朱明英，姚文勝，邢豫，陳春華

（中國電信股份有限公司廣東研究院，廣州 510630）

基于功能點(diǎn)法的軟件工作量評估方法研究與應(yīng)用探討

朱明英，姚文勝，邢豫，陳春華

（中國電信股份有限公司廣東研究院，廣州 510630）

通過對軟件項(xiàng)目工作量評估方法的研究，重點(diǎn)分析功能點(diǎn)法的優(yōu)點(diǎn)和使用難點(diǎn)，結(jié)合電信IT支撐系統(tǒng)的特點(diǎn)，在不改變功能點(diǎn)法的基本思想的基礎(chǔ)上，對功能點(diǎn)法進(jìn)行改進(jìn)，使其更容易理解和使用。最后，給出在電信IT支撐系統(tǒng)中使用改進(jìn)的功能點(diǎn)法評估軟件工作量的實(shí)際示例來驗(yàn)證本方法的可用性。

軟件工作量評估；改進(jìn)的功能點(diǎn)法；度量因子；度量方式

0 引言

軟件工作量評估是軟件工程的研究范疇，是軟件項(xiàng)目管理的核心所在，是編制成本預(yù)算、策劃合理項(xiàng)目進(jìn)度的基礎(chǔ)。一直以來，對軟件工作量的估算都很困難，一是由于軟件的本質(zhì)帶來的軟件復(fù)雜性和不可見性，二是項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的缺少，或由于新技術(shù)的不斷出現(xiàn)和應(yīng)用導(dǎo)致經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)不可用，評估參考不準(zhǔn)確導(dǎo)致估算結(jié)果可信度不高，三是參與軟件工作量評估的人的主觀因素，也往往會對工作量估算造成很大的干擾。

由于軟件工作量評估直接關(guān)系到項(xiàng)目投資，因此軟件項(xiàng)目工作量的合理估算，是引導(dǎo)精準(zhǔn)投資，加強(qiáng)資產(chǎn)管理和精準(zhǔn)管控的體現(xiàn)。國際上也一直有軟件組織致力于軟件工作量評估方法的研究，目前常用的軟件工作量估算方法包括代碼行法、功能點(diǎn)法、類比法、專家判斷法等，這些方法各有偏重，各具特點(diǎn)，適用于在不同階段進(jìn)行軟件工作量的評估。國內(nèi)的運(yùn)營商也依據(jù)自身的特點(diǎn)，在軟件工作量評估方面有不同的評估思路，并在實(shí)際的軟件項(xiàng)目中進(jìn)行應(yīng)用。本文通過對國際上應(yīng)用比較廣泛的功能點(diǎn)法進(jìn)行了深入的研究，并參考了功能點(diǎn)法在國內(nèi)運(yùn)營商中使用的案例，對功能點(diǎn)法進(jìn)行了改進(jìn)，使其更容易被理解，便于在實(shí)際的軟件項(xiàng)目中應(yīng)用。

1 功能點(diǎn)法介紹

1.1 功能點(diǎn)法的起源與發(fā)展

功能點(diǎn)法（FPA）最早由IBM公司的工程師A.J.Al?brecht于1979年提出，站在用戶的視角，基于用戶需求來度量軟件規(guī)模的一種方法。隨著各國研究者的不斷研究細(xì)化又有許多具體的方法，如國際功能點(diǎn)用戶協(xié)會（IFPUG The International Function Point Users Group）提出的IFPUG方法、英國軟件度量協(xié)會（UKSMA Unit?ed Kingdom Software Metrics Association）提出的 Mk II FPA方法、荷蘭功能點(diǎn)用戶協(xié)會（NEFPUG Netherlands Function Point Users Group）提出的NESMA方法以及軟件度量共同協(xié)會（COSMIC the COmmon Software Met?rics Consortium）提出的COSMIC-FFP方法，這些方法都屬于Albrecht功能點(diǎn)（Function Point）方法的發(fā)展和細(xì)化。

1.2 功能點(diǎn)法的基本思想

功能點(diǎn)法是基于軟件的功能數(shù)和一組獨(dú)立的項(xiàng)目因子進(jìn)行估算，它認(rèn)為一個典型的軟件由人機(jī)交互功能（事務(wù)處理）和數(shù)據(jù)功能（數(shù)據(jù)存儲）兩方面構(gòu)成。

（1）事務(wù)處理：包括外部輸入處理（EI）、外部輸出處理（EO）、外部查詢處理（EQ）等3類功能文件

●外部輸入處理EI：是獲得數(shù)據(jù)的過程，對終端用戶的輸入進(jìn)行相關(guān)的處理

●外部輸出處理EO：是反饋數(shù)據(jù)的過程，完成對票據(jù)、報(bào)表等的輸出

●外部查詢處理EQ：針對終端用戶的查詢請求，輸出相應(yīng)的檢索結(jié)果

（2）數(shù)據(jù)存儲：包括內(nèi)部邏輯文件（ILF）、外部接口文件（EIF）等2類功能文件

●內(nèi)部邏輯文件ILF：在信息系統(tǒng)內(nèi)部，為了完成相關(guān)功能使用的邏輯文件，包括順序文件、數(shù)據(jù)庫表等

●外部接口文件EIF：該系統(tǒng)和外部其他信息系統(tǒng)為了交換數(shù)據(jù)而使用的接口文件

上述5類功能文件稱為度量因子。通過對這兩方面5類功能文件的數(shù)量以及文件復(fù)雜程度的判定，結(jié)合總體的性能特征，借助一定的規(guī)則定量轉(zhuǎn)換為軟件規(guī)模的功能點(diǎn)數(shù)。

1.3 功能點(diǎn)法的基本步驟

（1）根據(jù)需求確定信息域，并確定各信息域的類型，即確定信息域所屬的度量因子。

（2）計(jì)算各個信息域的DET、RET/FTR數(shù)目。DET是指ILF/EIF中唯一的標(biāo)識字段；RET是指ILF/EIF中DET的集合，通常在一起被Update的DET集合就做為一個RET；FTR是為了完成EI/EO/EQ而被訪問的ILF/EIF，一個ILF/EIF不管被EI/EQ/EQ訪問了多少次都記為一個FTR。

（3）根據(jù)各信息域的類型和RET/FTR、DET的數(shù)目以及復(fù)雜性參照表確定各信息域的復(fù)雜性。

（4）根據(jù)各信息域的復(fù)雜性、各信息域的加權(quán)計(jì)數(shù)計(jì)算未調(diào)整功能點(diǎn)（UFP）。

（5）決定系統(tǒng)復(fù)雜度調(diào)整因子（VAF）。調(diào)整因子由14個通用系統(tǒng)特征（GSCs）構(gòu)成。每個特征都有對應(yīng)的描述以幫助確定該特征的影響程度。

（6）計(jì)算系統(tǒng)功能點(diǎn)（FP）。計(jì)算功能點(diǎn)一般使用如下關(guān)系式：

FP=UFP×VAF

總結(jié)功能點(diǎn)法的計(jì)算方法如圖1所示。

1.4 功能點(diǎn)法特點(diǎn)分析

功能點(diǎn)法具有操作性好、客觀、通用性好、可重復(fù)驗(yàn)證等優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）易理解：功能點(diǎn)法基于用戶需求來度量軟件規(guī)模，因此是從用戶的角度來估算軟件工作量，方便用戶理解。

（2）可通用：功能點(diǎn)法基于軟件的功能數(shù)和一組獨(dú)立的項(xiàng)目因子進(jìn)行估算，估算方法與和系統(tǒng)的功能相關(guān)，與開發(fā)語言無關(guān)，是一種通用的估算方法。

（3）客觀性：功能點(diǎn)法基于對應(yīng)用軟件的外部、內(nèi)部特性以及軟件性能的分析來得到軟件的功能數(shù)，比較客觀。

（4）可驗(yàn)證：功能點(diǎn)法有一套詳細(xì)的計(jì)算規(guī)則與計(jì)算方法，通過計(jì)算公式計(jì)算軟件的工作量，與參與評估人的關(guān)聯(lián)性不大，可重復(fù)實(shí)施驗(yàn)證。

同時(shí)，功能點(diǎn)法在使用時(shí)也有一定的實(shí)施難點(diǎn)：

（1）5類功能文件區(qū)分不直觀，將功能需求映射到功能文件難度較高

●EI/EQ/EO的區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)不夠直觀，容易混淆，判斷有難度

圖1

●數(shù)據(jù)文件（ILF）的判斷有難度，主要是判斷過程中難以確定某個文件是算數(shù)據(jù)文件（ILF）還是和它相關(guān)數(shù)據(jù)文件的記錄元素（RET）

（2）功能文件的復(fù)雜度要素判斷過程繁瑣

在進(jìn)行復(fù)雜度判斷時(shí)，首先需要判斷該功能文件的數(shù)據(jù)元素類型（DET）、記錄元素類型（RET）、引用文件類型（FTR）的數(shù)量，再根據(jù)規(guī)則來得到功能文件的復(fù)雜度。

因此，在使用功能點(diǎn)法進(jìn)行評估時(shí)，需要對功能點(diǎn)法進(jìn)行一些改進(jìn)，盡量避開使用難點(diǎn)，保證實(shí)施更為簡單、清晰、方便。

2 改進(jìn)的功能點(diǎn)法及應(yīng)用探討

2.1 改進(jìn)的功能點(diǎn)法介紹

對功能點(diǎn)法進(jìn)行改進(jìn)的主要思路是：

①修改信息域的類別，以行業(yè)內(nèi)更容易理解的方式來對功能進(jìn)行劃分。

②修改信息域的復(fù)雜度判斷標(biāo)準(zhǔn)，以一種相對比較直觀的標(biāo)準(zhǔn)來界定信息域的復(fù)雜程度。

③簡化系統(tǒng)復(fù)雜度調(diào)整因子，僅選取行業(yè)內(nèi)相對比較重要的因子。

改進(jìn)后的功能點(diǎn)法如圖2所示。

（1）度量因子

根據(jù)軟件的特征，可以將信息域的功能性需求歸結(jié)為6大類：界面類、業(yè)務(wù)邏輯類、接口類、流程類、報(bào)表類、數(shù)據(jù)處理類。將非功能性需求選取3個要求作為影響因素。每類的定義為：

①界面類：指向通過前臺用戶界面向用戶提供的功能點(diǎn)，原則上包含頁面（或窗口界面）的所有展現(xiàn)邏輯和相關(guān)處理邏輯。

②業(yè)務(wù)邏輯類：指沒有用戶界面的后臺應(yīng)用程序的業(yè)務(wù)邏輯（后臺服務(wù)處理邏輯、后臺定時(shí)任務(wù)處理邏輯等），例如話單采集、批價(jià)處理等。

③接口類：該系統(tǒng)和外部其他信息系統(tǒng)為了交換數(shù)據(jù)而使用的接口文件。

④流程類：業(yè)務(wù)或管理流程，用來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)處理的環(huán)節(jié)流轉(zhuǎn)。

⑤報(bào)表類：使用配置工具或程序開發(fā)的方式提供給用戶的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)。

⑥數(shù)據(jù)處理類：指配置系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)，或提供數(shù)據(jù)批量處理的模板或程序。

影響因素包括響應(yīng)速度、集成環(huán)境的復(fù)雜性和系統(tǒng)可靠性。

（2）度量方式

使用基準(zhǔn)工作量標(biāo)準(zhǔn)、復(fù)雜度界定標(biāo)準(zhǔn)、影響度界定標(biāo)準(zhǔn)來衡量度量因子的工作量。

①基準(zhǔn)工作量標(biāo)準(zhǔn)：是指對信息域的每個類別定義一個基本的工作量，即完成該類別的最簡單的工作所需要的人日標(biāo)準(zhǔn)。

②復(fù)雜度界定標(biāo)準(zhǔn)：針對信息域的每個類別，定義一個復(fù)雜度的判斷規(guī)則。判斷規(guī)則使用用戶易理解、可量化的標(biāo)準(zhǔn)。如該信息域涉及到的展現(xiàn)元素的個數(shù)、使用的字段個數(shù)等等。復(fù)雜度分4級，每個級別的復(fù)雜度對應(yīng)一個加權(quán)因子。級別越高，加權(quán)因子越大。

③影響度界定標(biāo)準(zhǔn)：對每個影響因素，根據(jù)性能要求帶來的架構(gòu)設(shè)計(jì)難度分為6級。每個級別對應(yīng)一個分值。級別越高，分值越大。

（3）計(jì)算公式

圖2

其中，N為功能點(diǎn)的數(shù)量，i表示第i個功能點(diǎn)。調(diào)整因子由3個影響度計(jì)算得到，計(jì)算公式為：

其中M為影響因子的個數(shù)，j表示第j個影響因子。

2.2 改進(jìn)的功能點(diǎn)法的應(yīng)用

為保證改進(jìn)的功能點(diǎn)法的可用性，我們選取了一個實(shí)際的軟件項(xiàng)目，使用改進(jìn)的功能點(diǎn)法對工作量進(jìn)行評估。

（1）項(xiàng)目簡介

本項(xiàng)目是一個產(chǎn)品管理系統(tǒng)，主要是對產(chǎn)品以及產(chǎn)品和產(chǎn)品之間的關(guān)系進(jìn)行管理。本次實(shí)施只對產(chǎn)品管理系統(tǒng)的部分功能進(jìn)行補(bǔ)充完善。

我們以一個銷售品組查詢的需求為例，說明改進(jìn)的功能點(diǎn)法的應(yīng)用情況。

本需求在需求說明書中的描述為：

頁面支持根據(jù)組ID精確查詢、組名模糊查詢；

頁面支持根據(jù)狀態(tài)、組類型進(jìn)行查詢；

頁面查詢數(shù)據(jù)來源：銷售品分組表。

（2）評估步驟

①確定應(yīng)用系統(tǒng)邊界與計(jì)數(shù)范圍

在本例中，應(yīng)用系統(tǒng)即為產(chǎn)品管理系統(tǒng)，計(jì)數(shù)范圍為產(chǎn)品需要升級的功能。本例的輸入是產(chǎn)品管理系統(tǒng)的需求說明書。

②確定功能點(diǎn)類型與工作量基準(zhǔn)值

對每個功能點(diǎn)，進(jìn)行功能點(diǎn)類別映射，從而確定工作量基準(zhǔn)值。

我們可以確定本功能點(diǎn)類別為界面類，從而可以根據(jù)基準(zhǔn)工作量標(biāo)準(zhǔn)，確定基準(zhǔn)工作量為2個人日。

③確定功能點(diǎn)的復(fù)雜度系數(shù)

對每個功能點(diǎn)，判斷復(fù)雜度，從而確定復(fù)雜度系數(shù)，計(jì)算該功能點(diǎn)的未調(diào)整工作量。

本需求要求在頁面上的顯示字段為11個，查詢條件為4個，符合B級復(fù)雜度標(biāo)準(zhǔn)，可以確定復(fù)雜度系數(shù)為2。從而得到本需求的未調(diào)整工作量為4個人日。

④計(jì)算所有功能點(diǎn)的未調(diào)整工作量

對需求說明書中所有的功能點(diǎn)，按照步驟（2）和（3）計(jì)算出每個功能點(diǎn)的未調(diào)整工作量，并合計(jì)出本項(xiàng)目的未調(diào)整工作量。本需求說明書共179個功能點(diǎn)，合計(jì)1160人日。

⑤確定影響度，計(jì)算調(diào)整因子

分別確定3個影響因素（響應(yīng)速度、集成環(huán)境復(fù)雜性、可靠性）的影響度，使用調(diào)整因子的公式計(jì)算調(diào)整因子的值。

本例中確定響應(yīng)速度影響度分值為4，集成環(huán)境復(fù)雜性影響度分值為1，可靠性影響度分值為4，從而計(jì)算得到調(diào)整因子的值為1.1。

⑥計(jì)算總工作量

使用總工作量的公式計(jì)算，得到軟件的工作量。

本例中的總工作量為1276人日。

由于本項(xiàng)目是已經(jīng)完成的一個軟件項(xiàng)目，我們用評估得到的工作量和項(xiàng)目之前認(rèn)定的工作量進(jìn)行了比較，差距在10%之內(nèi)，基本符合預(yù)期。

3 結(jié)語

本文通過對業(yè)界普遍采用的軟件開發(fā)項(xiàng)目工作量評估方法的研究，重點(diǎn)研究了功能點(diǎn)法的基本思想和使用步驟，分析了功能點(diǎn)法的優(yōu)點(diǎn)和使用難點(diǎn)，在不改變功能點(diǎn)法的基本思想的基礎(chǔ)上，結(jié)合電信IT支撐系統(tǒng)的特點(diǎn)，對功能點(diǎn)法進(jìn)行了改進(jìn)，將功能性需求的度量因子分為6類，非功能性需求的影響因素精簡為3個，保證在實(shí)際的評估過程中更容易理解和使用。最后，本文給出了在電信IT支撐系統(tǒng)中使用軟件工作量評估方法的實(shí)際示例驗(yàn)證本方法，取得了良好的效果，為建立電信IT支撐系統(tǒng)的工作量評估體系提供了借鑒意義。

[1]International Function Point Users Group（IFPUG）IFPUG_Counting_Practices_Manual_4.1

[2]曾圓，楊海棟，陳海勇.基于IFPUG功能點(diǎn)的簡化度量方法.計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2017,53（7）:60-63

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[6]周漢兵,關(guān)昕,馬力.功能點(diǎn)度量在軟件開發(fā)中的應(yīng)用.計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2006（03）.

Research and Application of Software Workload Evaluation Method Based on Function Point Analysis

ZHU Ming-ying，YAO Wen-sheng，XING Yu，CHEN Chun-hua
（Guangdong Research Institute of China Telecom Corporation Ltd.，Guangzhou 510630）

Based on the research on the workload evaluation method of software development project,analyzes the advantages and difficulties of Func?tion Point Analysis(FPA).Combined with IT telecom support system,based on the function point analysis,makes a suggestion of an im?proved function point analysis,which is easy to understand and use.Finally，provides a practical example which uses the improved function point method to evaluate software workload in a telecom IT support system to verify the availability of this approach.

Software Workload Evaluation;An Improved Function Point Analysis;Measure Factor;Measure Method

1007-1423（2017）33-0052-05

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.33.013

2017-09-14

2017-11-21