬性、人員屬性和項(xiàng)目屬性有關(guān)。Boehm把軟件劃分為組織型、半獨(dú)立型和嵌入型三類，允許不同應(yīng)用領(lǐng)域和復(fù)雜程度的軟件按照上述三類軟件的使用范圍選取相應(yīng)的參數(shù)a、b、c、d。 1） 基本CoCoMo模型基本CoCoMo模型是靜態(tài)、單變量模型，具有下列形式： E=a（L）b （公式14－30） D=cE4 （公式14－31）其中：E表示工作量，單位是人員（PM）；D表示開(kāi)發(fā)時(shí)間，單位是月；L是項(xiàng)目的代碼行估計(jì)值，單位是千行代碼；a、b、c、d是常數(shù)，取值如表14－12所示?；綜oCoMo模型用于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的初期，估算整個(gè)系統(tǒng)的工作量（包括軟件維護(hù)）和軟件開(kāi)發(fā)所需要的時(shí)間，中間CoCoMo模型用于估算各個(gè)子系統(tǒng)的工作量和開(kāi)發(fā)時(shí)間，詳細(xì)CoCoMo模型用于估算獨(dú)立的軟部件，如子系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)模塊。它是在靜態(tài)、單變量模型的基礎(chǔ)上構(gòu)造出來(lái)的。本節(jié)和下一節(jié)分別介紹兩個(gè)常用的估算模型CoCoMo模型和Putnam模型。由于導(dǎo)出模型的數(shù)據(jù)是“從前的”、“局部的”，因此估算模型不可能適用于當(dāng)前所有的軟件項(xiàng)目和全部開(kāi)發(fā)環(huán)境。兩種方法估算的工作量和成本基本一致。相差5％左右。最后匯總的CAD軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目規(guī)模為33 360 LOC，成本為656 680美元。分析7個(gè)子項(xiàng)目的規(guī)模復(fù)雜性和難度，參照以前開(kāi)發(fā)類似項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，給出開(kāi)發(fā)每行代碼的平均成本、每月開(kāi)發(fā)的代碼行數(shù)。將CAD項(xiàng)目按功能分解為如下7個(gè)子項(xiàng)目：（1） 用戶界面和控制；（2） 二維幾何分析；（3） 三維幾何分析；（4） 數(shù)據(jù)庫(kù)管理；（5） 計(jì)算機(jī)圖形顯示；（6） 外設(shè)控制；（7） 設(shè)計(jì)分析。如果當(dāng)前估算的軟件子項(xiàng)目比以前完成的項(xiàng)目復(fù)雜，那么所用的生產(chǎn)率值可以低于平均生產(chǎn)率，反之也可以高于平均生產(chǎn)率。當(dāng)LOC或FP的期望值估算出來(lái)以后，根據(jù)以前軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的平均生產(chǎn)率LOC/PM或FP/PM，就可以計(jì)算出工作量。軟件項(xiàng)目代碼行和功能點(diǎn)估算是成本和工作量估算的基礎(chǔ)。為了實(shí)現(xiàn)軟件項(xiàng)目估算，實(shí)踐中開(kāi)發(fā)了大量的軟件項(xiàng)目自動(dòng)估算工具，用以支持軟件工作量或成本估算。上述四種方法可以同時(shí)或組合使用，以便取長(zhǎng)補(bǔ)短、互相參考，提高項(xiàng)目估算的精度和可靠性。（3） 將軟件項(xiàng)目按軟件生存周期分解，分別估算出軟件項(xiàng)目在軟件開(kāi)發(fā)各個(gè)階段的工作量和成本，然后再把這些工作量和成本匯總，估算出整個(gè)項(xiàng)目的工作量和成本。人們常用的估算方法有如下四種：（1） 參照已經(jīng)完成的類似項(xiàng)目，估算待開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的成本和工作量。在軟件項(xiàng)目立項(xiàng)和軟件項(xiàng)目管理工作中，客戶和項(xiàng)目管理人員都十分重視軟件項(xiàng)目的成本估算。以小時(shí)計(jì)，表示程序運(yùn)行時(shí)間。當(dāng)然，對(duì)于大型軟件來(lái)說(shuō)這是不現(xiàn)實(shí)的。于是k的估算為 （公式14－25）當(dāng)m = 1時(shí) （公式14－26）當(dāng)m = 2時(shí) （公式14－27）利用公式14－24估算MTBF是的函數(shù)，隨著軟件測(cè)試、軟件維護(hù)工作的不斷深入，程序中殘留錯(cuò)誤不斷減少，故障率不斷降低，程序平均無(wú)故障時(shí)間不斷增加。下面給出估算k的計(jì)算公式。利用、的定義和公式14－23可以計(jì)算出的值。設(shè)：為程序調(diào)試、排錯(cuò)時(shí)間， 為程序調(diào)試前殘留錯(cuò)誤總數(shù)， 為區(qū)間內(nèi)糾正的程序錯(cuò)誤數(shù)， 為程序在時(shí)刻殘留的錯(cuò)誤數(shù)， 為程序代碼長(zhǎng)度。繪出MTBF隨變化的曲線可以幫助分析軟件質(zhì)量的改進(jìn)程度。(1) 軟件故障率是常數(shù)。與公式14－17類比，有 （公式14－19）于是，程序中殘留錯(cuò)誤的估計(jì)值可用下式計(jì)算 （公式14－20）用Hyman的改進(jìn)方法估算程序的殘留錯(cuò)誤，無(wú)論技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上都比原始的錯(cuò)誤植入模型優(yōu)越。他安排兩名程序測(cè)試員同時(shí)對(duì)一個(gè)程序進(jìn)行獨(dú)立測(cè)試。事實(shí)上完全做到這一點(diǎn)是不現(xiàn)實(shí)的。排錯(cuò)工作進(jìn)行數(shù)天之后，統(tǒng)計(jì)人員發(fā)現(xiàn)共查出n個(gè)錯(cuò)誤，其中個(gè)屬于植入錯(cuò)誤，于是公式14－18可以估算出程序的殘留錯(cuò)誤。當(dāng)帶標(biāo)記和不帶標(biāo)記的魚(yú)隨機(jī)、均勻地混雜在一起之后，撈出n條，其中帶有標(biāo)記的魚(yú)條，于是母體N與的關(guān)系和字樣n與的關(guān)系滿足 （公式14－17）由公式14－17得出母體N的估算值 （公式14－18）Mills首先將播種模型用于程序中殘留錯(cuò)誤的估算，稱為錯(cuò)誤植入模型。1) 錯(cuò)誤植入模型錯(cuò)誤植入模型用于估算程序中殘留的錯(cuò)誤，它借鑒了“估算池塘中魚(yú)尾數(shù)量的播種模型”。微觀模型以程序的控制結(jié)構(gòu)和程序語(yǔ)句分析為基礎(chǔ)。這些模型可分為宏觀模型和微觀模型兩類。軟件系統(tǒng)投入運(yùn)行后，在某一段時(shí)間內(nèi)可以用大量的、復(fù)雜的輸入數(shù)據(jù)引發(fā)程序中殘留的錯(cuò)誤，程序經(jīng)多次修復(fù)后，錯(cuò)誤逐漸減少甚至消除，程序的有效性不斷提高。(2) 系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中，仔細(xì)地記錄一個(gè)程序運(yùn)行的有效時(shí)間和失效時(shí)間，則程序在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的有效性 （公式14－15）其中 ，(3) 當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，程序正常運(yùn)行時(shí)間的平均值也是程序平均故障間隔時(shí)間(MTBF, mean time to failure)，程序平均停機(jī)時(shí)間也是程序平均修復(fù)時(shí)間(MTTR, mean time to repair)，于是系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)的程序有效性 （公式14－16）在上面介紹的三種有效性度量方法中，第一種方法最便于理解有效性概念，但在多數(shù)場(chǎng)合時(shí)不可行的；用第二種方法度量某個(gè)已經(jīng)投入運(yùn)行的程序系統(tǒng)的有效性比較容易；第三種方法可以用于軟件開(kāi)發(fā)階段，軟件工程師在開(kāi)發(fā)階段統(tǒng)計(jì)MTBF和MTTR的值。(1) 用n臺(tái)相同的計(jì)算機(jī)軟/硬件系統(tǒng)處理若干組相同或不同的輸入數(shù)據(jù)，如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障，則可以停機(jī)檢修，待修復(fù)后重新啟動(dòng)。對(duì)于不可修復(fù)系統(tǒng)或沒(méi)有修理能力的部門，＝；對(duì)于允許修理并有一定修理能力的部門。表示100個(gè)相同的系統(tǒng)有95個(gè)無(wú)故障運(yùn)行250小時(shí)，有5個(gè)在此期間發(fā)生故障。由此可看出有效性和可靠性的區(qū)別。有效函數(shù)定義為系統(tǒng)在時(shí)刻t正常運(yùn)行的概率。軟件修復(fù)時(shí)間是一個(gè)隨機(jī)變量，在可靠性分析過(guò)程中，為了簡(jiǎn)單，經(jīng)常使用平均修復(fù)時(shí)間的概念。軟件修復(fù)包括發(fā)現(xiàn)故障、糾正錯(cuò)誤、測(cè)試和系統(tǒng)重新啟動(dòng)4個(gè)步驟。從軟件可靠性的角度來(lái)看，存在著可修復(fù)系統(tǒng)和不可修復(fù)系統(tǒng)，在基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)中，不允許程序停止運(yùn)行的系統(tǒng)稱為不可修復(fù)系統(tǒng)，如空中交通管理系統(tǒng)；反之，稱為可修復(fù)系統(tǒng)，如軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境中的各種軟件工具。軟件錯(cuò)誤歸根結(jié)底是人的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，在復(fù)雜的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，某些數(shù)據(jù)或某些指令的組合可能會(huì)引發(fā)程序邏輯錯(cuò)誤。隨著歲月的流逝，由于機(jī)械磨損、腐蝕、化學(xué)變化等方面的原因，損耗型故障增加，直到硬件系統(tǒng)報(bào)廢。硬件早期故障通常是由設(shè)計(jì)、裝配、運(yùn)輸?shù)确矫娴脑蛟斐傻摹? (2) ，其中k是常數(shù)，當(dāng)耗損或退化存在時(shí)，故障率將隨時(shí)間的流逝而線性增加，這種模型一般不適用于軟件產(chǎn)品。為了比較某一個(gè)程序在不同的時(shí)期或若干個(gè)程序在同一時(shí)期的可靠性，引入故障率是十分必要的。初始時(shí)刻程序工作正常，,于是，和滿足 （公式14－5） （公式14－6）從0時(shí)刻開(kāi)始，到t1時(shí)刻為止，程序發(fā)生故障的概率由于同一時(shí)刻程序成功運(yùn)行和發(fā)生故障是兩個(gè)互斥事件，所以[0,t]區(qū)間程序成功運(yùn)行的概率和發(fā)生故障的概率滿足 （公式14－7）程序成功運(yùn)行的概率就是可靠性，一般用標(biāo)記。在某個(gè)定時(shí)時(shí)間間隔內(nèi)，程序按照規(guī)格說(shuō)明成功運(yùn)行的概率定義為軟件的可靠性。由于大型軟件是復(fù)雜的邏輯產(chǎn)品，采用枚舉技術(shù)不可能對(duì)程序運(yùn)行的所有路徑逐個(gè)進(jìn)行測(cè)試，投入使用的軟件很可能殘留一定數(shù)量的錯(cuò)誤。這些故障可能來(lái)自硬件、軟件或人為因素。軟件除了不會(huì)出現(xiàn)磨損故障外，由其他幾種類似原因引發(fā)的故障都有可能出現(xiàn)。 軟件可靠性的概念制造問(wèn)題、設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、元器件過(guò)載、機(jī)械磨損等原因都會(huì)導(dǎo)致硬件故障，這些故障有些是不確定的，有些是隨機(jī)的?？煽啃苑治龊涂煽啃詼y(cè)試是衡量軟件質(zhì)量的重要手段。對(duì)于重要的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，特別是實(shí)時(shí)、嵌入式計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，軟件可靠性關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的成敗。由于n1 n2 N1 N2相同的程序在控制結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)復(fù)雜性等方面可能存在相當(dāng)大的差異，程序員使用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言描述算法的水平和熟悉程度也有很大區(qū)別，因此Halstead的估算方法有一定的局限性。I不僅與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的表達(dá)能力有關(guān)，而且還依賴于程序員的水平。高級(jí)語(yǔ)言的程序級(jí)接近于1，低級(jí)語(yǔ)言的程序級(jí)接近于0。對(duì)某種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，選用多個(gè)程序，計(jì)算并統(tǒng)計(jì)L的期望值I=E（L）≈。如果把具有m1個(gè)輸入和m2 個(gè)輸出的程序理解為將m1個(gè)變?cè)成涞筸2個(gè)變?cè)暮瘮?shù)Y=F（x），其中x＝（x1, x2…xm1），Y=( y1, y2…ym2)，那么程序的操作符只有函數(shù)和賦值兩個(gè)，即n1*＝n2*代入程序定義，可得最小程序量 V*＝（2＋n2*）log2（2＋n2*） （公式14－3）令L＝V*/V，其值取決于具體的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和程序。編寫程序的過(guò)程也就是從長(zhǎng)度為n的符號(hào)表中（其中，n＝n1 ＋n2）選擇操作符和操作數(shù)的過(guò)程。設(shè) n1 為程序中不同操作符的個(gè)數(shù)； n2為程序中不同操作數(shù)的個(gè)數(shù)； N1為程序中操作符的個(gè)數(shù)； N2為程序中操作數(shù)的個(gè)數(shù)。操作符是由程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言定義并在程序中出現(xiàn)的語(yǔ)法符號(hào)，如FORTRAN語(yǔ)言中的＋、－、*、/、IF、THEN、DO、END等。 文本復(fù)雜性度量 20世紀(jì)70年代初。他建議一個(gè)模塊V(G)的值不要大于10。其次，在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中求控制流從高層指向低層，如果出現(xiàn)從低層指向高層的流向，則會(huì)增加封閉區(qū)域的個(gè)數(shù)，于是，反方向的控制流向越多，程序結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，V(G)越大。（e） e=6,n=5,v=3。（c） e=4,n=4,v=2。圖147程序控制結(jié)構(gòu)的V（G）值（a） e=1,n=2,v=1。可以證明，V(G)等于結(jié)構(gòu)圖中有界或無(wú)界的封閉區(qū)域個(gè)數(shù)。為不失一般性，假設(shè)圖中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以由入口節(jié)點(diǎn)到達(dá)，并且從每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以到達(dá)出口節(jié)點(diǎn)。圖中每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)語(yǔ)句或一個(gè)順序流程的程序代碼塊，弧對(duì)應(yīng)于程序中的轉(zhuǎn)移。下面介紹幾種滿足上述部分原則的復(fù)雜性度量模型。人們一般認(rèn)為，軟件復(fù)雜性度量模型應(yīng)遵循下列基本原則：（1） 軟件復(fù)雜性與程序大小的關(guān)系不是線性的；（2） 控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜的程序較復(fù)雜；（3） 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的程序較復(fù)雜；（4） 轉(zhuǎn)向語(yǔ)句使用不當(dāng)?shù)某绦蜉^復(fù)雜；（5） 循環(huán)結(jié)構(gòu)比選擇結(jié)構(gòu)復(fù)雜，選擇結(jié)構(gòu)又比順序結(jié)構(gòu)復(fù)雜；（6） 語(yǔ)句、數(shù)據(jù)、子程序和模塊在程序中的次序?qū)?fù)雜性有影響；（7） 全程變量、非局部變量較多時(shí)，程序較復(fù)雜；（8） 參數(shù)按地址調(diào)用比按值調(diào)用復(fù)雜；（9） 函數(shù)副作用比顯式參數(shù)傳遞難于理解；（10） 具有不同作用的變量共用一個(gè)名字時(shí)較難理解。它反映了軟件的可理解性、模塊性、簡(jiǎn)潔性等屬性。 軟件復(fù)雜性度量 軟件復(fù)雜性度量原則，開(kāi)發(fā)規(guī)模相同、復(fù)雜性不同的軟件，花費(fèi)的時(shí)間和成本會(huì)有很大差異。ISO認(rèn)為，應(yīng)對(duì)高層和中層建立國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以便在國(guó)際范圍內(nèi)推廣應(yīng)用軟件質(zhì)量管理，而低層可由各使用單位自行制定。高層稱軟件質(zhì)量需求評(píng)價(jià)準(zhǔn)則（SQRC），中層稱軟件質(zhì)量設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則（SQDC），低層稱軟件質(zhì)量度量評(píng)價(jià)準(zhǔn)則（SQMC）。Grad和Caswell給出了以調(diào)查報(bào)告/規(guī)格說(shuō)明、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試、支撐為行，以上述要素為列的5行5列矩陣，通過(guò)對(duì)矩陣元素的度量導(dǎo)出軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程和軟件產(chǎn)品能質(zhì)量要素的FURPS度量。1987年，HewlettPackard提出一組稱之為FURPS的軟件質(zhì)量要素。表14－8 質(zhì)量要素與評(píng)價(jià)準(zhǔn)則質(zhì)量要素關(guān)系正確性可靠性有效性完整性可維護(hù)性可測(cè)試性可移植性可重用性可互操作性可用性靈活性評(píng)價(jià)準(zhǔn)則可審查性　　　√　√　　　　　準(zhǔn)確性　√　　　　　　　　　通信通用性　　　　　　　　√　　完全性√　　　　　　　　　　復(fù)雜性　√　　　√　　　　　簡(jiǎn)明性　　√　√　　　　　√一致性√√　　√　　　　　√數(shù)據(jù)通用性　　　　　　　　√　　容錯(cuò)性