Tối ưu hóa lập lịch dự án sử dụng phương pháp cpm và kỹ thuật mạng bayes áp dụng cho các dự án phát triển phần mềm linh hoạt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRẦN ĐÌNH QUANG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Trần Đình Quang KỸ THUẬT PHẦN MỀM TỐI ƢU HÓA LẬP LỊCH DỰ ÁN SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP CPM VÀ KỸ THUẬT MẠNG BAYES ÁP DỤNG CHO CÁC DỰ ÁN PHÁT TRIỂN PHẦN MỀM LINH HOẠT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT PHẦN MỀM … KHÓA 14B Hà Nội – 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Trần Đình Quang TỐI ƢU HÓA LẬP LỊCH DỰ ÁN SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP CPM VÀ KỸ THUẬT MẠNG BAYES ÁP DỤNG CHO CÁC DỰ ÁN PHÁT TRIỂN PHẦN MỀM LINH HOẠT Chuyên ngành : Kỹ thuật phần mềm LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT PHẦN MỀM … NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS TS ĐỖ TRUNG TUẤN Hà Nội – 2016 MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Bố cục luận văn CHƢƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan phát triển phần mềm linh hoạt 1.1.1 Tuyên ngôn Agile 1.1.3 Tính lặp (Iterative) 1.1.4 Tính tiệm tiến (Incremental) tiến hóa (Evolutionary) 1.1.5 Tính thích ứng (hay thích nghi – adaptive) 1.1.6 Nhóm tự tổ chức liên chức 1.1.7 Quản lý tiến trình thực nghiệm (Empirical Process Control) 1.1.8 Giao tiếp trực diện (face-to-face communication) 1.1.9 Phát triển dựa giá trị (value based development) 1.2 Các vấn đề rủi ro phát triển phần mềm linh hoạt 12 13 13 13 14 14 15 15 Kết chương: 17 CHƢƠNG II VẤN ĐỀ LẬP LỊCH BƢỚC LẶP VÀ KỸ THUẬT MẠNG BAYES 2.1 Vấn đề lập lịch bƣớc lặp phát triển phần mềm linh hoạt 18 18 2.1.1 Khái niệm lập kế hoạch 2.1.2 Vai trò lập kế hoạch quản lý dự án 2.2 Một số hƣớng tiếp cận giải vấn đề lập lịch bƣớc lặp 19 19 23 2.2.1 Phƣơng pháp sơ đồ Gantt 2.2.2 Phƣơng pháp sơ đồ PERT 2.2.3 Phƣơng pháp đƣờng Găng (Critical Path Method – CPM) 2.3 Kỹ thuật mạng Bayes 24 24 25 27 2.3.1 Định nghĩa mạng Bayes (BNs) 28 2.3.2 Cách xây dựng mạng Bayes 31 2.4 Mơ hình Bayesian Critical Path Method (BCPM) 33 2.5 Kết hợp CPM BNs 35 2.6 Sử dụng BCPM để ƣớc lƣợng thời gian 39 Kết chương: 48 CHƢƠNG III LẬP LỊCH DỰ ÁN SỬ DỤNG CPM VÀ KỸ THUẬT MẠNG BAYES TRONG PHÁT TRIỂN PHẦN MỀM LINH HOẠT 49 3.1 Mơ hình hóa tốn lập lịch bƣớc lặp 49 3.2 Lập lịch bƣớc lặp dự án sử dụng CPM kỹ thuật mạng Bayes 51 3.3 Giải vấn đề lập lịch bƣớc lặp phát triển phần mềm linh hoạt 52 3.3.1 Thuật toán giải AISP không sử dụng Bayes[7] .52 3.3.2 Thuật toán giải AISP sử dụng mạng Bayes 54 3.4 Đánh giá thuật toán sử dụng Bayes với thuật tốn khơng sử dụng Bayes 57 CHƢƠNG IV THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 58 4.1 Dữ liệu thử nghiệm sinh liệu 58 4.2 Cài đặt giải thuật 61 4.3 Kết thử nghiệm phân tích 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 A Kết luận 65 B Kiến nghị 66 C Hƣớng phát triển đề tài 66 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn "Tối ưu hóa lập lịch dự án sử dụng phương pháp CPM kỹ thuật mạng Bayes áp dụng cho dự án phát triển phần mềm linh hoạt" thân tự thực dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Đỗ Trung Tuấn – Trƣờng ĐH KHTN- ĐHQG Hà Nội, thông tin số liệu kết Luận văn có nguồn gốc rõ ràng, nội dung Luận văn chƣa đƣợc công bố cơng trình nghiên cứu nƣớc Hà Nội, tháng năm 2016 Tác giả Luận văn Trần Đình Quang DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Các kế hoạch dự án 22 Bảng Thời gian hoạt động dự án 34 Bảng Tóm tắt thuộc tính cho mơ hình BCPM 36 Bảng Lịch trình hoạt động dự án X 38 Bảng Các thuộc tính mơ hình đánh đổi 41 Bảng NPT “Thời gian” 42 Bảng Thuộc tính mơ hình dự kiến rủi ro 47 Bảng Xảy rủi ro phụ thuộc vào “Điều khiển” 47 Bảng Bảng liệu cho ví dụ lập lịch đơn giản 58 Bảng 10 So sánh kết hai hƣớng lập lịch 63 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Tên đầy đủ Giải thích CPM Critical Path Method Phƣơng pháp đƣờng Găng BNs Bayesian Network Mạng Bayes Bayesian Critical Sự kết hợp Bayes CPM Path Method để ƣớc lƣợng BCPM thời gian Thời gian thực D Duration S Slack ES Earliest Start Thời gian bắt đầu sớm EF Earliest Final Thời gian kết thúc muộn LS Latest Start Thời gian bắt đầu muộn LF Latest Final Thời gian kết thúc muộn 10 AISP Agile Iteraction Vấn đề lập lịch bƣớc lặp Scheduling Problem phát triển phần mềm linh hoạt DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình Mức độ phổ biến phƣơng pháp 10 Hình Các phân đoạn lặp lặp lại Agile 12 Hình Sơ đồ mạng công việc 26 Hình Mơ hình minh họa mạng Bayes 28 Hình Ví dụ Bayes Networks 30 Hình Kết xây dựng mạng Bayes cho ví dụ thơng báo chng .32 Hình Kết xây dựng mạng Bayes sử dụng thứ tự nút khác .33 Hình Sơ đồ AON sơ đồ AOA 34 Hình Sơ đồ đoạn BNs gắn với hoạt động 35 Hình 10 Sơ đồ mạng dự án 37 Hình 11 Sơ đồ BCPM 39 Hình 12 Thời gian hoạt động nguyên mẫu BNs 40 Hình 13 Mơ hình đánh đổi 41 Hình 14 Sự biến đổi theo thời gian 43 Hình 15 “Thời gian” thay đổi “Tài nguyên” thay đổi 44 Hình 16 Phân bố “Tài nguyên” 45 Hình 17 Rủi ro kiểm sốt khơng kiểm sốt 46 Hình 18 Mơ hình dự kiến rủi ro 46 Hình 19 Mơ hình nhân tố khơng biết trƣớc 48 Hình 20 Mạng node nhiệm vụ 59 Hình 21 Lập lịch cho ( không áp dụng BNs) 59 Hình 22 Lập lịch cho ( áp dụng BNs) 59 Hình 23 Lập lịch cho ( khơng áp dụng BNs) 60 Hình 24 Lập lịch cho ( áp dụng BNs) 60 Hình 25 Kết lập lịch không sử dụng BNs 62 Hình 26 Kết lập lịch sử dụng BNs 62 Hình 27 So sánh kết sử dụng BNs không sử dụng BNs .64 PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện công nghệ thông tin ngày đƣợc ứng dụng rộng rãi hầu hết lĩnh vực xã hội, điều dẫn đến dự án công nghệ thông tin ngày đa dạng, phức tạp Khi dự án công nghệ thông tin phức tạp qui mô, thời gian thực ngắn triển khai phát triển dự án theo phƣơng pháp vấn đề cần đƣợc quan tâm nhƣ việc lên kế hoạch thực dự án cần đƣợc xem xét phƣơng pháp phù hợp mang tính khả thi cao cho dự án Đầu tiên vấn đề phƣơng pháp để phát triển dự án phần mềm điều kiện phức tạp nhƣ thiếu thơng tin tính khả thi dự án, yêu cầu khác hàng chƣa thực thống đơn giản sản phẩm lần đầu, chƣa có kinh nghiệm, bên nhà đầu tƣ dự án cần lịch trình báo cáo tiến độ dự án kèm theo sản phẩm cụ thể theo kế hoạch tiến độ Các mô hình phát triển phần mềm nhƣ mơ hình thác nƣớc, mơ hình xoắn ốc mẫu nhanh… chắn không phù hợp với nhƣng dự án mà tính khả thi dự án chƣa rõ ràng Một vấn đề lên lập kế hoạch phân bổ nguồn lực dự án Với dự án đầu việc ngƣời tham gia vấn đề lập kế hoạch lập lịch dự án cách thủ công không đáng ngại Nhƣng với dự án lớn, có nhiều đầu việc phức tạp, số lƣợng nhân công lớn (nguồn lực, tài nguyên) tham gia vào dự án có nhiều biến động, nhiều rủi ro tiềm ẩn, vấn đề lập kế hoạch, lập lịch dự án gặp khó khăn Ngƣời làm kế hoạch phải tốn nhiều thời gian để tiến hành sửa đổi kế hoạch, lập lịch lại có biến động nhân (hay rộng thay đổi nguồn lực thực hiện) Nhƣ vậy, vấn đề cấp thiết phải tự động đƣợc việc lên kế hoạch, lập lịch cho dự án đánh giá đƣợc tính khả thi lịch trình, kế hoạch theo số cụ thể Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Trong trí tuệ nhân tạo “Bayesian Networks” đƣợc ứng dụng rộng rãi để giải nhiều tốn phức tạp Trong có toán lập lịch, lên kế hoạch thực dự án Việc áp dụng kỹ thuật mạng Bayes lập lịch cho dự án phân bổ nguồn lực đƣợc nghiên cứu cải tiến nhiều Luận văn tập trung nghiên cứu nội dung sau đây:  Nghiên cứu tổng quát phát triển phần mềm linh hoạt  Nghiên cứu kỹ thuật mạng Bayes sử dụng mạng Bayes vào tối ƣu hóa lập lịch cho bƣớc lặp phát triển phần mềm linh hoạt  Triển khai giải thuật lập lịch theo hƣớng tiếp cận không sử dụng kỹ thuật mạng Bayes sử dụng kỹ thuật mạng Bayes  Phân tích đánh giá kết hƣớng tiếp cận Bố cục luận văn Luận văn đƣợc thực thành chƣơng nhƣ sau: Chƣơng 1: Giới thiệu tổng quan phát triển phần mềm linh hoạt (vấn đề phát triển, vấn đề rủi ro vấn đề lập lịch) Chƣơng 2: Giới thiệu toán lập lịch bƣớc lặp (định nghĩa, số hƣớng tiếp cận giải quyết), CPM kỹ thuật mạng Bayes Chƣơng 3: Trình bày thuật tốn giải toán lập lịch bƣớc lặp sử dụng CPM kỹ thuật mạng Bayes phát triển dự án phần mềm linh hoạt Chƣơng 4: Trình bày liệu thử nghiệm cho toán đánh giá kết lập lịch không sử dụng mạng Bayes lập lịch sử dụng mạng Bayes