软件工程过程教学——软件估算和复用方法的教学实践

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1、软件工程过程教学——软件估算和复用方法的教学实践软件工程过程教学软件估算和复用方法的教学实践　摘要:为了提高学生的软件工程管理能力,精心设计了软件过程基础课程的教学和实验,使学生体验从单一开发过程提高到多循环开发过程,从小规模开发过渡到大规模开发过程,掌握估算与计划,亲身体验使用代码复用方法的高效率性。通过总结和分析课程教学和实验数据,验证了PROBE估算教学实验的有效性及应用的合理性,提出了教学改进建议。　　关键词:统计方法;PROBE估算;复用;PSP;TSP　　.L.　　1研究背景　　软件过程基础课程是北航计算机学院为北航大三学生开设的专业必修课。我们参考U/SEi)的有关研

2、究报告[4-5],在满足IEEES(PersonalSoftprey的《PSPSM:ASelf-ImprovementProcessforSoftating,基于代理的估算)是PSP/TSP的一部分,包括如何获得估算数据,如何使用这些数据进行估算以及如何度量和改进估算的准确性。它的估算思想是:如果新建立的组件与以前建立的组件类似,那么新组件所需的工作量与旧组件一样。在PROBE估算中,需要建立自己的代码库,以跟踪所有程序的规模和工作量,而代码库中的每个组件都有设定的类型(计算、逻辑或数据等)和规模(非常小、小、中、大、非常大)。当开始一个新项目时,我们可以将任务划分成与代码库中组件

3、相似的类型和规模,然后利用线性回归方法来估算项目的工作量。　　PROBE估算可以使用任何所选的项为代理,但只有满足以下几个条件[7]才能成为好的代理:　　1)代理规模(proxy)的度量应该与开发该产品需要的工作量紧密相关。　　2)一个产品的代理规模内容应该能够自动计算。　　3)项目开始时,代理规模应是形象化、易懂的。　　4)代理规模应该便于定制,以适应项目和开发人员的需求。　　5)对于不同的软件开发实施方案,代理规模应该是敏感的,而且应该能够正确反映出开发成本和工作量。　　表1显示了四种PROBE法、使用它们的条件以及如何使用它们。若你选择了4种PROBE规模估算规程中的1种,就

4、决定了如何计算参数β,而这种选择基于所采集数据的质量。方法A应该是首选,但是它要求至少3个及以上估算代理规模(E)和实际新增和修改规模的数据点,并要求数据点的相关性r>=0.7。如果方法A难以实行,可以试着使用方法B。方法B使用计划新增和修改的规模以及实际新增和修改的规模,同样必须有3个及以上数据点,且要求r>=0.7。如果数据不满足方法A和B,但是有一些计划和实际的新增与修改规模,可以使用方法C。如果没有任何数据,那就只能使用方法D,而这实际上并没有作预测,仅仅是猜测一个值作为计划新增和修改的规模或者开发时间,输入到项目计划中。　　3课程内容设计　　软件过程

5、基础课的教学目标包括知识和能力两个方面。知识方面主要是使学生满足行业对软件工程师的专业要求,能力方面主要是使学生使用经过证明的有效的方法,不断提高自己的过程能力,并通过此过程的讲授提高在开发团队中工作所需的技能。本课程是在学生学习完C、C++和Java等语言及软件工程基础课程后开设的。在提高估算准确性和生产率方面,主要教学和实验步骤如下:　　1)课程安排。本课程参照SEi的PSP培训的相关材料,设置了3个阶段的课程,如图2所示。　　2)课程辅助工具。在PSP教学中,正确地收集数据是学生遇到的最大挑战。加上学生的经验较少,经常会估算不准确,复用方法实践甚少。如果用数.L.据客观看到我

6、能力提高了,是对学生增强自我信心的最大鼓励。我们在原有工具基础上增强了针对估算和复用方面的功能。　　(1)如图3所示,在初始的时间估算中,工具会根据学生输入的总时间和历史各阶段的百分比自动计算出对应的参考值,然后学生可以根据需要分配各阶段时间。　　(2)如图4所示,在进行规模估算前,学生首先要将已有的构件添加到个人代码库中。　　(3)如图5所示,学生选择PROBE估算方法时,根据历史数据计算数据的相关性。如果相关性条件符合所选的方法,工具会根据历史数据以及该程序的代理规模,用PROBE方法估算出总的规模、总的时间以及对应的预测区间;如果相关性不符合所选方法的要求,工具会提醒学生重新

7、选择。　4结果分析和评价　　无论从学生个体还是总体的角度出发,我们在估算准确度和生产率方面都取得了良好的成果。　　1)我们给学生提供专门的实验课集体训练(上机)环境,在实验过程中一步步指导学生,使其体会正确的做事方法,体会努力后获得的成功。表2是学生在集中指导下的教学效果与上学期个人自由上机的比较。　　学生在经过18学时的实践课后,在很多方面都有了改进,学生的反馈如表3所示。　　2)在实践过程中,具有较高数据相关性的学生,其估算准确度会较高。在完成几个程序后,学生基于