基于多元线性回归模型的POPs软件估算方法研究

摘要

软件估算(SoftwareEstimation)是根据软件的开发内容、开发工具、开发人员等因素，对软件需求、程序设计、编码、测试等整个开发过程所花费的时间及工作量做出预测。软件估算是软件项目策划的基础，而估算风险是项目中最大的风险之一，因此软件估算一直是软件工程领域研究的重点课题。 面向对象软件开发方法的出现，使得传统的软件估算方法，如代码行法、功能点法，无法满足面向对象的特征要求；而现有的多数面向对象的软件估算方法，如3D功能点法、用例点法，也只是对软件特征的单方面进行度量，无法满足软件估算的要求。预测性对象点(PredictiveObjectPoints，简称POPs)方法是针对面向对象软件开发设计的，对面向对象的特征进行全面度量的软件估算方法。它从软件功能点数、对象间交流的信息数、继承对重用的影响度三个方面对软件进行全面度量，从而预测出软件的规模。POPs估算方法的核心是每类的加权方法数(WeightedMethodsperClass，简称WMC)。传统上，用图表法对类中每种类型的方法所占的比例和权值进行估算，从而得出WMC。此方法需要大数量级的历史数据，并且历史数据所覆盖的软件类型和行业不明确，计算的准确度不高。 本文研究了软件估算方法和软件应用数据的建模方法，特别是POPs方法和多元线性回归模型。针对POPs方法在软件估算中准确性不高的问题，提出一种基于多元线性回归模型的POPs软件估算方法。主要研究包括：首先提出了基于多元线性回归的POPs软件估算方法并给出算法，引入参数校准；其次，针对船舶物流管理系统，设计并实现了船舶物流管理软件估算系统；最后，将POPs方法应用到特定的领域(船舶物流管理)，对实验数据和估算结果进行比较分析，提高了估算结果的准确度。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景

1.2目前软件估算存在的问题

1.2.1软件成本估算不足

1.2.2估算方法使用不当

1.2.3历史数据标准各异

1.3论文主要研究工作

1.4论文的组织结构

2 软件估算方法研究概述

2.1软件估算的定义与分类

2.2常用的软件估算方法

2.2.1传统软件估算方法

2.2.2面向对象的软件估算方法

2.3本章小结

3 POPs软件估算方法

3.1预测性对象点方法概述

3.2 POPs方法中的参数度量

3.2.1顶层类数

3.2.2继承树深度

3.2.3基类的子类数

3.2.4每类的加权方法数

3.3类中方法的分类及权值

3.4 POPs估算方法的计算步骤

3.5 POPs图表法应用实例

3.6 POPs图表法的不足

3.7本章小结

4 软件度量数据的建模方法

4.1机器学习

4.1.1决策树

4.1.2基于范例学习

4.2神经网络

4.3基于多准则的决策方法

4.4统计方法

4.4.1多元线性回归模型

4.4.2最小二乘法求解参数估计值

4.5.3参数的标准

4.6本章小结

5 基于多元线性回归模型的POPs软件估算模型

5.1 POPs方法的多元线性回归模型

5.2样本数据的提取和表结构

5.3 WMC建模及校准

5.4估算准确性的验证

5.5本章小结

6 软件估算系统的设计实现及实验结果分析

6.1开发工具

6.2模块设计

6.3数据采集及模型计算结果

6.4效率比较

6.5本章小结

7结束语

7.1全文总结

7.2未来的工作和展望

参考文献

附录

致谢

个人简历及发表的学术论文