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Development of a scaling factors framework to improve the approximation of software functional size with COSMIC - ISO 19761

Almakadmeh, Khaled (2013). Development of a scaling factors framework to improve the approximation of software functional size with COSMIC - ISO 19761. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

De nombreuses organisations de développement de logiciels s’efforcent de fournir des produits de haute qualité tout en gardant un équilibre entre la satisfaction du client, le calendrier et le budget. L'estimation de l'effort de développement des projets logiciel est l'un des défis majeurs de ces organisations de développement et ce défi est généralement rencontré dès les premières phases du cycle de vie du développement.

Pour relever ce défi, les organisations de développement de logiciels utilisent des techniques d'estimation précoce pour obtenir des estimations de l'effort au début (c.-à-d. estimations a priori) afin d'aider les gestionnaires de projet et les responsables techniques dans la planification et la gestion des projets.

L'une des approches pour l’estimation de l'effort a priori est basée sur l'approximation des fonctions attendues du logiciel. Ceci nécessite l'utilisation d'une méthode de mesure pour quantifier ces fonctions: la littérature réfère à la mesure de la taille fonctionnelle des produits logiciels - incluant les applications d'entreprise. Différentes normes internationales ont été adoptées pour mesurer la taille fonctionnelle des logiciels, telle que ISO 19761: COSMIC.

Cependant, durant les premières phases du cycle de vie du développement logiciel, et plus spécifiquement dans le processus d’estimation de la taille fonctionnelle du logiciel, l'absence de spécifications complètes et détaillées des exigences logicielles est commune, ce qui entraîne de nombreux défis. Par exemple: le niveau de granularité (c.-à-d. le niveau de détail) de la spécification des exigences fonctionnelles du logiciel est identifié subjectivement en utilisant l'intuition, l'expérience et/ou les opinions des experts du domaine; les facteurs d'échelle ne sont pas attribués; il n’y a pas une notation standardisée pour définir un ensemble standard de facteurs d'échelle que les ingénieurs des exigences peuvent affecter aux spécifications des exigences fonctionnelles des nouveaux projets de développement de logiciels afin d'identifier leur niveau de granularité.

Ces défis affectent l’estimation de la taille fonctionnelle de nouveaux projets de développement de logiciels puisque le résultat de l’estimation de la taille fonctionnelle est l'une des entrées principales du processus d'estimation d'effort. Ces défis empêchent les gestionnaires des projets logiciels de construire des modèles réalistes d'estimation de l'effort pour les nouveaux projets de développement de logiciels.

La motivation de ce projet de recherche est d'aider les organisations du développement logiciels et, en particulier, les gestionnaires des projets et les responsables techniques pour construire des modèles d'estimation de l’effort plus précis et ce en améliorant l'une des entrées du processus d'estimation de l'effort, afin d'améliorer la planification, la gestion et le développement des logiciels à des phases précoces du cycle de vie du développement des logiciels.

Le but de ce projet de recherche est d'améliorer l'une des entrées du processus d'estimation de l'effort et en particulier la qualité de l’approximation de la taille fonctionnelle des nouveaux projets du développement des logiciels.

L'objectif principal de la recherche est de concevoir un cadre de référence à être utilisé par les ingénieurs des exigences pour attribuer des facteurs d'échelle pour les premières versions de la spécification des exigences fonctionnelles du logiciel afin d’identifier leur niveau de granularité, ce qui se déroule généralement après l'étape de l'étude de faisabilité pour les nouveaux projets du développement logiciels.

Pour atteindre cet objectif de recherche, les principales phases de la méthodologie de recherche sont:
• la phase de recherche exploratoire: pour d'étudier l'impact du problème de recherche sur l'approximation de la taille fonctionnelle;
• la phase de conception du cadre de référence: pour concevoir la cadre de référence qui attribue les facteurs d'échelle à des spécifications fonctionnelles des exigences fonctionnelles pour identifier leurs niveaux de granularité; et
• la phase de vérification du cadre de référence: c’est la phase qui vérifie la convivialité du cadre de référence grâce aux différents groupes de participants ayant des profils d'expérience différents, et qui vérifie l'applicabilité de cadre de référence avec une variété d'études de cas représentant des systèmes logiciels différents.

Le principal résultat de ce projet de recherche est un cadre de référence qui se compose:
• d'un méta-modèle qui identifie les concepts et leurs relations qui doivent être recueillies par les ingénieurs des exigences pour atteindre la pleine spécification fonctionnelle des spécifications des exigences logicielles; et
• les critères qui permettent d'identifier le niveau de granularité de la spécification des exigences logicielles, et de leur attribuer des facteurs d'échelle pour classer leurs niveaux de granularité.

Le cadre de référence a été vérifié pour utilisation avec la même étude de cas par trois groupes de participants de l'industrie du génie logiciel, tandis que son applicabilité a été vérifiée avec quatre études de cas.

Résumé traduit

Many software development organizations strive to deliver high-quality products while keeping a balance between customer satisfaction, time, and budget. The estimation of the effort of software development projects is one of the major challenges of these software development organizations. This challenge is typically faced at early phases of the software development life cycle.

To tackle this challenge, the software development organizations use early estimation techniques to obtain early effort estimates (i.e. a priori estimates) in order to help project managers and technical leaders in projects planning and management.

One of the methodologies for a priori effort estimation is based on the approximation of the expected software functionality. This requires the use of a measurement method to quantify this functionality: the literature refers to the measurement of the functional size of software products – including business applications. Various international standards have been adopted to measure the functional size of software such as ISO 19761: COSMIC.

However, during the early phases of the software development life cycle, and more specifically in the approximation of the functional size of the software expected to be developed, the lack of detailed and complete software requirements specifications is common, which leads to many challenges. For instance, the level of granularity (i.e. the level of details) of the functional requirements specifications of software is identified subjectively using intuition, experience and/or opinions of the field experts. Also, there is no standardized notation to define a standard set of scaling factors to be assigned by the requirements engineers to the functional requirements specifications of software projects to identify theirs levels of granularity.

These challenges affect the quality of the functional size approximation of software development projects, since the result of the functional size approximation process is one of the primary inputs for the a priori effort estimation process. These challenges prevent the estimators of software projects from building realistic effort estimation models.

The motivation of this research project is to help software organizations and in particular projects managers and technical leaders to build more accurate effort estimation models by improving one of the inputs for the effort estimation process, in order to improve the planning, the management, and the development of software at early phases of the software development life cycle.

The goal of this research project is to improve one of the inputs of the a priori effort estimation process, and in particular the functional size approximation of software development projects.

The main research objective is to design a framework – to be used by the requirements engineers – that assigns scaling factors to early versions of functional requirements specifications of software to identify their levels of granularity at the early stages of the software development life cycle.

To achieve this research objective, the main phases of the research methodology are:
• exploratory research: to investigate the impact of the research issue on the approximation of the functional size approximation process;
• framework design: to design the framework that assigns scaling factors to functional requirements specifications to identify their levels of granularity; and
• framework verification: to verify the usability of the framework by different groups of participants with different experience profiles, and to verify the applicability of the framework with a variety of case studies representing different software systems.

The main outcome of this research project is a framework that consists of: a meta-model that identifies the relevant concepts and the relationships that need to be collected by the requirements engineers for achieving full functional specification of software requirements specifications, as well as criteria that identify the levels of granularity of software requirements specifications, and assign scaling factors to rank their levels of granularity.

This framework is verified for usability with the same case study by three groups of practitioners in the software engineering industry and verified next for applicability with four case studies.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment of the requirements for the degree of doctor of philosophy" Bibliogr. : p. [200]-209.
Mots-clés libres: Logiciels Développement. 19761, cosmic, échelle, estimation, exigence, facteur, fonctionnel, incomplet, iso, taille, exigences incomplètes, projets logiciels, ISO19761
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Abran, Alain
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 30 juill. 2013 16:30
Dernière modification: 08 mars 2017 02:13
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1190

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