(LUẬN VĂN THẠC SĨ) Ước lượng chi phí phần mềm bằng CBR

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Tơ Lan Hƣơng ƢỚC LƢỢNG CHI PHÍ PHẦN MỀM BẰNG CBR LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội - 2010 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ Tơ Lan Hƣơng ƢỚC LƢỢNG CHI PHÍ PHẦN MỀM BẰNG CBR Ngành: Cơng nghệ thông tin Chuyên ngành: Công nghệ phần mềm Mã số: 60 48 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.PTS Nguyễn Việt Hà Hà Nội - 2010 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 1/71 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN Error! Bookmark not defined KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 1.1 Quản lý dự án phần mềm 1.2 Ước lượng chi phí dự án phần mềm 1.3 Các phương pháp ước lượng 11 1.3.1 Các mô hình ước lượng 13 1.3.2 Kỹ thuật ước lượng cải tiến 24 1.3.3 Ước lượng với hệ chuyên gia 25 1.4 Bài toán đặt 27 1.5 Đánh giá xác định phương pháp tối ưu 29 CHƢƠNG LẬP LUẬN TRÊN KINH NGHIỆM 32 2.1 Định nghĩa 33 2.2 Chu trình lập luận kinh nghiệm 33 2.3 Các vấn đề khác CBR 38 2.4 Ứng dụng thực tế 39 CHƢƠNG ÁP DỤNG LẬP LUẬN THEO KINH NGHIỆM VÀO ƢỚC LƢỢNG CHI PHÍ PHẦN MỀM 40 3.1 Bài toán đặt 41 3.2 Thiết kế ca sử dụng hệ thống 42 3.3 Thiết kế chức hệ thống 43 3.3.1 Tìm kiếm 44 3.3.2 Hiệu chỉnh 48 3.4 Thiết kế hình chức 49 3.5 Thiết kế sở liệu 50 3.5.1 Biểu diễn dự án 50 3.5.2 Tổ chức lưu trữ 52 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 2/71 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM 53 4.1 Chương trình thực nghiê ̣m 54 4.1.1 Ngôn ngữ lập trình thư viện 54 4.1.2 Cài đặt chương trình 54 4.2 Thực nghiệm 54 KẾT LUẬN 58 PHỤ LỤC 59 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 3/71 KÝ HIỆU VIẾT TẮT CBR Case-based Reasoning COCOMO COnstructive COst MOdel AI Aritificial Intelligence SLIM Software LIfe-cycle Model WBS Work Breakdown Structure OLS Ordinary Least Squares EAF Effort Adjustment Factor NOP Number of Object Point LOC Line Of Code CSDL Cơ sở liệu UC Use Case TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 4/71 DANH MỤC BẢNG Bảng Hệ số mode mơ hình COCOMO 18 Bảng Các tham số hiệu chỉnh mơ hình COCOMO Bảng Tham số hiệu chỉnh mơ hình tiền thiết kế Bảng Các thừa số hiệu chỉnh mơ hình hậu kiến trúc 19 21 22 Bảng Các hệ số hiệu chỉnh mũ Bảng Bảng so sánh phương pháp ước lượng chi phí 23 29 Bảng Bảng giá trị thuộc tính đặc trưng dự án Bảng Bảng giá trị trọng số 50 55 Bảng Kết ước lượng dự án thực nghiệm Bảng 10 Kết ước lượng dự án thực nghiệm Bảng 11 Bảng danh sách dự án CSDL ước lượng 55 56 61 Bảng 12 Bảng dự án đưa vào ước lượng Bảng 13 Bảng danh sách dự án đối chứng ước lượng 64 65 Bảng 14 Độ tương quan giá trị thuộc tính Hiện trạng hệ thống Bảng 15 Độ tương quan giá trị thuộc tính Ngơn ngữ lập trình 67 67 Bảng 16 Độ tương quan giá trị thuộc tính Hệ quản trị CSDL Bảng 17 Độ tương quan giá trị thuộc tính Dạng phần mềm 67 67 Bảng 18 Độ tương quan giá trị thuộc tính Yêu cầu phi chức Bảng 19 Độ tương quan giá trị thuộc tính Mơ hình CSDL Bảng 20 Độ tương quan giá trị thuộc tính Loại dự án 68 68 68 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 5/71 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Các kỹ thuật ước lượng theo giai đoạn Hình Phân phối Rayleigh cho nỗ lực phát triển [4] 12 14 Hình Đầu vào đầu mơ hình ước lượng SEER-SEM 16 Hình Các bước thực ước lương theo Delphi 24 Hình Các bước thực CBR Hình Chu trình lập luận theo kinh nghiệm Hình Đồ thị biểu diễn ca lập luận [2] Hình Cây định 27 34 36 37 Hình Biều đồ luồng Use case hệ thống 42 Hình 10 Biểu đồ luồng xử lý chức Hình 11 Luồng hình quản lý dự án Hình 12 Luồng hình ước lượng dự án 44 49 49 Hình 13 Màn hình danh mục dự án Hình 14 Màn hình Tìm kiến dự án Hình 15 Màn hình kết tìm kiếm 59 59 60 Hình 16 Màn hình Hiệu chỉnh 60 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 6/71 MỞ ĐẦU Trong kỷ nguyên công nghệ kinh tế đa chiều, phần mềm đóng vai trị vơ quan trọng việc định hướng phát triển cho doanh nghiệp góp phần gia tăng giá trị cạnh tranh cộng đồng Tại Việt Nam tổng doanh thu từ ngành công nghệ thông tin năm 2008 4,074 tỷ USD [1] Xây dựng dự án phần mềm thành công mối quan tâm hàng đầu tổ chức doanh nghiệp Đặc biệt quan trọng q trình quản lý, kiểm sốt tiến độ chất lượng dự án Quản trị dự án trình thực hoạt động hoạch định, tổ chức, điều khiển kiểm soát giai đoạn dự án từ khâu hình thành, thẩm định, triển khai vận hành dự án theo mục tiêu định, đến đánh giá hiệu đạt dự án thời kỳ thời hạn đầu tư , đồng thời phối hợp giai đoạn dự án với làm cho dự án hoạt động nhịp nhàng có hiệu cao Các vấn đề thường xảy dự án phần mềm  Thời gian thực dự án vượt mức dự kiến  Chi phí thực dự án vượt mức dự kiến  Kết dự án không dự kiến  Phát sinh rủi ro Vì trình ước lượng cho dự án phần mềm ban đầu trình quan trọng định lớn vào thành công dự án Ước lượng sớm xác chi phí dự án phần mềm từ lâu thách thức lớn nhà quản trị dự án Đã có vài mơ hình ước lượng đề xuất áp dụng thực tế COCOMO, SLIM (Putnam) Tuy nhiên, mơ hình cứng nhắc có độ tin cậy không cao, áp dụng vào giai đoạn đầu trình phát triển Luận văn áp dụng phương pháp lập luận theo kinh nghiệm để giải toán trên: xây dựng mơ hình hỗ trợ ước lượng dự án phần mềm Hướng tiếp cận mơ hình sử dụng mơ hình lập luận theo tình (Case-based reasoning- CBR) - mơ hình suy luận thường thấy chun gia Trong mơ hình CBR, chi phí cho dự án TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 7/71 ước lượng cách tìm kiếm dự án tương tự khứ hiệu chỉnh chi phí dự án cho phù hợp với ngữ cảnh dự án Mơ hình áp dụng pha ban đầu q trình phát triển liệu phân tích cịn chưa đầy đủ Luận văn nghiên cứu ước lượng chi phí đặc biệt phương pháp lập luận theo tình CBR áp dụng cho ước lượng chi phí phần mềm chúng tơi có thực xây dựng chương trình ước lượng vâ ̣n du ̣ng vào ước lươ ̣ng dự án ta ̣i đơn vi ̣đang công tác đó có cải tiến số thông số biểu diễn dự án đầu ước lượng Các phần cịn lại luận văn có cấu trúc sau Chương trình bày khái quát ước lượng chi phí phần mềm Chương trình bày lý thuyết phương pháp lập luận kinh nghiệm CBR Chương đưa cách thức chi tiết áp dụng phương pháp CBR vào ước lượng chi phí phần mềm Chương mô tả thực nghiệm với hệ thống dự án đơn vị cơng tác có đánh giá kết thực nghiệm Chương tổng kết lại kết đạt sau trình nghiên cứu hướng nghiên cứu TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 8/71 CHƢƠNG GIỚI THIỆU Trong chương giới thiệu tổng quan quản lý dự án ước lượng chi phí phần mềm, khó khăn gặp phải q trình ước lượng chi phí dự án phần mềm Từ đưa số phương pháp phổ biến áp dụng trình ước lượng dự án phần mềm, đánh giá ưu nhược điểm phương pháp làm sở cho q trình lựa chọn CBR ước lượng chi phí dự án phần mềm  Tổng quan trình quản lý dự án  Tổng quan ước lượng chi phí dự án phần mềm  Bài tốn đặt  Giới thiệu phương pháp ước lượng  Đánh giá ưu nhược điểm phương pháp ước lượng TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 56/71 24, 22, 31 33 3 8, 19 6.99 597.7 5.99 4, 5, 28 18.43 740.4 10.5 286.64 13, 10, 3.66 78.76 2.6 18 Khơng có rủi ro Khơng có rủi ro Khơng có rủi ro Khơng có rủi ro Phù hợp Phù hợp Không phù hơ ̣p Phù hợp Kết thực nghiệm chứng tỏ khả ước lượng mơ hình đề xuất với kế t phù hợp 4/5 Trong số trường hợp ước lượng có trường hợp cho kết phù hợp với trực quan người thực Trong dự án có dự án cho kết không phù hợp trực quan liệu dự án có tính đột biến: dự án Zope portal với số lượng module lớn (12 module) Kết cho thấy yếu tố quan trọng ngữ cảnh ước lượng, với dự án có liệu “đột biến” kết thường khơng xác Thực nghiệm 2: thực ước lượng với dự án có kết thực tế Các kết ước lượng so sánh với kết thực tế dự án theo độ sai số tương đối (S) công thức sau: S K thuc  K uocluong (23) K thuc Sau trình đưa thông tin dự án cần ước lượng vào chương trình cho kết ước lượng sau bảng sau: Bảng 10 Kết ước lượng dự án thực nghiệm Dự án Thời gian thực S3 Nỡ lực thực S1 Chi phí S4 Rủi ro 1.689 68.90% 2.34 17.00% 8.86 36.31% Khơng có 9.47 50.76% 8.1 15.71% 118.73 26.31% Khơng có 247.94 42.16% 5.3 33.75% 49.47 54.19% Khơng có 268.80% 741.78 97.98% 10.53 4.27% 287.19 102.25% Khơng có 3.64 21.33% 77.86 43.85% 2.67 11.00% 18.36 14.75% Khơng có 8.36 67.20% 282.81 19.43% 8.02 33.67% 113.67 45.73% Khơng có 10.52 110.40% 459.53 1560.95% 8.83 76.60% 164.51 344.62% Khơng có S2 Số LTV 61.6 164.00% 89.40% 285.24 9.45 89.00% 18.44 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 57/71 3.64 82.00% 77.54 37.64% 2.68 10.67% 18.46 15.38% Khơng có Trong đó: S1 sai số thời gian thực S2 sai số chi phí S3 sai số số lập trình viên S4 sai số nỗ lực thực Kết thực nghiệm chứng tỏ khả ước lượng mơ hình đề xuất Trong trường hợp ước lượng có trường hợp kết cho sai số chấp nhận (