GIS设计项目管理与质量保证.ppt

第十一章 GIS设计项目管理与质量保证,GIS设计与实现教程,软件项目的失败主要原因：项目管理不善。项目管理定义：通过计划、组织和控制等一系列活动，合理地配置和使用各种资源，以达到既定目标的过程。项目管理内容软件项目的工作范围可能风险需要资源(人、硬件软件)要实现的任务经历的里程碑花费工作量(成本),引言,在GIS设计与开发过程中，项目管理与质量保证是一对孪生姐妹。只有有效的项目管理才能产生优质的质量保证有了质量保证，项目管理的过程才能顺利进行GIS设计项目管理先于任何技术活动之前开始，并且贯穿于GIS设计的整个生命周期之中。,引言,GIS设计项目管理关注点成本估算项目进度项目度量风险评估产品质量人员安排,引言,GIS设计项目管理过程项目启动阶段：确定项目范围、组建项目团队、建立项目环境项目规划阶段：进行项目估算、资源组织配置、确定进度安排项目实施阶段：追踪项目执行、控制项目风险、管理项目变更项目收尾阶段：进行项目验收、修改项目计划、总结项目经验,引言,引言,GIS项目管理过程,教学提纲,第一节 GIS项目估算第二节 GIS项目进度安排第三节 GIS软件度量第四节 GIS项目风险分析第五节 GIS项目追踪与控制第六节 GIS软件质量保证,第一节 GIS项目估算,第一节 GIS项目估算,在GIS设计项目管理过程中关键的活动：制定项目计划，在制定计划时必须对GIS项目做出估算。这种估算大多是利用以前的花费做为参考而做出的如果新项目与以前的一个项目在大小上和功能上十分类似，则新项目需要工作量、开发持续时间、成本大致与那个老项目相同假使项目背景完全生疏，只能过去的经验做出估算管理人员大多使用不止一种估算技术，并用一种估算技术做为另一种估算技术的交叉检查。,第一节 GIS项目估算,GIS项目估算的内容体系,注：*为项目估算重点,GIS项目估算的内容体系,一、资源估算二、成本估算三、时间估算,第一节 GIS项目估算,一、资源估算,资源估算内容人力资源估算：资源估算中的核心一环指在GIS设计和开发的各个阶段所需的各种人员的数目以及他们的技术水平和专业配置。硬件资源估算作为GIS项目开发的一种工具而投入的，包括开发GIS软件的宿主机、安装GIS软件的目标机以及其他硬件。软件资源估算对GIS开发平台和其他开发平台以及各种计算机设计辅助工具等进行描述、使用、估算和评价等。,一、资源估算,资源估算主要说明三种资源的特性资源的描述资源的有效性说明资源在何时开始需要使用资源的持续时间,二、成本估算,成本估算主要是对软件开发成本进行估算。对于一个大型的GIS项目，由于项目的复杂性，开发成本的估算不是一件简单的事，要进行一系列的估算处理。主要成本估算方法类比估算法（自顶向下的估算方法）分解估算法（自底向上的估计法）差别估算法经验模型估算法,二、成本估算|类比估算法,类比估算法的主要思想从项目的整体出发，进行类推。类比估算法基础假设新项目设计和开发所需的工作量、时间、开发成本与已完成项目是成比例的。,二、成本估算|类比估算法,类比估算法计算过程总结已完成类似项目所消耗的总成本（或总工作量）。推算将要开发的软件的总成本（或总工作量）。按比例将总成本分配到各开发任务单元中。根据各个任务单元成本，检验估算是否能满足要求。,二、成本估算|类比估算法,类比估算法优点估算工作量小，速度快。类比估算法缺点对GIS项目中的特殊困难估计不足，估算出来的成本盲目性大。有时会遗漏被GIS项目的某些部分的成本。,二、成本估算|分解估算法,分解估算法的主要思想从项目的底层任务出发，层层累加。分解估算法过程把待开发的软件细分。明确每一个子任务都所需要的开发工作量。把子任务工作流加起来，得到软件开发的总工作量。,二、成本估算|分解估算法,分解估算法的优点估算各个部分的准确性高。分解估算法的缺点缺少各项子任务之间相互联系所需要的工作量。缺少许多与软件开发有关的系统级工作量。必须用其它估算方法检验和校正。,二、成本估算|差别估算法,差别估算法综合了上述两种方法的特点。差别估算法主要过程把待开发的GIS项目与过去已完成的GIS项目进行类比，区分出两个项目中类似的部分和不同的部分。类似的部分按实际量进行计算。不同的部分则采用相应方法进行估算。,二、成本估算|差别估算法,差别估算法的优点可以提高估算准确值。差别估算法的缺点不容易确定类似的界限。,二、成本估算|经验模型估算法,经验模型估算法依据开发成本估算模型进行估算。通常采用经验公式来预测软件项目计划所需要的成本、工作量和进度数据。用以支持大多数模型的经验数据都是从有限的项目样本中得到的。,二、成本估算|经验模型估算法,经验模型估算法的优点估算工作量小，速度快。经验模型估算法的缺点没有一种估算模型能够适用于所有的GIS项目开发。,三、时间估算,使用时间估算模型计算开发时间Walston_Felix模型 T=2.5E0.35原始的COCOMO模型 T=2.5E0.38COCOMO2模型 T=3.0E0.33+0.2(b-1.01)Putnam模型 T=2.4E1/3其中，E是开发工作量（以人月为单位，在成本估算中计算得到），T是开发时间（以月为单位）,第二节 GIS项目进度安排,第二节 GIS项目进度安排,GIS项目进度安排航海中的导航图。没有项目进度安排，GIS项目开发就会陷入混乱，甚至会出现相互扯皮之事，何时到达彼岸（系统实现）毫无把握。项目进度安排主要内容把工作量分配给特定的软件工程任务规定完成各项任务的起止日期将估算出的项目工作量分布于计划好的项目持续期内制定项目进度图表,第二节 GIS项目进度安排,在完成项目估算后，根据估算的时间、资源和成本合理地进行GIS项目的进度安排。“402040”规则在整个软件开发过程中，编码工作量仅占 20，编码前工作量占40，编码后工作量占 40。402040 规则只应用来做为 一个指南，实际的工作量分配比例必须按照各项目的特点来决定。项目进度安排将随着时间的流逝而不断演化。,一、GIS项目进度安排考虑因素二、GIS项目进度安排表,第二节 GIS项目进度安排,一、GIS项目进度安排考虑因素系统的验收与交付日期进度计划策略定义和识别GIS各项任务掌握每一任务的结束时间度量进度和质量非技术因素的影响,第二节 GIS项目进度安排,系统的验收与交付日期验收与交付日期有两种形式：一种是GIS系统最终验收与交付日期已经确定，GIS开发部门必须在规定的期限内完成。另一种只确定GIS系统最终验收与交付的大致年限，最后交付日期由GIS开发部门确定。无论哪种交付形式，进度安排的时间准确程度要比时间估算的准确程度更为重要。一旦进度安排落空，会带来很多负面影响，如：市场机会的丧失（有可能系统开发出来已经过时了）、用户的不满意和成本的增加等。,一、GIS项目进度安排考虑因素,进度计划策略有两种进度计划策略，一种是计划得紧一点，这就需投入较多的资源（主要是GIS设计与开发小组的人数）。一种是计划得松一点，这样相对投入的资源就少些。从实际的经验而言，GIS设计与开发小组的人数与软件生产率是成反比的，人数越多，GIS软件的生产效率越低。当许多人共同承担GIS开发项目中的某一任务时，人与人之间必须通过交流来解决各自承担任务之间的通信问题。如果在开发过程中增加小组人员，则最初一段时间内项目组总生产率不仅不会提高反而会下降。GIS软件设计与开发小组的规模不能太大，一般在28人左右为宜。,一、GIS项目进度安排考虑因素,定义和识别GIS各项任务定义GIS任务要做到无二性，即分工明确，谁在什么时间内完成什么功能不能有丝毫含糊。定义好GIS任务后，就应做出分工表，使每个人都知道自己在什么时间里必须干什么，使自己的工作真正到位。,一、GIS项目进度安排考虑因素,掌握每一任务的结束时间GIS项目管理人员应该掌握每一任务的结束时间，识别和监控关键路径以及如何确定任务的并行性，以确保项目顺利进行。关键路径是项目进度安排中的重点，应把它列为里程碑。关键路径通不过，对后面的安排影响很大。度量进度和质量即对质量把关程度，质量把关严了，则进度会慢些。非技术因素的影响风险因素,一、GIS项目进度安排考虑因素,为什么需要进度安排表？为监控软件项目的进度计划和工作的实际进展情况为表现各项任务之间进度的相互依赖关系GIS项目进度安排表里程碑表示法（Milestone Chart Method）直方图法（Histogram method）墙纸法（Wall Paper Method）关键路径法（CPM法Critical Path Method）甘特图法（Gantt Chart Method）,二、GIS项目进度安排表,里程碑表示法：将每个主要的任务均作为一个阶段来处理优点：看上去一目了然，制作和修改都很方便。缺点：不能表达各项任务之间的关系，不能用日历来表达进程，项目进度控制能力较差。,二、GIS项目进度安排表|里程碑表示法,里程碑表示法,直方图法以时间为线索，采用直方图的形式对项目中的各任务进行直观的表达。优点：容易看出各项任务的先后顺序，便于控制项目的进度。缺点：缺乏对项目各任务之间相互影响的描述，不能断定某一任务推迟对其它任务的影响。,二、GIS项目进度安排表|直方图法,直方图表示法,二、GIS项目进度安排表|墙纸法,墙纸法：召集所有任务的参与者，根据项目进度和个人时间安排共同制定出项目和个人的进度表。优点：直接对每个具体人员安排任务缺点：需项目参与人员主动参与项目进度计划的制定，对项目管理者的组织能力和处理人事关系的能力要求较高。,墙纸进度表示法,二、GIS项目进度安排表|关键路径法,关键路径法采用三种规则来表达项目中各任务之间的先后顺序和制约的双重关系。优点：分析能力很强，能够完全表达任务之间的顺序关系缺点：制作起来相当麻烦,关键路径表示法的规则,二、GIS项目进度安排表|甘特图法,甘特图法以图示的方式通过活动列表和时间刻度形象地表示出任何特定项目的活动顺序与持续时间。,甘特图示例,甘特图中，文档编制与评审是软件开发进度的里程碑交付文档并通过评审，是能否继续下一阶段任务的标准。甘特图的优点标明各任务的计划进度和当前进度，动态地反映软件开发进展情况。直观简明和容易掌握、容易绘制。甘特图的缺点难以反映多个任务之间复杂的逻辑依赖关系。进度计划的关键部分不明确，难于判定哪些部分是主攻和主控对象。,二、GIS项目进度安排表|甘特图法,以LUPMIS为例确定系统建设分成系统建设准备、用户需求调查与系统分析、系统总体设计、系统详细设计、系统实现、系统集成、系统测试、系统验收、系统试用与培训及系统正式运行十个阶段展开。根据其他类似GIS系统开发经验，确定LUPMIS建设期限为1年。定义系统建设各项任务，并分解任务到每个人员，做出任务分工表。制作甘特图。,二、GIS项目进度安排表|甘特图法,以LUPMIS为例,二、GIS项目进度安排表|甘特图法,LUPMIS总体进度安排甘特图,以LUPMIS为例在执行计划的过程中，经常检查项目实际进度情况。与进度计划相比较，若出现偏差，便分析产生的原因及对工期的影响程度，确定必要的调整措施，并更新原计划。这一过程如此不断地循环，直至项目完成。项目实际进度控制的目标就是确保项目按既定工期完成，在保证项目质量、不增加项目实际成本的条件下，尽可能缩短项目工期。,二、GIS项目进度安排表|甘特图法,以LUPMIS为例在执行计划的过程中，经常检查项目实际进度情况。与进度计划相比较，若出现偏差，便分析产生的原因及对工期的影响程度，确定必要的调整措施，并更新原计划。这一过程如此不断地循环，直至项目完成。项目实际进度控制的目标就是确保项目按既定工期完成，在保证项目质量、不增加项目实际成本的条件下，尽可能缩短项目工期。,二、GIS项目进度安排表|甘特图法,第三节 GIS软件度量,GIS软件度量贯穿于GIS设计全过程以及软件交付用户使用之后在软件交付之前得到的度量可作为判断设计和测试质量好坏的依据。这一类度量包括程序复杂性、有效的模块性和总的程序规模。在软件交付之后的度量则把注意力集中于还未发现的差错数和系统的可维护性方面。,第三节 GIS软件度量,GIS软件度量：直接度量和间接度量GIS建设过程的直接度量包括所投入的成本和工作量。GIS产品的直接度量包括产生的代码行数（LOC）、执行速度、存储量大小、在某种时间周期中所报告的差错数。GIS产品的间接度量包括功能性、复杂性、效率、可靠性、可维护性和许多其它的质量特性。,第三节 GIS软件度量,GIS软件度量方法分类面向规模的度量面向功能的度量面向人的度量各度量又包括生产率度量、质量度量、技术度量起着质量度量是GIS软件度量的灵魂,第三节 GIS软件度量,软件度量域的分类,面向规模的的度量用于收集与直接度量有关的软件工程输出的信息和质量信息。面向规模的度量是对GIS和GIS系统开发过程的直接度量。建立一个面向规模的数据表格来记录项目的某些信息。对于每一个项目，可以根据表格中列出的基本数据计算简单的面向规模的生产率和质量的度量。,第三节 GIS软件度量|面向规模的度量,项目aaa-01面向规模的的度量规模为 12.1 KLOC（千代码行）在交付用户后发现29个错误 工作量用了 24个人月 成本为168万元 文档页数为365 有3个人参加了项目,第三节 GIS软件度量|面向规模的度量,面向规模的数据表格,面向功能的度量面向功能的软件度量是对软件和软件开发过程的间接度量。面向功能度量主要考虑程序的“功能性”和“实用性”，而不是对 代码行数计数。该度量是一种叫做功能点方法的生产率度量法，利用软件信息域中的一些计数和软件复杂性估计的经验关系式而导出功能点。,第三节 GIS软件度量|面向功能的度量,面向人的度量收集有关软件开发人员开发计算机软件所用方式的信息。收集有关软件使用人员理解有关工具和方法的效率的信息。最终将GIS软件对人的可使用性量化为“用户友好性”。,第三节 GIS软件度量|面向人的度量,质量度量准则：正确性、可维护性、完整性和可使用性正确性：一个程序必须正确地运行，并为它的用户提供需要的输出。正确性的度量是每千代码行(KLOC)的平均差错数。可维护性：软件维护比其它的软件工程活动需要更多的工作量。没有一种方法可以直接度量可维护性，必须采取间接度量：平均变更等待时间。完整性：完整性度量一个系统抗拒对它的安全性攻击（事故的和人为的）的能力。可使用性：如果一个程序不具有“用户友好性”，即使它所执行的功能很有价值，也常常会失败。,第三节 GIS软件度量|质量度量,第四节 GIS项目风险分析,有时，GIS开发部门花费了大量的时间和精力去开发GIS，但到系统开发出来时，发现它已过时了，或运行了很短的一段时间就不能满足需求了。为什么会出现这种现象呢？原因在于在GIS项目管理过程中，没有很好地进行风险分析和风险处理，或是意识到了风险而置之不理。,第四节 GIS项目风险分析,？,在GIS项目管理中，进行风险分析是基于下面三方面考虑关心系统的成功与否，风险在其中扮演着什么角色。关心各方面的变化，如用户需求的某些变化、新的开发技术的出现以及所有其它与项目有关的实体的变化，会带来什么影响。规避风险问题，应当采用何种新方法、新技术、新工具，应当配置多少人力，在质量上和速度上要达到什么程度才能规避风险。,第四节 GIS项目风险分析,一、风险识别二、风险估计三、风险评价四、风险驾驭与监控,第四节 GIS项目风险分析,风险识别：指识别项目、技术和商业中各自潜在的问题项目风险：是识别项目中潜在的预算、进度、资源、用户和需求等方面的问题以及它们对GIS项目的影响。技术风险：是识别项目中潜在的设计、实现、接口、检验和维护等方面的问题，包括技术陈旧、技术不确定、最新技术（不成熟）等问题。商业风险：是识别项目中的竞争对手等问题。,一、风险识别,目前风险识别的方法是使用一个“风险项目检查表”，列出一组提问来帮助项目计划和管理人员判断在项目与技术上存在哪些问题投入的设计与开发人员是最优秀的吗？整个GIS项目开发期间人员如何投入？投入的人员够吗？按技能水平和专业对人员做了合理的组合了吗？项目成员接受过必要的培训吗？,一、风险识别,风险估计是指估计风险发生的可能性以及概率。在GIS开发过程中，通常由项目计划人员、管理人员与技术人员等组成小组，通过四种风险估计活动来进行风险估计。建立一个尺度或标准来表示一个风险发生的可能性。描述风险的后果。估计风险对项目和产品的影响。确定风险估计的正确性。,二、风险估计,风险评价：在风险识别和风险估计的基础上，评估发生风险的可能性及危害程度，决定是否需要采取相应的措施。在风险评价的过程中进行应该进一步检验在风险估计时所得的估计的准确性。尝试对已暴露的风险进行优先排队，并着手考虑控制和消除可能出现风险的方法。对于GIS软件项目来说，成本、进度和性能是三种典型的风险参照水准，如果风险的某种组合超出了一个或多个参照水准的话，就要终止工作。,三、风险评价,一旦预计的风险在实际中出现，它就转化为前进中的障碍，必须马上解决。因此，风险的驾驭与监控显得更为重要。风险驾驭利用某些先进的技术和方法，如可靠性工程学、软件心理学、面向对象分析与设计方法、先进的开发平台和性能优越的数据库软件以及某些先进的项目管理方法等设法避开或转移风险。与每一风险相关的三元组（风险描述、风险可能性、风险影响）是建立风险驾驭步骤的基础。,四、风险驾驭与监控,风险监控一种项目追踪活动做里程碑时间跟踪和主要风险因素跟踪，判断一个预测的风险在事实上是否发生了。进行风险再估计，确保针对某个风险制定的风险消除步骤正在被合理地使用。收集可用于将来的风险分析的信息。多数情况下，项目中发生的问题总能追踪到许多风险。风险的分析、识别、估计、驾驭与监控都要花费时间，但这些花费是值得的。,四、风险驾驭与监控,第五节 GIS项目风险分析,在GIS项目管理中，只顾项目的实施，而不进行追踪和控制是不行的，因为实际情况时刻都在变化。GIS项目追踪的主要方法包括：定期或不定期举行项目进展会议。评价在GIS软件工程中产生的所有评审结果。比较在GIS项目资源表中所列出的每一个项目任务的实际开始与结束时间、计划开始与结束时间。非正式地与开发人员交谈，以取得他们对GIS开发进展和刚出现的问题的客观评价。在实际应用中，这些追踪技术都是综合使用的。,四、风险驾驭与监控,GIS项目管理人员还可以利用“控制”来管理项目资源、进度问题以及指导项目工作人员。如果项目进行得很顺利（即项目进展顺利、无预算超支，并逐步到达里程碑），控制可以适当放宽当问题出现时，GIS项目管理人员必须以最快速度排除。例如，在出现问题领域可能需要追加一些资源，人员可能要重新部署，或者项目进度表要进行调整等,四、风险驾驭与监控,第六节 GIS软件质量保证,软件质量定义：“软件与明确地和隐含地定义的需求相一致的程度”明确声明的功能和性能需求。明确文档化过的开发标准。任何专业开发的软件产品都应该具有的隐含特征。质量就是生命，GIS软件质量是贯穿GIS软件生命周期的一个极为重要的问题。GIS软件质量是GIS开发过程中所采用的各种开发技术和验证方法的最终体现。在GIS项目管理过程中，要特别重视GIS的质量保证，以生产高质量的GIS产品。,第六节 GIS软件质量保证,GIS软件质量一般可以从以下三方面进行评价软件需求（包括GIS用户需求）。不符合需求的GIS软件就是质量不合格的软件。开发准则。如果不遵守开发准则，GIS软件质量就得不到保证。其它需求。如果软件只满足那些精确定义了的需求，而不能满足隐含的需求，软件质量也得不到保证。,第六节 GIS软件质量保证,一、GIS软件质量特性二、GIS软件质量保证体系三、实现质量保证的方法,第六节 GIS软件质量保证,GIS软件质量是各种特性的复杂组合体，与它的特性是密切相关的，讨论GIS软件的质量，问题最终要归结到定义软件的质量特性。人们通常采用软件质量模型来描述软件质量的特性。这些模型的共同特点是把软件质量特性定义为分层模型。在这种分层模型中，最基本的特性称为基本质量特性，它又可以由一些子质量特性来定义和度量。目前常用的评价模型为McCall软件质量评价模型和ISO软件质量评价模型。,一、GIS软件质量特性,McCall软件质量评价模型,一、GIS软件质量特性|McCall评价模型,McCall质量特性又可分成三类：面向软件产品的运行、修改和转移，分别反映用户在使用软件产品时的3种不同倾向或观点,McCall软件质量评价模型特性分类,一、GIS软件质量特性|McCall评价模型,在GIS项目管理中，面向产品运行的质量特性是最重要的，面向产品转移、产品修正的质量特性次之。从一定意义上说，面向产品运行的质量特性是其它两种质量特性的基础。,一、GIS软件质量特性|McCall评价模型,按照ISO有关规定，软件质量评价模型由高层、中层、低层三层组成高层对应着软件质量需求评价准则（SQRC）。中层对应着软件质量设计评价准则（SQDC）。低层对应着软件质量度量评价准则（SQMC）。ISO认为，应对高层和中层建立国际标准，在国际范围内推广软件质量管理（SQM）技术，而低层则可由各使用单位根据实际情况制定。这种做法是值得GIS开发部门借鉴的。,一、GIS软件质量特性|ISO评价模型,GIS软件质量保证体系是指在GIS设计的各个阶段、各个部门要进行的与质量有关的各项活动的总称。GIS软件质量保证体系包括：软件质量特性的确定。质量保证标准与方针的制定。重要质量问题的提出与分析。各阶段的质量保证工作。总结实现阶段的质量保证活动等。,二、GIS软件质量保证体系,质量保证体系可以用图来表示，质量保证体系图内容包括：用户、项目负责人和各部门横向安排。纵向安排顺序列出软件质量保证活动的各项工作。质量保证计划。确定质量目标以及在每个阶段为达到总目标所应达到的要求，对进度作出安排，并确定所需的人力、资源和成本。明确各种软件人员的职责。根据质量保证体系图，建立在各阶段中执行质量评价的质量评价和检查系统及质量信息系统，并使之有效地运行。,二、GIS软件质量保证体系,软件质量保证（software quality assurance,SQA）的方法基于非执行的测试（也称为技术复审），主要用来保证在编码之前各阶段产生的文档的质量。基于执行的测试（即软件测试），在程序编写之后，它是保证软件质量的最后一道防线。程序正确性证明，使用数学方法严格验证程序是否与对它的说明完全一致。,三、实现质量保证的方法,非执行的测试（技术复审）必要性能够较早发现软件错误，防止错误被传播到软件过程的后续阶段。在大型软件产品中60%70%检测出的错误属于规格说明错误或设计错误，而正式技术复审在此类错误的有效性高达75%。复审可大大降低后续开发和维护阶段的成本。正式技术复审包括走查和审查等具体方法，主要审查整个文档以发现错误并整理一份审查报告。,三、实现质量保证的方法,执行的测试（软件测试）必要性测试并不仅仅是为了找出错误.通过分析错误产生的原因和错误的发生趋势,可以帮助项目管理者。可以发现当前软件开发过程中的缺陷，以便及时改进。可以帮助测试人员设计出有针对性的测试方法，改善测试的效率和有效性。没有发现错误的测试也是有价值的,完整的测试是评定软件质量的一种方法。,三、实现质量保证的方法,程序正确性证明的必要性测试只能证明程序中有错误，并不能证明程序中没有错误。正确性证明的基本思想是证明程序能完成预定的功能，应该提供对程序功能的严格数学说明，然后根据程序代码证明程序确实能实现它的功能说明。程序正确性证明只证明程序功能是正确的，并不能证明程序的动态特性是符合要求的。正确性证明过程本身也可能发生错误。软件测试也仍然是需要的，对于大型软件的正确性验证是不实用的。,三、实现质量保证的方法,