基于复杂性的软件过程动态资源配置优化研究

摘要

随着信息技术的不断发展，软件产业已经成为信息产业的核心和国民经济信息化的基础。自软件诞生以来，“软件危机”始终伴随着软件的发展，表现在成本超支、进度失控、工期超期等，传统的软件过程模型对于缓解软件危机仍具有一定的局限性，。改进软件过程对于缓解软件危机具有重要的现实意义。 软件过程是一个典型的复杂系统，是将用户需求转化为可执行系统的开发和演化过程中所进行的软件工程的全部活动，具有并行性、复杂性、目的性、演化性、动态性等特征。复杂系统理论是现代系统理论与非线性系统理论进一步结合与发展的产物，是系统科学的重要组成部分。其智能性、适应性及抽象性等生命系统的特征使人工生命的研究方法成为复杂系统研究的主体。 本文以提高软件生产率、资源利用率为目的，以复杂性理论为研究手段，以软件过程为研究对象，集中探讨了活动规划、资源配置及软件过程中的动态性等问题。主要内容如下： 1.简要的回顾了软件的发展历程及软件危机的表现，分析了缓解软件危机对软件产业发展的重要性和必要性。 2.系统的分析了软件过程模型的历史，剖析了管理学、生命周期、复杂性科学三种不同学科背景下的软件过程模型的优缺点。详细论述了人工生命研究方法体系下的复杂理论的产生背景、基本原理，并对其中的研究方法的理论、应用及特征进行了总结。 3.系统的分析了目前的软件过程中活动规划与资源配置的方法及优缺点，综合软件过程中人力、物力资源的合理安排与统筹规划，通过任务分解、环路处理、资源评估等步骤，提出一种基于遗传算法的活动规划与资源配置模型，并采用项目实例对该模型进行有效性验证。 4.系统分析了软件过程中的动态性表现及特征，提出了动态性因子的概念，并对软件过程的动态性因子进行分析。将软件过程模型分为静态与动态两个部分，提出了一种基于规则集的软件过程模型，实现了软件过程中的动态性处理，并采用项目实例对该模型进行有效性验证。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

§1.1研究背景及意义

§1.2研究对象及目的

§1.3论文的研究内容及框架

第二章理论综述

§2.1软件

2.1.1什么是软件

2.1.2软件的发展

§2.2软件过程

2.2.1软件过程的特点

2.2.2软件过程的原则

2.2.3软件过程模型

§2.3复杂系统

2.3.1元胞自动机

2.3.2遗传算法

2.3.3复杂适应理论

第三章基于遗传算法的软件过程资源配置优化模型

§3.1问题描述

3.1.1目标函数

3.1.2约束条件

§3.2活动规划

3.2.1基于运筹学的规划方法

3.2.2基于状态的Petri网络法

3.2.3基于模糊理论的规划法

3.2.4基于神经网络的规划方法

3.2.5基于复杂性原理的规划方法

3.2.6基于网络拓扑学的规划方法

§3.3资源配置

3.3.1人力资源

3.3.2设备资源

§3.4基于遗传算法的活动规划与资源配置优化模型

3.4.1整体思路

3.4.2前提条件

3.4.3任务分解

3.4.4活动

3.4.5约束关系

3.4.6权重的计算

3.4.7环路处理

3.4.8资源的描述

3.4.9 工作量的估计、TN的计算、CN的计算

3.4.10系统建模

§3.5实证研究

3.5.1数据结构

3.5.2参数设置

3.5.3仿真结果

3.5.4实证结论

第四章基于规则集的软件过程动态性模型

§4.1 软件过程的动态性

§4.2软件过程的动态性特征

4.2.1不确定性

4.2.2未知性

4.2.3时变性

4.2.4随机性

4.2.5分散性

4.2.6环境干扰的未知性、多样性和随机性

§4.3软件过程的动态性分析

4.3.1活动规划的不确定性

4.3.2活动选择的不确定性

4.3.3资源的不确定性

4.3.4需求的不确定性

4.3.5技术的不确定性

4.3.6环境变化的多样性

§4.4基于规则集的软件过程模型

4.4.1目标函数

4.4.2前提条件

4.4.3项目跟踪

4.4.4软件过程动态模型

§4.5实证研究

4.5.1数据结构

4.5.2参数设置

4.5.3仿真结果

4.5.4实证结论

第五章总结与讨论

参考文献

附录

附录Ⅰ基于遗传算法的资源配置模型人力资源评价表

附录Ⅱ兴趣影响因子对照表

附录Ⅲ基于规则库的软件过程动态模型人力资源评价表Ⅰ

附录Ⅳ基于规则库的软件过程动态模型人力资源评价表Ⅱ

附录Ⅴ攻读硕士学位期间发表文章及参加的科研活动

致 谢