Организация в больших программистских проектах

Если в проекте занято п работников, то существует (n²—п)/2 сопряжении, по которым в принципе возможна связь, и почти 2ⁿ коллективов, внутри которых должна иметь место координация. Задача организации заключается в том, чтобы максимально уменьшить требуемый объем затрат на установление связи и координацию, следовательно, организация представляется радикальным решением вышеупомянутых проблем.

Средствами, с помощью которых уменьшаются затраты на связь, являются разделение труда и специализация функций. Древовидная структура организации отражает все уменьшающуюся потребность в установлении контактов в условиях разделения труда и его специализации.

И действительно, дерево представляет собой структуру власти и ответственности. Принцип, что ни один человек не может служить двум хозяевам сразу, требует, чтобы структура власти имела вид дерева. Но на структуру связи не накладывается таких ограничений, и дерево является не слишком удовлетворительным приближением к структуре связи, которая представляет собой неплоскую сеть. Неадекватность чисто иерархической структуры нашла свое отражение в концепциях рабочих групп, целевых команд, комитетов и даже в организациях матричного типа, используемых во многих технических лабораториях.

Давайте рассмотрим древовидную программистскую организацию и те основные элементы, которые должны входить в каждое поддерево для обеспечения его эффективности. Сюда относятся:

1. Цели и задачи.

2. Продюсер.

3. Технический директор или архитектор.

4. График работ.

5. Разделение труда.

6. Определение сопряжении между отдельными частями.

Все это очевидно и общепринято, за исключением разницы между продюсером и техническим директором. Рассмотрим сначала две эти роли, а затем — связь между ними.

Какова роль продюсера? Он набирает бригаду, распределяет работу и устанавливает график. Он обеспечивает коллектив всеми необходимыми ресурсами и следит за их пополнением. Это означает, что его основные обязанности заключаются в установлении связей за пределами бригады, вверх и в стороны. Он устанавливает структуру связей и отчетности внутри коллектива. И, наконец, он обеспечивает выполнение графика, приводя ресурсы и организацию в соответствие с изменяющимися обстоятельствами.

А что же технический директор? Он разрабатывает проект, идентифицирует его части, определяет, как он будет выглядеть внешне и набрасывает его внутреннюю структуру. Он обеспечивает концептуальное единство и целостность всего проекта и тем самым устанавливает пределы сложности системы. Но мере возникновения отдельных технических проблем он обдумывает их решение или же задает проекту системы нужное направление. Он, по меткому выражению Эла Каппа*), «человек из кочегарки». Все его связи лежат в основном внутри группы. Его работа почти полностью связана с техническим содержанием проекта.

Теперь уже ясно, что эти две роли требуют совершенно разных способностей. Но эти способности проявляются в самых различных сочетаниях; конкретная комбинация, воплощенная в продюсере и директоре, должна руководить отношениями между ними. Схема организации должна выбираться в зависимости от конкретных способностей имеющихся в вашем распоряжении людей, а не наоборот; нельзя подгонять их под теоретическую схему.

Существуют три возможных типа отношений, и каждый из них вполне оправдывает себя на практике.

Одно и то же лицо может быть продюсером и техническим директором. Этот вариант прекрасно оправдывает себя в очень маленьких коллективах, от 3 до 6 программистов. Для больших проектов он малопригоден по двум причинам. Во-первых, очень трудно найти человека, обладающего одновременно талантом руководителя и незаурядными техническими способностями. Мыслители встречаются редко; деятели—реже; а мыслители-деятели—совсем редко. Во-вторых, в больших проектах каждая из этих ролей требует полной отдачи, занимая все рабочее время или даже более того. Продюсеру очень трудно снять с себя часть своих обязанностей с тем, чтобы высвободить время для чисто технических решений. А директору просто невозможно это сделать, не нарушив единства проекта.

Продюсер может быть начальником, а директор — его правой рукой. Трудность здесь заключается в представлении директору права принимать технические решения, не загружая его в то же время административными проблемами.

Очевидно, что продюсер должен признать права директора в принятии технических решений и поддерживать его власть в подавляющем большинстве случаев неизбежной проверки. Это возможно только при условии, если продюсер и директор имеют одинаковые точки зрения на основные технические проблемы. Они должны обсуждать главные вопросы еще до того, как по ним будут приняты решения. И, наконец, продюсер должен с большим уважением относиться к профессиональному мастерству директора.

Менее очевиден тот факт, что продюсер с помощью различных символов статуса (размер кабинета, ковер, мебель и т. д.) может всячески подчеркивать, что директор облечен законодательной властью, хотя формально он и не является руководителем.

Тем самым можно сделать работу очень эффективной. К сожалению, все это практикуется редко. Хуже всего, когда руководители проекта используют в качестве продюсера талантливого специалиста, который не силен в проблемах управления.

Директор может быть начальником, а продюсер — его правой рукой. В книге «Человек, продавший луну», Роберт Хейнлейн выразительно описывает такую организацию.

Костер уронил голову на руки, потом вдруг поднял ее:

«Я в этом разбираюсь. Я знаю, что нужно сделать — но каждый раз, когда я пытаюсь заняться технической проблемой, какой-нибудь идиот требует, чтобы я принял решение насчет грузовиков или телефонов, или другой такой же чертовщины. Простите, мистер Гарриман. Я думал, что смогу справиться со всем этим».

Гарриман сказал очень мягко: «Не принимайте все это так близко к сердцу, Боб! Вы, наверное, не высыпаетесь последнее время? Вот что я вам скажу — мы перехитрим Фергю-сона. Я заберу ваш стол на пару дней и построю вам такую баррикаду, за которой никакие грузовики не страшны. Я хочу. чтобы вы могли спокойно думать о направлении реакции, КПД горячего топлива, об узких местах в проекте и не заботиться о контрактах на грузовики». Гарримап подошел к двери, выглянул в коридор и позвал какого-то человека, по виду напоминавшего старшего клерка. «Эй, Вы! Идите-ка сюда!».

Человек удивленно огляделся, подошел к двери и спросил:

«Да?». «Я хочу, чтобы вот этот стол в углу, и все, что на нем, перенесли в пустой кабинет на этом же этаже, направо по коридору». Он проследил за тем, как стол и вещи Костера перенесли в новый кабинет, позаботился, чтобы там отключили телефон, и, немного подумав, велел принести туда диван. «А вечером поставим проектор, чертежный прибор, шкафы и все остальное»,—сказал он Костеру. «Вы только составьте список всего, что вам нужно, чтобы заниматься делом. Если что-нибудь еще потребуется—звоните мне». Он вернулся в кабинет главного инженера и стал размышлять, чего же стоит его организация и что в ней не в порядке?

Часа четыре спустя он пригласил Беркли, чтобы представить его Костеру. Главный инженер спал за столом, положив голову на руки. Гарриман собирался уже уйти, но Костер проснулся. «Простите,— покраснел он,— я, наверное, задремал». «Для этого я и принес вам диван,— сказал Гарриман — на нем удобнее отдыхать. Вот, познакомьтесь с Джеком Беркли. Он ваш новый раб. Вы остаетесь главным инженером и верховным начальником, приказ которого не обсуждается. Джок — это Его Превосходительство Все Что Хотите. Отныне вам абсолютно не о чем беспокоиться — разве, что о такой малости, как создание лунного корабля».

Они пожали друг Другу руки. «Я только об одном вас попрошу, г-н Костер,— сказал Беркли серьезным тоном,— переправляйте ко мне все, что хотите — в конце концов, вам командовать техническим парадом — но, ради бога, записывайте все, чтобы я был в курсе дела. У вас будет кнопка, включающая мой диктофон».

«Отлично»— Костер, как показалось Гарриману, молодел на глазах.

«А если вам понадобится что-нибудь, что не имеет отношения к проблеме, не делайте этого сами. Нажмите на кнопку и свистните — и все будет сделано». Беркли взглянул на Гар-римапа. «Босс говорит, что хочет обсудить с вами настоящее дело. Так что я вас покину». Он вышел.

Гарриман уселся. Костер последовал его примеру и вздохнул: «Уф!».

— Ну как, легче?

— Мне этот парень сразу понравился.

— Ну вот и хорошо, теперь он — ваша тень. Не беспокойтесь, он у меня и раньше работал. Вам покажется, что вы живете в хорошем пансионате²).

Этот отрывок вряд ли нуждается в комментариях. Для эффективной работы такая организация вполне приемлема.

Я считаю, что этот последний метод организации более всего пригоден для маленьких коллективов, таких, как обсуждаются в гл. III «Хирургическая бригада», в то время как продюсер в качестве верховного руководителя — это наиболее приемлемая форма организации для больших поддеревьев действительно крупного проекта.

Вавилонская башня была, возможно, первым инженерным фиаско, но не последним. Установление связи и, как ее следствие, организация наиболее важны для успеха. Методика связи и организации требуют от руководителя столько же способностей и компетенции, как и само создание математического обеспечения.

VIII. ОБЪЯВЛЕНИЕ ЦЕЛИ

«Практика — лучший учитель».
(Публилиус)

«Опыт — хороший учитель, но и он ничему не научит дурака».
(Альманах «Бедный Ричард»)

Сколько времени занимает решение задачи системного программирования? Сколько усилий потребуется? И как все это оценивать?

Выше я уже предлагал соотношения для определения затрат времени на проектирование, написание программ, отладку компонент и комплексную отладку. Во-первых, необходимо отметить, что нельзя оценивать задачу в целом, взяв только данные о времени, затрачиваемом на написание программ и распространив их на остальные этапы работы. Написание программ составляет примерно только одну шестую всей задачи, и ошибки в оценке этого этапа или в соотношении его с другими могут привести к смехотворным результатам.

^!' Во-вторых, необходимо отметить, что данные, относящиеся к созданию отдельных маленьких программ, не приложимы к комплексному программному продукту. Так, например, Сакмен, Эриксон и Грант приводят среднее время на написание и отладку программы объемом около 3200 слов — 178 часов для одного программиста, что дает производительность в 35 800 команд в год. В два раза меньшая программа требует в четыре раза меньше времени, так что средняя производительность получается равной почти 80 000 команд в год '). Сюда следует, однако, прибавить затраты времени на проектирование, документирование, отладку, объединение в систему, обучение и всякие перерывы. Экстраполяция таких малых цифр не имеет смысла. Так, если экстраполировать время, показываемое бегуном на дистанции в 100 ярдов, то получится, что человек может пробежать милю быстрее, чем за 3 минуты.

Но п'режде чем отбросить эти данные, отметим, однако, что эти числа, хотя и не годятся для строгого сравнения, показывают, что затраты растут квадратично с увеличением объема программы, даже когда нет викакого взаимодействия с другими людьми, если не считать обращения человека к своей памяти.

На рис. 8.1 показаны начальные результаты исследования, проведенного Нанусом и Фарром²) в фирме System Development. Здесь появляется показатель степени 1,5, т. е., затраты == (константа) X, X (число команд)''⁵.

В других исследованиях, проведенных этой же фирмой и опубликованных Вайн-вурмом³), также приводится показатель степени, близкий к 1,5.

Производительность программистов неоднократно бы- р„, g.l. Программировала предметом изучения, пред- ние как функция разме-лагались различные методы ров программы. ее оценки. Моурин подготовил обзор публикаций⁴) по этой тематике. Здесь я коснусь только некоторых фактов, представляющих особый интерес.

Данные Портмана

Чарльз Портман, руководитель Северного отделения системного программирования фирмы ICL в Манчестере, высказал другую интересную точку зрения.

Он обнаружил, что его коллективы программистов не укладывались в график почти наполовину — каждая задача занимала в два раза больше времени, чем ей отводилось по плану, несмотря на то, что оценки были очень тщательны (их делали опытные люди, которые определили затраты в человеко-часах для нескольких сотен подзадач с помощью схем PERT). Когда выявилось отставание от графика, Портман попросил своих сотрудников вести подробные ежедневные записи расхода времени. Эти записи показали, что ошибочная оценка полностью объясняется тем фактом, что коллективы тратили только 50% рабочего времени собственно на программирование и отладку. Остальное врем"я уходило на побочные, но срочные дела, совещания, За работу с бумагами, общественные дела, болезни, личные нужды, а также терялось из-за простоев машины. Короче говоря, при составлении графика было сделано нереальное предположение о том, какая часть времени затрачивается непосредственно на работу. Мой собственный опыт полностью подтверждает это заключение.

Данные Арона

Джоель Арон, руководитель отдела системной технологии фирмы IBM в Гейтесбурге (штат Мэриленд), изучал производительность программистов, принимавших участие в разработке девяти больших систем (большой считалась система объемом более 30 тыс. команд, в создании которой участвовало более 25 программистов)⁷). Он классифицировал системы по числу сопряжении между программистами (и тем самым, по числу отдельных частей системы) и получил следующие значения производительности одного программиста:

Очень мало сопряжения                10000 команд в год

Среднее число сопряжения          5000 » »

Много сопряжении                          1500 » »

Но в этих данных учитывается только время на проектирование и написание программ. Если же разделить их на коэффициент два, покрывая тем самым затраты на системную отладку, то эти данные окажутся вполне сопоставимыми с данными Харра.

Данные Харра

Джон Харр, руководитель работ по программированию системы электронной коммутации фирмы Bell Telephone Laboratories обобщил свой опыт в докладе^ представленном в 1969 г. на осенней объединенной конференции по вычислительной технике⁸). Эти данные приведены в табл. 8.1 и на рис. 8.2 и 8.3.

Таблица 8.1

Табл. 8.1 является очень поучительной. Первые две задачи — это управляющие программы; две последние — трансляторы. Производительность определяется как число команд, отлаженных за человеко-год. Сюда включается написание программ, отладка компонент и системная отладка. Неясно, насколько здесь учитывались затраты на проектирование, а также на обслуживание машины, документирование и т. д.

Производительность разбивается на две категории:

для управляющих программ она составляет около 600 команд на человеко-год,

а для трансляторов — около 2200 команд на человеко-год.

Отметим, что все четыре программы примерно одного размера — различия в величине рабочих групп, в сроках и в чпсле модулей. Что здесь причина и что следствие? Потому ли создание управляющих программ требует больше людей, что они сложнее? Или же требуется больше модулей и больше человеко-месяцев именно потому, что заранее было больше занято людей? Потому ли требуется больше времени, что задача более сложная, или это происходит из-за большего числа занятых в ней людей? Определенный ответ дать достаточно трудно. Управляющие программы действительно более сложны. Однако если не принимать во внимание такие неопределенности, то вышеприведенные цифры описывают реальную производительность, достигнутую в большой системе с использованием современных методов программирования. И в этом аспекте они имеют достаточно важное значение.

Рис. 8.2. Предсказываемая и реальная скорости программирования системы электронной коммутации.

Рис. 8.3. Предсказываемая и реальная скорости отладки системы электронной коммутации.

На рис. 8.2 и 8.3 приводятся некоторые интересные данные о скорости программирования и отладки по сравнению с предсказаниями.

Данные по OS/360

Опыт разработки OS/360, не учитывавший данных Харра, тем не менее подтверждает их. Производительность групп, занимавшихся управляющими программами, составила 600 — 800 отлаженных команд на человеко-год. Производительности в 2000 — 3000 отлаженных команд на человеко-год достигли группы, разрабатывавшие языковые трансляторы. Сюда входит проектирование на уровне групп, написание программ отладка компонент, комплексная отладка и некоторые вспомогательные операции. Насколько я могу судить, ати данные вполне сопоставимы с данными Харра.

Данные Арона, Харра и OS/360 подтверждают существенные различия в производительности программистов в зависимости от сложности и трудности самой задачи. Чтобы не увязнуть в трясине определения этой сложности, я предлагаю придерживаться следующего правила: трансляторы в три раза сложнее обычных прикладных программ, а операционные системы в три раза сложнее трансляторов⁹).

Данные Корбато

Данные Харра и фирмы IBM относятся к программированию на языке ассемблера. Данные о производительности программирования на языках высокого уровня, кажется, еще не публиковались. Корбато из проекта MAC Массачусетского технологического института сообщает среднюю производительность в 1200 отлаженных операторов на PL/I для системы Multics (объемом один, два миллиона команд)¹⁰). :

Эта цифра очень показательна. Так же как и другие проекты, Multics содержит управляющие программы и трансляторы. Как и другие, он производит комплексный программный продукт, отлаженный и снабженный документацией. Поэтому данные должны быть сравнимы по затраченным усилиям. И действительно, эта производительность представляет собой хорошую среднюю величину между производительностью разработчиков управляющей программы и тех, кто писал трансляторы в других проектах.

Но цифры Корбато говорят об операторах на человеко-год, а не о командах! Каждый оператор в его системе соответствует приблизительно трем-пяти словам ручной программы. Отсюда два важных вывода:

Ø производительность представляется константой на уровне элементарных операторов, т. е. по отношению к затратам на осмысление операторов и к ошибкам, которые они могут содержать '');

Ø производительность программирования можно увеличить по крайней мере в пять раз путем использования подходящего языка высокого уровня¹²).

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться: