Глава 2.

Эпизод из программистской практики

День за днем программист выполняет одну и ту же последовательность действий, которую можно назвать программным проектом в миниатюре: он изучает задачу, четко связанную с возможностью продукта, в которой нуждается заказчик, затем он формирует набор необходимых тестов, реализует поставленную задачу, вылизывает код, а потом интегрирует его в систему. В каждом таком эпизоде содержатся все этапы, которые обычно составляют процесс разработки крупного программного продукта.

Для начала небольшой экскурс вперед, то есть туда, куда мы с вами движемся. Данная глава описывает живой процесс экстремального программирования так, как это происходит на практике. Речь пойдет об эпизоде разработки. Эпизод разработки – это фрагмент деятельности программиста, когда он реализует некоторую инженерную задачу (наименьший квант планирования) и интегрирует ее с остальной системой.

Я смотрю на мой набор карточек с задачами. На самой верхней из них написано: Экспорт значения квартальных издержек на момент обращения к системе. Я вспоминаю, что на сегодняшнем утреннем совещании ты сообщил присутствующим, что завершил блок вычисления значения квартальных издержек. Я обращаюсь к тебе (моему гипотетическому соратнику) с вопросом, не найдется ли у тебя времени помочь мне с разработкой блока экспорта. Ты отвечаешь: Конечно! Это одно из основных правил ХР: если к тебе обращаются с просьбой о помощи, ты обязан ответить да. Таким образом мы становимся партнерами по программированию в паре.

В течение пары минут мы обсуждаем работу, которую ты выполнил вчера. Ты рассказываешь мне о добавленном тобою в систему коде, о бинарных значениях и о том, как выглядят соответствующие тесты. Мы отодвигаем мой монитор чуть назад, так как при этом эффективность парного программирования несколько увеличивается.

Ты спрашиваешь у меня: Как выглядят тестовые случаи для этой задачи?

Я отвечаю: После выполнения экспортирующего кода значения в экспортированной записи должны соответствовать бинарным значениям.

Ты спрашиваешь: Какие поля требуется заполнить?

Я не знаю, надо спросить у Эдди.

Мы отрываем Эдди от работы на тридцать секунд, и он рассказывает нам о пяти полях, которые связаны с квартальными издержками.

Мы обращаемся к изучению структуры некоторых существующих тестовых случаев, связанных с экспортом. Обнаруживается, что один из тестовых случаев почти полностью нам подходит. Если, используя обнаруженный нами код, создать абстрактный суперкласс, на его основе мы могли бы с легкостью реализовать наш тестовый случай. Так мы выполняем переработку кода (refactoring). Потом мы запускаем существующие тесты, и все они успешно выполняются.

После этого мы обращаем внимание, что несколько других тестовых случаев можно переработать так, чтобы они были основаны на только что созданном нами абстрактном суперклассе. Однако нам необходимо решить стоящую перед нами конкретную задачу, поэтому мы просто берем пустую карточку, записываем на ней выполнить переработку тестовых случаев с использованием класса AbstractExportTest и размещаем эту карточку в наборе задач, которые нам предстоит выполнить.

После этого мы разрабатываем наш тестовый случай. Благодаря тому, что перед этим мы разработали суперкласс, создание нового тестового случая не представляет труда. Мы выполняем эту работу в течение нескольких минут. Где-то в середине работы я говорю: Я уже представляю себе, как мы можем это реализовать. Мы можем...

Однако ты прерываешь меня: Давай сначала завершим работу над тестовым случаем. Пока мы пишем тестовый случай, в голову приходят идеи для трех вариаций. Ты записываешь их на очередной карточке.

Мы завершаем работу над тестовым случаем и запускаем его. Он не срабатывает. Естественно, мы ведь еще ничего не реализовали. Подожди минутку, – говоришь ты, – вчера, когда мы с Ральфом работали над блоком вычислений, мы написали пять тестовых случаев, о которых мы думали, что они не сработали. Все, за исключением одного, сработали с первого раза.

Мы запускаем отладчик и приступаем к изучению работы тестового случая. Мы анализируем объекты, с которыми имеет дело наш тестовый случай.

Я пишу код (или это делаешь ты – все зависит от того, у кого из нас возникнет более удачная идея). Пока мы работаем над реализацией, мы замечаем еще пару дополнительных тестовых случаев, которые неплохо было бы написать. Мы заносим эту информацию на карточку. После того как код реализован, ранее разработанный тестовый случай срабатывает.

Мы переходим ко второму тестовому случаю, затем к третьему. Я реализую их. Ты обращаешь внимание, что код можно упростить. Мне с трудом удается одновременно слушать твои объяснения и продолжать писать код, поэтому я просто передаю тебе клавиатуру. Ты перерабатываешь код, после этого ты запускаешь тестовые случаи и они срабатывают. Ты приступаешь к реализации следующей пары тестовых случаев.

Спустя некоторое время мы смотрим на набор карточек с заданиями, которые необходимо доделать, и обнаруживаем, что нам осталось переделать тестовые случаи, которые были разработаны ранее. Все идет хорошо, и мы переделываем их, а затем убеждаемся в том, что все они срабатывают.

Теперь список дел, которые нам необходимо выполнить, пуст. Мы обращаем внимание на то, что компьютер, на котором выполняется интеграция, свободен. Мы загружаем последнюю версию системы, затем мы загружаем наши последние изменения. Затем мы запускаем все тестовые случаи, потом запускаем новые тестовые случаи, только что разработанные нами, а затем абсолютно все тестовые случаи, которые кто-либо когда-либо разрабатывал. Один из них не срабатывает. Это очень странно, – произносишь ты, – прошло не меньше месяца с тех пор, когда я в последний раз сталкивался со сбоем тестового случая в процессе интеграции. Однако особых проблем в этом нет. Мы отлаживаем тестовый случай и исправляем код. После этого мы вновь запускаем весь полный набор тестов. На этот раз все они срабатывают. Мы включаем наш код в состав системы.

Вот так выглядит полный цикл разработки кода в рамках ХР. Следует обратить внимание на следующие обстоятельства.

• Два программиста работают над решением задачи вместе в одной паре.

• Разработка базируется на тестах. Сначала вы пишете тесты, затем – код. Вы не можете считать работу доделанной до тех пор, пока все тесты не сработают. Если все тесты сработали и вы не в состоянии придумать еще каких-либо других тестов, которые могут не сработать, вы можете считать, что добавление функциональности завершено.

• Пары программистов не только добиваются того, чтобы тестовые случаи срабатывали. Они также выполняют эволюцию дизайна системы. Изменения не ограничиваются какой-то отдельной конкретно очерченной областью. Пары программистов вносят свой вклад в анализ, дизайн, реализацию и тестирование всей системы. Добавление изменений осуществляется тогда, когда система нуждается в этих изменениях.

Сразу же за разработкой следует интеграция, которая включает в себя также интеграционное тестирование.

Глава 3.

Экономика разработки программного обеспечения

Мы должны сделать разработку программного обеспечения экономически более выгодной, для этого мы должны тратить деньги медленнее, приносить прибыль быстрее, а также увеличивать продолжительность эффективного использования разрабатываемого нами программного продукта в реальных промышленных условиях. Но прежде всего мы должны обеспечить более широкую свободу для принятия бизнес-решений[3].

Сложив финансовые потоки, которые втекают в проект и вытекают из проекта, мы можем определить, за счет чего создается экономическая выгода, получаемая от проекта. Приняв во внимание коэффициенты прибыли (процентные ставки), мы можем вычислить чистый текущий объем финансовых потоков. После этого мы можем уточнить результаты нашего анализа, умножив скорректированный с учетом процентных ставок объем финансовых потоков на вероятность того, что проект выживет.

Для создания стратегии максимизации экономической выгоды, связанной с проектом, нам потребуется проанализировать следующие три фактора:

• финансовые потоки, втекающие в проект и вытекающие из проекта;

• коэффициенты прибыли (процентная ставка);

• вероятность того, что проект выживет.

Максимизировать экономическую выгоду можно следующим образом:

• мы можем тратить меньше, однако это достаточно сложно, так как изначально каждый обладает примерно одним и тем же набором знаний и инструментов;

• мы можем зарабатывать больше, однако это возможно только при наличии сверхсовершенной организации маркетинга и продаж, а эти темы в данной книге не обсуждаются (слава богу);

• мы можем тратить средства позже, а получать прибыль раньше, благодаря этому с учетом коэффициентов прибыли нам придется терять меньше за счет процентной ставки на деньгах, которые мы тратим, и получать больше за счет процентной ставки на деньгах, которые мы получаем;

• мы можем увеличить вероятность того, что проект выживет. Таким образом мы с большей долей вероятности получим дополнительные выплаты в процессе дальнейшей работы над проектом.

Есть еще один взгляд на экономику программного проекта – это набор вариантов, в соответствии с которыми может развиваться этот проект. Управление программным проектом может осуществляться в соответствии с одним из вариантов.

• Вариант закрыть проект – вы можете получить какую-либо прибыль даже в случае, если работа над проектом будет прервана. Чем большую выгоду вы получите от проекта, который был завершен, не достигнув изначально планировавшегося состояния, тем лучше.

• Вариант смены направления – вы можете изменить направление развития проекта. Стратегия управления проектом будет более выгодной в случае, если в процессе работы над проектом заказчики будут обладать возможностью сменить изначально сформулированные ими требования. Чем чаще это может происходить и чем кардинальнее заказчики могут менять свои требования, тем лучше.

• Вариант отсрочки решения – прежде чем инвестировать средства и ресурсы в том или ином направлении, вы можете подождать до тех пор, пока ситуация сама собой не разрешится и не станет более понятной для вас. Стратегия управления проектом будет более выгодной в случае, если вы будете обладать возможностью подождать с вложением денег, и при этом не потерять полностью возможность инвестирования средств. Чем более длительной может быть отсрочка и чем большее количество денег можно удержать от преждевременного инвестирования, тем лучше.

• Вариант роста инвестиций – если вы видите, что рынок начинает расти, вы можете оперативно увеличить инвестиции для того, чтобы с выгодой воспользоваться этим. Стратегия управления проектом будет более выгодной в случае, если вы будете обладать возможностью все больше и больше расширять производство за счет увеличения объема инвестиций. Чем быстрее и чем дольше проект может расти, тем лучше.

Определение значимости каждого из вариантов – это на две части искусство, на пять частей – математика и на одну часть – старое доброе перетягивание каната.

При этом необходимо учитывать следующие пять факторов:

• объем инвестиций, необходимых для реализации того или иного варианта;

• цена, в рамках которой вы сможете достигнуть цели, если вы будете действовать в рамках того или иного варианта;

• текущая ценность поставленной вами цели;

• время, которое потребуется вам для того, чтобы реализовать тот или иной вариант;

• неопределенность, с которой вы можете оценить ценность поставленной вами цели.

Из всех этих факторов доминирующим как правило оказывается последний: неопределенность. На основании этого мы можем прийти к некоторым выводам и прогнозам относительно разрабатываемой нами стратегии. Представьте, что мы создали стратегию управления проектом, которая максимизирует полезность проекта на основе анализа вариантов и обеспечивает:

• частый возврат точных сведений о текущем состоянии разработки;

• множество возможностей в значительной степени изменить набор изначально заданных требований и направление развития проекта;

• меньший объем изначальных инвестиций;

• возможность при желании увеличить темпы разработки.

Чем большей будет неопределенность, тем полезнее окажется созданная нами стратегия. Это утверждение является справедливым вне зависимости от того, является ли причиной неопределенности технический риск, изменяющиеся условия, в которых функционирует бизнес, или быстро эволюционирующие требования заказчика. (Это является теоретическим ответом на вопрос: Надо ли мне использовать ХР? Использовать ХР следует в условиях, когда требования заказчика неопределенны или быстро меняются.)

Представьте, что вы занимаетесь программированием фактически в одиночку. Вы видите, что добавление в программу некоторой возможности обойдется вам в $10. Вы ожидаете, что вы сможете заработать на этой возможности приблизительно $15. Таким образом, чистая текущая ценность (Net Present Value, NPV) добавления в программу данной возможности составит $5.

Представьте, что вы не можете сказать точно, какова будет на самом деле ценность рассматриваемой вами возможности, – вы можете лишь предположить, что заказчик будет готов заплатить за нее $15. В действительности этот параметр может отличаться от предполагаемого вами значения на 100% в обе стороны. Теперь предположим, что если вы соберетесь добавлять данную возможность спустя год от текущего момента, то это все равно будет стоить вам те же $10 (см. главу 5).

Какова будет ценность стратегии, в рамках которой вы не будете реализовывать эту возможность прямо сейчас, а подождете в течение года? В настоящее время средняя процентная ставка составляет около 5% годовых. С учетом этой процентной ставки искомая ценность составит около $7,87.

Следовательно, стратегия годичного ожидания, прежде чем добавить в программу новую возможность, обойдется нам дороже, чем если бы мы, ничего не ожидая, прямо сейчас инвестировали деньги в разработку данной возможности (напомню, что на текущий момент соответствующая NVP составляет $5). Почему? В настоящее время мы находимся в неопределенности и не можем точно сказать, будет ли данная возможность действительно полезна для нашего заказчика и сможет ли он прямо сейчас начать зарабатывать на ней деньги. Если мы реализуем возможность прямо сейчас и возможность окажется действительно полезной, то наш заказчик через год получит за счет этого определенную прибыль. Однако может оказаться, что для нашего заказчика эта возможность не представляет никакой ценности, и поэтому, отказавшись на текущий момент от ее реализации, мы можем сэкономить собственные ресурсы.

Говоря проще, варианты помогают нам избавиться от нежелательного риска.

Глава 4.

Четыре переменные

В наших проектах мы пытаемся контролировать четыре переменные – затраты, время, качество и объем работ. Из всех этих переменных наиболее удобной для контроля является объем работ.

В данной главе я расскажу вам о модели разработки программного обеспечения, которая представляет собой систему контролируемых переменных. В рамках дайной модели разработка программного обеспечения определяется с использованием следующих четырех переменных:

• затраты (cost);

• время (time);

• качество (quality);

• объем работ (scope).

В данном случае игра в разработку программного обеспечения выглядит следующим образом: внешние силы (заказчики, менеджеры) должны определить значения для любых трех переменных из указанного набора, при этом команда разработчиков должна выбрать результирующее значение для оставшейся переменной.

Некоторые менеджеры и заказчики полагают, что они обладают правом с успехом установить значение для всех четырех переменных. Вы обязаны реализовать все, что указано в техническом задании к первому числу следующего месяца, работая в текущем составе, то есть без увеличения численности, при этом качество должно стоять на первом месте и не уступать нашим обычным стандартам. Когда происходит подобное, качество, как правило, летит ко всем чертям (и это, к сожалению, как раз и является общераспространенным стандартом), потому что никто не в состоянии хорошо делать свою работу под слишком большим давлением. Помимо качества, время, как правило, также выходит из-под контроля. Таким образом, вы производите некачественное программное обеспечение, не успевая при этом сдать работу к сроку.

Чтобы решить проблему, необходимо сделать все четыре переменные наблюдаемыми. Если все – программисты, заказчики и менеджеры – смогут наблюдать за поведением всех четырех переменных, будет легче сознательно выбрать, какие из четырех переменных следует контролировать. Если результирующее значение четвертой переменной окажется неприемлемым, можно будет либо изменить входные значения, либо выбрать для контроля другие три переменные.

Затраты (cost) – чем больше денег, тем легче работать, однако слишком большое количество денег в самые кратчайшие сроки создаст больше проблем, чем требуется решить. С другой стороны, если вы выделяете на проект слишком мало денег, вы не сможете решить поставленные перед вами заказчиком проблемы.

Время (time) – с увеличением объема времени, выделяемого на выполнение проекта, у вас появляется возможность повысить качество разрабатываемой программы, а также расширить объем работ. Однако отзывы о системе, которая уже эксплуатируется в реальных рабочих условиях, гораздо ценнее, чем любые другие отзывы, поэтому, если вы выделите для выполнения проекта слишком много времени, проект может пострадать. Если вы выделите для проекта слишком маленькое время, пострадает качество.

Качество (quality) – эта переменная контролируется хуже всего. Если вам необходимо достигнуть каких-либо краткосрочных целей (для достижения которых требуется несколько дней или недель), вы можете намеренно пожертвовать качеством, однако связанные с этим затраты – человеческие, деловые и технические – могут оказаться чрезмерными.

Объем работ (scope) – сократив объем работ, вы можете повысить качество (при условии, конечно, что поставленная заказчиком задача решена). Сокращение объема работ позволяет также сократить время проекта и связанные с проектом затраты.

Между рассмотренными четырьмя переменными не существует простой зависимости. Например, вы не сможете увеличить скорость работы программы, просто затратив на ее разработку больше денег. Как говорит народная мудрость, девять женщин не могут родить ребенка за один месяц. (И в противоположность тому, что я слышал от некоторых менеджеров, даже восемнадцать женщин не смогут родить ребенка за один месяц.)

В определенном смысле затраты являются наиболее ограничивающей переменной. Вы не можете напрямую менять деньги на качество, объем работ или скорость, с которой выпускаются промежуточные версии продукта. На самом деле в начале проекта вообще не существует возможности потратить сразу много денег. В начале работ инвестирование необходимо выполнять понемногу и затем, с течением времени, увеличивать объемы вложений. В процессе того, как проект будет развиваться, вы сможете эффективно тратить все большее и большее количество денег.

У меня был один клиент, который сказал мне: Необходимо обеспечить всю заданную функциональность. Для этого предполагается использовать 40 программистов.

Я ответил: В самый первый день работы над проектом вы не сможете задействовать сразу всех 40 программистов. Для начала необходимо задействовать небольшую команду. Затем к проекту необходимо подключить еще одну команду. После этого вы сможете использовать четыре программистских рабочих группы. В течение двух лет у вас появится возможность подключить к работе всех 40 программистов, однако в самом начале сделать этого нельзя.

Он настаивал: Вы не понимаете. Мы обязаны задействовать в проекте 40 программистов.

Я ответил: Вы не сможете сделать этого.

Однако он не унимался: Но мы обязаны.

Они не смогли. Я имею в виду, что они попытались сделать это. Они наняли 40 программистов, однако дела пошли не самым лучшим образом. Все эти программисты поувольнялись. Они наняли еще 40 программистов. Через четыре года они только-только приступили к рабочим испытаниям результатов своей работы. В рабочих условиях начал функционировать небольшой подпроект, однако перед этим они чуть было не закрылись.

Любые связанные с затратами ограничения могут привести менеджеров в бешенство. В особенности это справедливо, когда они занимаются планированием бюджета на год. В подобных ситуациях они настолько привыкли выводить все из предполагаемого объема затрат, что зачастую приходится сталкиваться с очень серьезными ошибками. На самом деле, управляя объемом затрат, нельзя контролировать все и вся, и это обстоятельство ни в коем случае нельзя упускать из виду.

Существует еще одна связанная с затратами проблема. Рост затрат может быть вызван желанием привлечь к себе внимание или повысить свой престиж. Ну да, под моим началом проект, в котором задействовано 150 человек (важное сопение). В результате проект может умереть по той простой причине, что его руководитель просто захотел выглядеть внушительно. Почему-то ему показалось, что если он сумеет разработать ту же самую систему, наняв для этой цели всего 10 программистов и закончив работу за половину выделенного для этой цели времени, он не сможет произвести на окружающих должного впечатления.

С другой стороны, затраты тесно связаны с другими переменными. Если, действуя в допустимых пределах, вы увеличите объем инвестиций, вы можете расширить объем работ, или вы можете действовать с большей свободой и улучшить качество, или вы можете (до определенной степени) уменьшить время, необходимое для завершения работы.

Затратив дополнительные деньги, вы также снижаете трение – вы получаете более быстрые компьютеры, большее количество технических специалистов, более просторные и удобные офисы.

Ограничения, связанные с временем реализации проекта, как правило появляются извне – в качестве наиболее свежего примера можно вспомнить проекты, связанные с решением проблемы 2000 года. В качестве примеров внешних временных ограничений можно привести также конец года, начало следующего квартала, дата планируемого завершения работы старой системы, крупная торговая выставка. Зачастую время не поддается контролю со стороны менеджеров проекта – его контролируют заказчики.

Качество – это еще одна весьма странная переменная. Зачастую, настаивая на улучшении качества, мы можете завершить проект быстрее, чем запланировано. Или вы можете успеть сделать больше за заданный интервал времени. Именно это случилось со мной, когда я приступил к разработке тестов для программного модуля, работа над которым описывалась в главе 2. Как только я закончил работу над всеми тестами, я был настолько уверен в своем коде, что смог разработать код модуля существенно быстрее, без каких-либо лиших сомнений и размышлений. Я смог подчистить мою систему с меньшим количеством усилий, в результате я существенно упростил дальнейшую разработку. Мне часто приходится наблюдать, как подобное происходит с целыми командами разработчиков. Как только они приступают к тестированию или как только они разрабатывают общие для всех стандарты кодирования, работа начинает идти существенно быстрее.

Существует весьма странная зависимость между внутренним и внешним качеством. Внешнее качество – это качество, измерением которого занимается заказчик. Внутреннее качество оценивается программистами. Если вы намерены временно пожертвовать внутренним качеством для того, чтобы сократить время разработки, и при этом надеетесь на то, что внешнее качество не пострадает слишком сильно, имейте в виду, что вы стремитесь к достижению краткосрочной цели. Возможно, закрыв глаза на качество внутренней отделки, вам удастся сэкономить пару недель или даже месяц, однако с течением времени количество внутренних проблем может увеличиться настолько, что разрабатываемую вами систему будет чрезвычайно сложно сопровождать и развивать, кроме того, возможно, вам не удастся достичь приемлемого уровня внешнего качества.

С другой стороны, время от времени вы попадаете в ситуацию, в которой вы можете завершить работу быстрее, ослабив ограничения, связанные с качеством. Однажды я разрабатывал систему, которая предназначалась для замены устаревшей системы, написанной на COBOL. Поставленный перед нами критерий качества подразумевал, что в рамках новой системы мы обязаны были в точности воспроизвести все ответы старой системы. По мере того как дата сдачи работы становилась все ближе и ближе, мы начали понимать, что можем воспроизвести в нашем новом программном продукте не только полную функциональность старой системы, но также и все заложенные в ней ошибки, однако для этого придется перенести сроки сдачи. Мы обратились к заказчикам и продемонстрировали им, что предлагаемые нами ответы являются более корректными. Мы также сообщили, что если в этом отношении они нам поверят, мы сможем сдать работу в срок.

С качеством связан значительный человеческий фактор. Каждый желает делать свою работу хорошо и каждый работает существенно лучше, если чувствует, что он делает свою работу хорошо. Если же вы намеренно жертвуете качеством, возможно, в первое время ваша команда действительно будет работать быстрее, однако в скором времени вступит в действие деморализация. На людей начнет давить ощущение, что они заняты производством бракованного продукта. Если вы откажетесь от тестирования или от пересмотра кода или от соответствия стандартам, возможно, на некоторое время вы добьетесь некоторого преимущества, однако в дальнейшем вы можете потерять его за счет человеческого фактора.

Множество людей хорошо знает, что такое затраты, качество и время, и как с их помощью контролируется процесс производства программного обеспечения, однако при этом многие из них не признают четвертую переменную – объем работ. Объем работ, связанный с производством программного продукта, – это наиболее важная переменная, с которой приходится иметь дело в производстве программного продукта. В большинстве случаев как программисты, так и бизнесмены обладают весьма туманными представлениями о том, что является наиболее ценным в разрабатываемом программном продукте. Однако если вы активно управляете показателем объема работ, вы можете предоставить менеджерам и заказчикам контроль над затратами, качеством и временем.