• Существует оптимальное, с точки зрения затрат, время выполнения графика для первой поставки: T = 2,5 (ЧМ)1/3. То есть оптимальное время в месяцах изменяется как кубический корень предполагаемого объема работ в человеко-месяцах - формула, полученная из оценки размера и других факторов в его модели. Следствием является кривая, дающая оптимальную численность занятых.
• Кривая стоимости медленно растет, если запланированный график длиннее оптимального. Работа занимает все отведенное для нее время.
• Кривая стоимости резко растет, если запланированный график короче оптимального.
• Практически ни один проект невозможно завершить быстрее, чем за[3]Л расчетного оптимального графика вне зависимости от количества занятых в нем! Этот примечательный результат дает менеджеру программного проекта солидное подкрепление, когда высшее руководство требует принятия невозможного графика.
Насколько верен закон Брукса? Были даже проведены тщательные исследования закона Брукса (намеренно упрощенного), согласно которому выделение дополнительных людей для отстающего графика проекта лишь задерживает его выполнение. Лучше всего это сделано Абдель-Хамидом (Abdel-Hamid) и Мадником (Madnick) в честолюбивой и ценной книге "Динамика программного проекта: интегрированный подход".[16]В книге разработана количественная модель динамики проекта. Глава о законе Брукса более подробно вникает в то, что происходит при различных допущениях относительно того, кого добавляют, и когда. Чтобы исследовать это, авторы развивают собственную тщательную модель программного проекта среднего размера, предполагая, что у вновь добавляемых людей есть кривая обучения, и учитывая дополнительные издержки на общение и обучение. Они приходят к выводу, что "добавление новых людей к запаздывающему проекту всегда приводит к его удорожанию, но не всегда к более позднему завершению" (курсив авторов). В частности, увеличение численности работников в начале проекта гораздо безопаснее, чем в конце, поскольку добавление новых людей всегда вызывает отрицательный эффект, для компенсации которого требуются недели.
Штуцке (Stutzke) предлагает более простую модель для проведения аналогичных исследований, и с тем же результатом.[17]Он проводит подробный анализ процесса и издержек, связанных с привлечением новых работников, явным образом учитывая отвлечение наставников от непосредственной работы над проектом. Он проверял свою модель на реальном проекте, в котором численность работником была удвоена, благодаря чему удалось уложиться в первоначальный график, несмотря на отставание в середине. Он рассматривает альтернативы добавлению новых работников, особенно сверхурочную работу. Наибольшую ценность представляют его многочисленные практические советы о том, как привлекать новых работников, обучать их, обеспечивать инструментарием и т.д., чтобы минимизировать отрицательный эффект увеличения персонала. Особенно достойно внимания его замечание, что дополнительно привлекаемые на поздних стадиях проекта работники должны быть игроками команды, стремящимися войти в игру и вписаться в процесс, а не пытаться изменить или усовершенствовать сам процесс!
Штуцке считает, что дополнительная тяжесть обмена информацией в крупном проекте имеет второй порядок малости, и не включает ее в свою модель. Не вполне ясно, учитывают ли ее Абдель-Хамид и Мадник, и если да, то как. Ни в одной из моделей не учитывается то обстоятельство, что работа должна быть перераспределена - процесс, который для меня часто оказывался нетривиальным.
"Крайне упрощенная" формулировка закона Брукса становится более полезной, будучи дополнена этими тщательно сделанными надлежащими оговорками. Подытоживая, я продолжаю придерживаться исходного утверждения как приближения к истине нулевого порядка, практического правила, предупреждающего менеджеров о неразумности инстинктивной попытки вытянуть запаздывающий проект.
Кадры решают все (или почти все)
Некоторые читатели удивляются, что большая часть рассуждений МЧ-М посвящена административным сторонам программной инженерии, а не многочисленным техническим проблемам. Такой перекос частично вызван той ролью, которую я играл в IBM Operating System/360 (теперь MVS/370). Если смотреть глубже, это происходит от убеждения, что качество людей, занятых в проекте, их организация и администрирование имеют гораздо большее значение для успеха, чем инструменты, которыми они пользуются, или применяемые ими технические решения.
Последующие исследования подкрепили мою уверенность. Модель COCOMO Бёма признает, что качество команды является важнейшим фактором ее успеха, практически вчетверо более важным, чем следующий за ним по значимости. Большинство научных исследований по программной инженерии сосредоточилось на инструментах. Я люблю хороший инструмент и жажду его. Тем не менее отрадно видеть продолжение исследовательских программ в отношении заботы о людях, их роста и поддержки, а также развития управления разработкой программного обеспечения.
Человеческий фактор. Крупным достижением последних лет стала книга Демарко (DeMarco) и Листера (Lister) "Человеческий фактор: продуктивные проекты и программы", изданная в 1987 году. В основе ее лежит положение о том, что "главные проблемы в нашей работе по природе своей не столько технологические, сколько социологические". Она изобилует такими жемчужинами, как "задача менеджера не заставить людей работать, а сделать так, чтобы они могли работать". В ней говорится о таких прозаических вещах, как помещение, мебель, совместное питание команды. Демарко и Листер приводят реальные данные из своего "Программирования военных игр", которые показывают поразительную корреляцию между производительностью программистов из одной и той же организации, а также между характеристиками рабочих мест и уровнем продуктивности и наличия ошибок.
В помещениях наиболее продуктивных программистов тише, они более личные, лучше защищены против непрошеного вторжения, и они просто больше… Понимаете ли вы, что покой, пространство и уединенность способствуют лучшей работе ваших теперешних работников или (с другой стороны) способствует привлечению и сохранению лучших работников?[18]
Я искренне рекомендую эту книгу всем моим читателям.
Передача проектов. Демарко и Листер уделяют большое внимание спаянности команды, неуловимому, но важному качеству. Я думаю, что непонимание администрацией спаянности служит причиной той готовности, с которой, как я наблюдал, в компаниях, расположенных на нескольких площадках, проекты передаются из одной лаборатории в другую.
В своей практике я наблюдал, возможно, с полдюжины передач проекта, и ни одна из них не была успешной. Можно с успехом передавать задания. Но во всех случаях попытки передать проект новая команда фактически начинала сначала, несмотря на наличие хорошей документации, некоторого продвижения в проекте и некоторых людей из передающей команды. Я думаю, что разрушение спаянности прежней команды приводит к выкидышу проекта, находящегося в эмбриональном состоянии, и осуществлению его с начальной точки.
Сила отказаться от власти
Если согласиться, что, как я неоднократно доказывал на протяжении этой книги, творчество исходит от личностей, а не организационных структур и процессов, тогда главная задача менеджера программного проекта - создать организационную структуру и рабочий процесс, способствующий творчеству и инициативе, а не подавляющие их. К счастью, эта проблема присуща не только программным организациям, и над ней работали многие большие умы. Е. Ф. Шумахер (E. F. Schumacher) в классической работе "Малое прекрасно: экономика ради людей" предлагает теорию организации предприятий, максимизирующую творческую активность и радость работников. В качестве первого принципа он выдвигает "принцип вспомогательной функции" из энциклики Quadragesimo Anno папы Пия XI:
Передача большему и вышестоящему сообществу того, что могут делать меньшие и нижестоящие организации является несправедливостью и в то же время серьезным злом и нарушением правильного порядка. Ибо всякая общественная деятельность по сути своей должна предоставлять помощь членам социальной группы, а не разрушать и поглощать их… Тем, кто управляет, следует быть уверенными, что чем лучше среди различных сообществ сохраняется дифференцированный порядок в соблюдении принципа второстепенной функции, тем крепче будет власть и эффективность в обществе, тем более счастливым и процветающим государство.[19]
Шумахер приводит разъяснение:
Принцип второстепенной функции учит нас, что власть и эффективность центра увеличатся, если будут тщательно охраняться свобода и ответственность более низких формирований, а в итоге организация в целом будет "более счастливой и процветающей".
Как можно добиться такой организации? … Большая организация должна состоять из множества полуавтономных единиц, которые можно назвать квази-фирмами. Каждая из них должна обладать значительной свободой, чтобы предоставить наилучшие возможности для творчества и предприимчивости… Каждая из квазифирм должна иметь свой учет прибылей и потерь, а также балансовый отчет.[20]
К числу наиболее замечательных достижений программной инженерии принадлежат первые этапы практического осуществления таких организационных идей. Прежде всего, микрокомпьютерная революция создала новую программную индустрию с сотнями вновь возникших фирм, которые изначально малы и отмечены энтузиазмом, свободой и творчеством. Сейчас индустрия меняется по мере поглощения мелких фирм крупными. Посмотрим, поймут ли крупные фирмы важность сохранения творческой активности мелких, поглощаемых ими.
Еще более примечательно, что высшее руководство ряда крупных фирм предприняло меры по передаче власти вниз отдельным командам, работающим над программными проектами, что сближает их с квази-фирмами Шумахера по структуре и ответственности. Результаты вызвали удивление и удовлетворение.
Джим Маккарти из Microsoft описывал мне свой опыт эмансипации команд:
У каждой бригады (30-40 человек) есть свой набор разрабатываемых объектов, свой график и даже свои правила разработки, реализации и поставки. В бригаде есть специалисты в четырех или пяти областях, в том числе реализации, тестировании и документировании. Бригада сама улаживает разногласия по пустякам, начальник не вмешивается. Не боюсь переоценить важность перемещения власти, когда бригада самостоятельно несет ответственность за свои достижения.
Эрл Уилер (Earl Wheeler), бывший руководитель программных разработок IBM, поделился со мной своим опытом делегирования вниз полномочий, бывших в течение долгого времени сосредоточенными у администрации управления IBM.
Ключевым порывом последних лет стало делегирование полномочий вниз. Это было чудом! Улучшились качество, продуктивность, моральный дух. У нас небольшие бригады без централизованного управления. Бригады сами определяют правила производственного процесса, но они испытывают давление со стороны рынка. И это давление заставляет их самих искать способы решения проблем.
Общение с отдельными членами бригад показывает, конечно, и удовлетворение от передачи полномочий и свободы, а также более сдержанную оценку того, в какой мере контроль действительно ослаблен. Тем не менее, достигнутая степень передачи полномочий являет шаг в правильном направлении. Получаемые выгода точно те, которые предсказывались Пием XI: в результате делегирования полномочий центр усиливает свою реальную власть, а организация в целом становится более счастливой и процветающей.
Какой самый большой сюрприз? Миллионы компьютеров
Все компьютерные гуру, с которыми я разговаривал, признают, что для них были неожиданностью микрокомпьютерная революция и ее порождение - производство коробочных программных продуктов. Вне сомнения, это самое значительное событие за два десятилетия после выхода МЧ-М. Оно имеет многочисленные последствия для программной инженерии.
Микрокомпьютерная революция изменила характер использования компьютеров. Шумахер сформулировал проблему более 20 лет назад:
Чего мы действительно хотим от ученых и технологов? Я отвечу так: нам нужны методы и оборудование, которые:
• достаточно дешевы, чтобы быть доступными практически каждому;
• пригодны для небольших приложений;
• соответствуют потребности человека в творческой деятельности.[21]
Это как раз те замечательные свойства, которые микрокомпьютерная революция дала компьютерной промышленности и ее потребителям, которыми теперь стала широкая публика. Средний американец может сегодня позволить себе не только собственный компьютер, но и набор программных средств, для покупки которого 20 лет назад потребовалось бы королевское жалованье. Каждую из целей, поставленных Шумахером, стоит рассмотреть отдельно. Представляет также интерес, в какой мере они достигнуты - особенно последняя. В одной области за другой обычным людям и профессионалам становятся доступны все новые средства самовыражения.
Отчасти, развитие в других областях происходит так же, как в создании программ - благодаря устранению побочных трудностей. Побочные ограничения на рукописи накладывались длительностью и стоимостью перепечатывания для внесения исправлений. Работу объемом в 300 страниц иногда приходилось перепечатывать каждые три или шесть месяцев, а в перерыве чиркать в рукописи. Трудно было оценить влияние внесенных изменений на общий ход мысли и ритм слов. Сейчас чудесным образом рукописи стали постоянно меняющимися.[22]
Аналогичную изменчивость компьютер придал многим другим материалам: картинам художников, планам построек, чертежам механизмов, музыкальным сочинениям, фотографиям, кинофильмам, слайдовым презентациям, мультимедийным работам и даже электронным таблицам. В каждом случае при ручном способе изготовления для того, чтобы увидеть изменения в контексте, требовалось копирование больших неизменных частей. Теперь, независимо от материала, мы можем пользоваться такими же выгодами, какие работа в режиме разделения времени принесла в программирование: возможность редактирования и мгновенной оценки результата без потери хода мысли.
Творческие возможности усилились также благодаря новым гибким вспомогательным инструментам. Один пример - сочинение прозы, при котором мы пользуемся проверкой орфографии, грамматики, стилистическими подсказками, системами библиографии и замечательной возможностью одновременно видеть страницы в окончательно отформатированном виде. Мы еще не оценили значения мгновенного доступа к энциклопедиям и безграничным ресурсам всемирной паутины для использования писателем импровизированного поиска.
Самое главное, обретенная изменчивость материала упрощает изучение многих в корне различных возможностей, когда творческая работа только обретает форму. Вот другой пример, когда порядок величины в количественном параметре - в данном случае, времени, необходимом для внесения изменений, - производит качественный скачок в подходе к задаче.
Инструменты для черчения позволяют проектировщикам зданий за час творческой работы исследовать гораздо больше вариантов. Подключение компьютеров к синтезаторам и программы, позволяющие автоматически записывать или проигрывать ноты, значительно облегчают фиксацию бренчания по клавишам. Цифровая обработка фотографий, как в Adobe Photoshop, позволяет в течение считанных минут провести эксперименты, для которых потребовались часы работы в фотолаборатории. Электронные таблицы позволяют легко исследовать десятки альтернативных сценариев типа "что, если".
Наконец, благодаря вездесущести персональных компьютеров создается совершенно новый материал. Гипертексты, предложенные Ванневаром Бушем в 1945 году, осуществимы только с помощью компьютеров.[23]Мультимедийные презентации и опыты были сложнейшими задачами - слишком много хлопот - до того, как стало возможным проводить их с помощью компьютеров и соответствующего богатого программного обеспечения. Системы виртуальной реальности, пока еще дорогие и не широко распространенные, в будущем станут такими и создадут новый материал для творчества.
Микрокомпьютерная революция изменила характер разработки программного обеспечения. Технологии разработки программного обеспечения 1970-х сами изменились в результате микрокомпьютерной революции и вызвавших ее технических достижений. Устранена значительная часть второстепенных сложностей технологий разработки программного обеспечения. Быстрые персональные компьютеры стали обычным инструментом разработчика, и время оборачиваемости стало почти устаревшим понятием. Сегодняшний персональный компьютер быстрее не только суперкомпьютера 60-го года, но и Unix-станции 1985-го. Это значит, что компиляция быстро осуществляется даже на скромных по мощности машинах, а благодаря большому объему памяти отпали задержки при компоновке с использованием дисков. Большая память позволяет также хранить в памяти таблицы символических имен вместе с объектным кодом, в результате чего становится обычной высокоуровневая отладка без перекомпиляции.
За последние 20 лет мы почти покончили с использованием разделения времени как методологией разработки программного обеспечения. В 1975 году разделение времени только-только вытеснило пакетную обработку в качестве наиболее распространенной технологии. Сеть использовалась для того, чтобы дать разработчику программного обеспечения доступ как к общим файлам, так и к большим вычислительным мощностям для компиляции, компоновки и тестирования. Сегодня вычислительную мощность обеспечивает персональная рабочая станция, а сеть используется в основном для обеспечения совместного доступа к файлам бригады, разрабатывающей продукт. Клиент-серверные системы меняют и упрощают технологию общего доступа для загрузки, сборки и выполнения контрольных примеров.
Сходный прогресс произошел с пользовательскими интерфейсами. Интерфейс WIMP обеспечивает гораздо большие удобства при редактировании текстов программ и текстов на естественном языке. Экран размером 24 строки на 72 колонки сменился полностраничным или даже двухстраничным экраном, поэтому программисты могут видеть изменения, которые они делают, в значительно более широком контексте.
Целая новая программная отрасль - коробочные пакеты
Рядом с классической индустрией программных продуктов широко развилась еще одна. Продажи программных продуктов числятся сотнями тысяч и даже миллионами. Целые мощные пакеты можно приобрести по цене меньшей, чем стоимость оплаты одного рабочего дня программиста. Эти две отрасли во многом различны и существуют параллельно.
Классическая программная индустрия. В 1975 году программная индустрия имела несколько отдельных и до некоторой степени различных составных частей, существующих по сей день:
• Производители компьютеров, поставляющие также операционные системы, компиляторы и утилиты для своих продуктов.
• Пользователи приложений, например, в информационно-управляющих системах, банках, страховых компаниях, правительственных учреждениях, создающие пакеты программ для собственного употребления.
• Разработчики заказных программ, работающие по контракту с пользователем. Многие из этих подрядчиков специализируются на приложениях для военной сферы, где требования, стандарты и маркетинговые процедуры носят специфический характер.