소프트웨어 추정 모델, 코코모 (COCOMO Model)

Boehm은 1981년에 COCOMO(Constructive Cost Estimation Model)를 제안했습니다. COCOMO는 세계에서 가장 일반적으로 사용되는 소프트웨어 추정 모델 중 하나입니다. COCOMO는 소프트웨어의 크기를 기반으로 소프트웨어 제품의 노력과 일정을 예측합니다.

이 모델에서 필요한 단계는 다음과 같습니다.

1. 수천 줄의 소스 코드(KDLOC)를 평가하여 개발 노력의 초기 추정치를 얻으십시오.
2. 프로젝트의 다양한 속성에서 15개의 곱셈 요소 집합을 결정합니다.
3. 초기 추정값에 모든 곱셈 요인을 곱하여 노력 추정치를 계산합니다. 
   즉, 1단계와 2단계의 값을 곱합니다.

초기 추정(명목 추정이라고도 함)은 KDLOC를 크기 측정으로 사용하여 정적 단일 변수 모델에 사용된 형식의 방정식에 의해 결정됩니다. 초기 노력 Ei를 인-월 단위로 결정하기 위해 사용된 방정식은 다음과 같은 유형입니다.

Ei= a * (KDLOC)b

상수 및 b의 값은 프로젝트 유형에 따라 다릅니다.

COCOMO에서 프로젝트는 세 가지 유형으로 분류됩니다.

1.Organic(유기적): 개발 프로젝트가 유기적 유형으로 취급될 수 있으며, 프로젝트가 이해하기 쉬운 응용 프로그램 개발을 다루는 경우, 개발 팀의 규모가 상당히 작고, 팀원들이 유사한 프로젝트 방법을 개발한 경험이 있는 경우 . 이러한 유형의 프로젝트의 예로는 단순 비즈니스 시스템, 단순 재고 관리 시스템 및 데이터 처리 시스템이 있습니다.

2. Semi-detached: 개발 프로젝트는 경험이 있는 직원과 경험이 없는 직원이 혼합된 경우 개발 프로젝트를 semi-detached 유형으로 처리할 수 있습니다. 팀 구성원은 관련 시스템에 대한 경험이 제한적일 수 있지만 개발 중인 주문의 일부 측면에 익숙하지 않을 수 있습니다. Semi-detached 시스템의 예로는 새로운 운영 체제(OS), 데이터베이스 관리 시스템(DBMS), 복합 재고 관리 시스템 개발이 있습니다.

3. Embedded(임베디드): 개발 중인 소프트웨어가 복잡한 하드웨어와 강력하게 결합되거나 운영 방식에 대한 엄격한 규정이 있는 경우 개발 프로젝트는 임베디드 유형으로 처리됩니다. 예: ATM, 항공 교통 관제.

Bohem 은 3개의 제품 카테고리에 대해 KLOC(Kilo Line of code)의 추정 크기로부터 개발 시간과 노력(in a unit of person month)을 예측하기 위해 다른 식을 제공합니다. 노력 추정은 휴일로 인한 생산성 손실을 고려합니다. (휴무일, 연차-OFF, 커피 타임 등)
Boehm에 따르면 소프트웨어 비용 추정은 다음 세 단계를 거쳐 수행되어야 합니다.

 

Basic Model (기본 모델)

기본 COCOMO 모델: 기본 COCOMO 모델은 프로젝트 매개변수의 정확한 크기를 제공합니다. 

다음 표현식은 기본 COCOMO 추정 모델을 제공합니다.

Effort = a₁ * (KLOC) a₂ PM
Tdev = b₁ * (efforts) b₂ Months

KLOC는 Kilo Lines of Code로 표시된 소프트웨어 제품의 예상 크기입니다.
a₁,a₂,b₁,b₂는 소프트웨어 제품의 각 그룹에 대한 상수이며,
Tdev는 소프트웨어를 개발하는 데 예상되는 시간으로, 개월로 표시되며,
노력은 개인 월(PM)로 표시되는 소프트웨어 제품을 개발하는 데 필요한 총 노력입니다.

 

개발 노력 추정 (Estimation of development effort)

세 종류의 소프트웨어 제품에 대해 코드 크기를 기반으로 노력을 추정하는 공식은 다음과 같습니다.

• Organic: Effort = 2.4(KLOC) 1.05 PM
• Semi-detached: Effort = 3.0(KLOC) 1.12 PM
• Embedded: Effort = 3.6(KLOC) 1.20 PM

개발 시간 추정 (Estimation of development time)

세 종류의 소프트웨어 제품에 대해 노력을 기반으로 개발 시간을 추정하는 공식은 다음과 같습니다.

• Organic: Tdev = 2.5(Effort) 0.38 Months
• Semi-detached: Tdev = 2.5(Effort) 0.35 Months
• Embedded: Tdev = 2.5(Effort) 0.32 Months

기본 COCOMO 모델에 대한 일부 통찰력은 다양한 소프트웨어 크기에 대한 추정된 특성을 도표화하여 얻을 수 있습니다. 그림은 예상 노력 대 제품 크기의 플롯을 보여줍니다. 그림에서 우리는 노력이 소프트웨어 제품의 크기에서 다소 슈퍼라이너임을 알 수 있습니다. 따라서 제품 개발에 필요한 노력은 프로젝트 규모에 따라 매우 빠르게 증가합니다.

KLOC의 개발 시간 대 제품 크기는 그림에 표시되어 있습니다. 그림에서 개발 시간은 제품 크기의 하위 선형 함수임을 알 수 있습니다. 즉, 제품 크기가 2배 증가할 때 제품 개발 시간은 두 배가 되지 않고 적당히 증가합니다. 이것은 더 큰 제품의 경우 동시에 수행할 수 있는 더 많은 활동을 식별할 수 있다는 사실로 설명할 수 있습니다. 병렬 작업은 엔지니어가 동시에 수행할 수 있습니다. 이렇게 하면 프로젝트를 완료하는 데 걸리는 시간이 줄어듭니다. 또한 그림에서 개발 시간은 세 가지 범주의 제품 모두에서 거의 동일함을 알 수 있습니다. 예를 들어, 60 KLOC 프로그램은 Organic, Semi-detached, Embedded에 관계없이 약 18개월 만에 개발할 수 있습니다.

노력 추정에서 프로젝트 비용은 필요한 노력에 월별 인력 비용을 곱하여 얻을 수 있습니다. 그러나 이 사업비 계산에 함축된 것은 전체 사업비가 인력비만으로 발생한다는 가정이다. 인력 비용 외에도 프로젝트에 필요한 하드웨어 및 소프트웨어 및 관리, 사무실 공간 등의 회사 간접비로 인해 프로젝트에 비용이 발생합니다.

COCOMO 모델을 사용하여 얻은 노력 및 기간 추정을 명목 노력 추정 및 명목 지속 기간 추정이라고 합니다. 명목이라는 용어는 누군가가 예상 기간보다 짧은 시간에 프로젝트를 완료하려고 하면 비용이 급격히 증가한다는 것을 의미합니다. 그러나 누군가가 예상보다 오랜 기간 동안 프로젝트를 완료하면 예상 비용 가치가 거의 감소하지 않습니다.

Example1: 프로젝트가 400KLOC로 추정된다고 가정합니다. Organic, Semidetached, Embedded  세 가지 모델 각각에 대한 노력과 개발 시간을 계산합니다.
Solution: 기본 COCOMO 방정식은 아래과 같은 형식을 취합니다.

(i)Organic Mode
    E = 2.4 * (400)1.05 = 1295.31 PM
    D = 2.5 * (1295.31)0.38=38.07 PM

(ii)Semidetached Mode
    E = 3.0 * (400)1.12=2462.79 PM    
    D = 2.5 * (2462.79)0.35=38.45 PM

(iii) Embedded Mode
    E = 3.6 * (400)1.20 = 4772.81 PM
    D = 2.5 * (4772.8)0.32 = 38 PM

 

Example2: 200 KLOC 규모의 프로젝트가 개발될 예정입니다. 소프트웨어 개발 팀은 유사한 유형의 프로젝트에 대해 평균적인 경험을 가지고 있습니다. 프로젝트 일정은 그리 빡빡하지 않습니다. 프로젝트의 노력, 개발 시간, 평균 직원 규모 및 생산성을 계산합니다.

Solution: semi-detached 모드는 개발 시간의 크기, 일정 및 경험을 고려하여 가장 적합한 모드입니다.

E = 3.0 * (200)1.12=1133.12PM
D = 2.5 * (1133.12)0.35=29.3PM

P = 176 LOC/PM

 

Intermediate Model (중급 모델)

기본 Cocomo 모델은 노력이 다양한 소프트웨어 시스템에 따라 계산된 코드 줄 수와 일부 상수의 함수일 뿐이라고 생각합니다. 중간 COCOMO 모델은 이러한 사실을 인식하고 소프트웨어 엔지니어링의 다양한 속성을 기반으로 한 15가지 비용 요인 집합을 사용하여 기본 COCOMO 모델을 통해 얻은 초기 추정치를 수정합니다.

비용 동인 및 해당 속성의 분류:

제품 속성

• 필요한 소프트웨어 신뢰성 범위
• 애플리케이션 데이터베이스의 크기
• 제품의 복잡성

하드웨어 속성

• 런타임 성능 제약
• 메모리 제약
• 가상 머신 환경의 변동성
• 소요시간

인사 속성

• 분석가 능력
• 소프트웨어 엔지니어링 능력
• 응용 경험
• 가상 머신 경험
• 프로그래밍 언어 경험

프로젝트 속성

• 소프트웨어 도구 사용
• 소프트웨어 엔지니어링 방법의 적용
• 필요한 개발 일정

 

비용 동인은 네 가지 범주로 나뉩니다.

Intermediate COCOMO equation:

                E=ai (KLOC) bi*EAF
                D=ci (E)di

Coefficients for intermediate COCOMO

 

Detailed Model (상세 모델)

상세 COCOMO는 소프트웨어 엔지니어링 프로세스의 각 방법에 대한 비용 동인의 영향에 대한 평가와 함께 표준 버전의 모든 품질을 통합합니다. 세부 모델은 각 비용 동인 속성에 대해 다양한 노력 승수를 사용합니다. 상세 COCOMO에서는 전체 소프트웨어를 여러 모듈로 구분한 다음 COCOMO를 다양한 모듈에 적용하여 노력을 추정하고 노력을 합산합니다.

세부 COCOMO의 6단계는 다음과 같습니다.

• 계획 및 요구 사항
• 시스템 구조
• 완전한 구조
• 모듈 코드 및 테스트
• 통합 및 테스트
• 비용 구성 모델

노력은 프로그램 추정치의 함수로 결정되며 소프트웨어 수명 주기의 모든 단계에 따라 일련의 비용 동인이 제공됩니다.