Структура управления разработкой программных средств.

Разработка ПС обычно производится в организации, в которой одновременно могут вестись разработки ряда других программных средств. Для управления всеми этими программными проектами используется иерархическая структура управления. Традиционная структура такого рода обсуждена в работе [14.1]. Она представлена на рис. 14.1.

Во главе этой иерархии находится директор (или вице-президент) программистской организации, отвечающий за управление всеми разработками программных средств. Ему непосредственно подчинены несколько менеджеров сферы разработок и один менеджер по качеству программных средств. В результате общения с потенциальными заказчиками директор принимает решение о начале выполнения какого-либо программного проекта, поручая его одному из менеджеров сферы разработок, а также решение о прекращение того или иного проекта. Он участвует в обсуждении общих организационных требований (ограничений) к программному проекту и возникающих проблем, решение которых требует использование общих ресурсов программистской организации или изменения заказчиком общих требований.

Менеджер сферы разработок отвечает за управление разработками программных средств (систем) определенного типа, например, программные системы в сфере бизнеса, экспертные системы, программные инструменты и инструментальные системы, поддерживающие процессы разработки программных средств, и другие. Ему непосредственно подчинены менеджеры проектов, относящихся к его сфере. Получив поручение директора по выполнению некоторого проекта, он организует формирование коллектива исполнителей по этому проекту (в частности, необходимую вербовку и обучение персонала). Он участвует в обсуждении плана-проспекта программного проекта, относящегося к сфере разработок, за которую он отвечает, а также в обсуждении и решении возникающих проблем в развитии этого проекта. Он организует обобщение опыта разработок программных средств в его сфере и накопление программных средств и документов для повторного использования.

Рис. 14.1. Структура управления разработкой программных средств.

По каждому программному проекту назначается свой менеджер, который управляет развитием этого проекта. Ему непосредственно подчинены лидеры бригад разработчиков. Менеджер проекта осуществляет планирование и составление расписаний работы этих бригад по разработке соответствующего ПС (см. следующий раздел).

Считается крайне нецелесообразным разработка большого ПС (программной системы) одной большой единой бригадой разработчиков. Для этого имеется ряд серьезных причин. В частности, в большой бригаде время, затрачиваемое на общение между ее членами, может быть больше времени, затрачиваемого на собственно разработку. Отрицательное влияние оказывает большая бригада на строение ПС и на интерфейс между отдельными его частями. Все это приводит к снижению надежности ПС. Поэтому обычно большой проект разбивается на несколько относительно независимых подпроектов таким образом, чтобы каждый подпроект мог быть выполнен отдельной небольшой бригадой разработчиков (обычно считается, что в бригаде не должно быть больше 8-10 членов). При этом архитектура ПС должна быть такой, чтобы между программными подсистемами, разрабатываемыми независимыми бригадами, был достаточно простой и хорошо определенный системный интерфейс.

Наиболее употребительны три подхода к организации бригад разработчиков [14.1, 14.3, 14.4]:

· обычные бригады,

· неформальные демократические бригады,

· бригады ведущего программиста.

В обычной бригаде старший программист (лидер бригады) непосредственно руководит работой младших программистов. Недостатки такой организации непосредственно связаны со спецификой разработки ПС: программисты разрабатывают сильно связанные части программной подсистемы, сам процесс разработки состоит из многих этапов, каждый из которых требует особенных способностей от программиста, ошибки отдельного программиста могут препятствовать работе других программистов. Успех работы такой бригады достигается в том случае, когда ее руководитель является компетентным программистом, способным предъявлять к членам бригады разумные требования и умеющим поощрять хорошую работу.

В неформальной демократической бригаде поручаемая ей работа обсуждается совместно всеми ее членами, а задания между ее членами распределяются согласованно в зависимости от способностей и опыта этих членов. Один из членов этой бригады является лидером (руководителем) бригады, но он также выполняет и некоторые задания, распределяемые между членами бригады. Неформальные демократические бригады могут весьма успешно справляться с порученной им работой, если большинство членов бригады являются опытными и компетентными специалистами. Если же неформальная демократическаябригада состоит, в основном, из неопытных и некомпетентных членов, в деятельности бригады могут возникать большие трудности. Без наличия в бригаде хотя бы одного квалифицированного и авторитетного члена, способного координировать и направлять работу членов бригады, эти трудности могут привести к неудаче проекта.

В бригаде ведущего программиста за разработку порученной программной подсистемы несет полную ответственность один человек, называемый ведущим программистом (chief programmer) и являющийся лидером бригады:он сам конструирует эту подсистему, составляет и отлаживает необходимые программы, пишет документацию к подсистеме. Ведущий программист выбирается из числа опытных и одаренных программистов. Все остальные члены такой бригады, в основном, создают условия для наиболее продуктивной работы ведущего программиста. Организацию такой бригады обычно сравнивают с хирургической бригадой [14.1, 14.4]. Ядро бригады ведущего программиста составляют три члена бригады: помимо ведущего программиста в него входит дублер ведущего программиста и администратор базы данных разработки. Дублер ведущего программиста (backup programmer) такжеявляется квалифицированным и опытным программистом, способным выполнить любую работу ведущего программиста, но сам он эту работу не делает. Главная его обязанность – быть в курсе всего, что делает ведущий программист. Он выступает в роли оппонента ведущего программиста при обсуждении его идей и предложений, но решения по всем обсуждаемым вопросам принимает единолично ведущий программист. Администратор базы данных разработки (librarian) отвечает за сопровождение всей документации (включая версии программ), возникающей в процессе разработки программной подсистемы, и снабжает членов бригады информацией о текущем состоянии разработки. Эта работа выполняется с помощью соответствующей инструментальной компьютерной поддержки (см. лекцию 16). В зависимости от объема и характера порученной работы в бригаду могут быть включены дополнительные члены, такие как

· распорядитель бригады, выполняющий административные функции;

· технический редактор, осуществляющий доработку и техническое редактирование документов, написанных ведущим программистом;

· инструментальщик, отвечающий за подбор и функционирование программных средств, поддерживающих разработку программной подсистемы;

· тестовик, готовящий подходящий набор тестов для отладки разрабатываемой программной подсистемы;

· один или несколько младших программистов, осуществляющих кодирование отдельных программных компонент по спецификациям, разработанным ведущим программистом.

Кроме того, к работе бригады может привлекаться для консультации эксперт по языку программированию.

Важное место в управлении разработкой ПС отводится управление обеспечением качества. Для руководства этой деятельностью назначается специальный менеджер, подчиненный непосредственно директору, – менеджер по качеству. Ему непосредственно подчинены формируемые бригады по контролю качества. Эти бригады работают с отдельными проектами, но непосредственно соответствующим менеджерам проектов не подчинены, сохраняя тем самым свою независимость от них.

Управление обеспечением качества означает контроль качества каждой работы, выполняемой разработчиками в рамках программного проекта, контроль каждого документа, включаемого в ПС. Качество ПС не может быть добавлено к ПС после того, как оно будет уже создано. Качество ПС формируется постепенно в процессе всей разработки ПС, в каждой отдельной работе, выполняемой по программному проекту. Поэтому для каждой такой работы, прежде чем она получит одобрение и будет считаться завершенной, организуется смотр (review) соответствующей бригадой по контролю качества. Этот смотр существенно отличается от контроля, осуществляемого разработчиками в конце каждого этапа разработки, так как последний является техническим процессом, связанным с обнаружением ошибок, тогда как смотр по контролю качества является функцией управления разработкой и связан с оценкой того, насколько результаты этой работы согласуются с декларированными требованиями относительно качества ПС.

Существенную роль в управлении качеством ПС играют программные (софтверные) стандарты [14.1, 14.2]. Они фиксируют удачный опыт высоко квалифицированных специалистов по разработке ПС для различных их классов и для разных моделей их качества. Следование подходящим стандартам может существенно облегчить достижение поставленных целей относительно качества ПС, а также упростить смотр по контролю качества. Кроме того, стандарты способствуют формированию взаимопонимания внутри коллектива разработчиков и упрощают процесс обучения новых членов этого коллектива.

Различают два вида таких стандартов:

· стандарты ПС (программного продукта),

· стандарты процесса создания и использования ПС.

Стандарты ПС определяют некоторые свойства, которыми должны обладать программы или документы ПС, т.е. определяют в какой-то степени качество ПС. При спецификации качества (см. лекцию 4) для конкретизации какого-либо примитива качества иногда достаточно указать, какому стандарту он должен соответствовать, в других случаях привязка примитива качества к стандарту может потребовать лишь незначительной дополнительной конкретизации этого примитива. Привязка примитивов качества к тем или иным стандартам сильно упрощает контроль и оценку качества ПС. К стандартам ПС относятся, прежде всего, стандарты на языки программирования, на состав документации, на структуру различных документов, на различные форматы и другие.

Стандарты процесса создания и использования ПС определяют, как должен проводится этот процесс, т.е. подход к разработке ПС, структуру жизненного цикла ПС и его технологические процессы. Хотя эти стандарты непосредственно не определяют качества ПС, однако считается, что качество ПС существенно зависит от качества процесса его разработки. Эти стандарты проще контролировать, поэтому повсеместно используются для управления качеством ПС.

В лекции 13 уже отмечалось, что эти стандарты могут быть как международными или национальными, так и специально созданными для организации, в которой ведется разработка ПС. Разработка последних стандартов является одной из функций управления обеспечением качества ПС.

Бригада по контролю качества состоит из ассистентов (рецензентов) по качеству ПС. Она проводит смотры тех или иных частей ПС или всего ПС в целом с целью поиска возникающих проблем в процессе его разработки. Смотру подлежат все программные компоненты и документы, включаемые в ПС, а также процессы их разработки. В процессе смотра учитываются требования, сформулированные в спецификации качества ПС, в частности, проверяется соответствие исследуемого документа или технологического процесса стандартам, указанным в этой спецификации. В результате смотра формулируются замечания, которые могут фиксироваться письменно или просто передаваться разработчикам устно.

Для смотра каждой конкретной программной компоненты или документа ПС создается комиссия (группа) во главе с председателем (chairman), который отвечает за организацию смотра. Он должен иметь достаточный опыт конструирования ПС, чтобы быть готовым принять ответственность за важные технические решения. В эту комиссию включаются два или три ассистента по качеству ПС, один из которых должен быть ответственным за запись решений, сделанных в течение смотра. К смотру обычно привлекаются разработчик исследуемой компоненты или исследуемого документа ПС, а также новые члены коллектива разработчиков в целях их обучения.

Планирование и составление расписаний по разработке ПС.

Общее представление об этой деятельности можно составить по ее описанию на псевдокоде (см. лекцию 8), приведенном на рис. 14.2 (см. также [14.1]). Это описание показывает, что планирование и составление расписаний по разработке ПС представляет собой итеративный процесс, который заканчивается только после прекращения работ по самому программному проекту.

Рис. 14.2. Описание на псевдокоде процесса планирования и составления расписаний по разработке ПС.

В начале этого описания оцениваются общий срок разработки ПС, используемые штаты исполнителей, предельный бюджет и другие ограничения (условия) разработки. С учетом этого фиксируются начальные параметры проекта (его структура и распределение функций). Должны быть также определены «вехи развития проекта» и их сроки. Веха развития проекта (project progress milestone) – это конечная точка некоторого этапа или процесса, с которой связывается выдача некоторого промежуточного продукта, представляющего собой некоторый четко определенный документ. Вехи развития проекта обеспечивают возможность контроля развития проекта и возможность модификации расписаний проекта.

Далее начинается итерационный процесс, основу которого составляет повторяющиеся составления расписаний. Составление расписания заключается

· в разделении всей работы, необходимой для выполнения проекта, на отдельные самостоятельно выполняемые задания;

· в составлении сетевого графика выполнения заданий;

· в составлении гистограммы выполнения заданий;

· в расстановке исполнителей заданий.

При выделении самостоятельных заданий для каждого из них оценивается время его выполнения и его зависимость от других заданий с точки зрения порядка выполнения. Сетевой график представляет собой схему (сеть) путей выполнения заданий с указанием времени выполнения каждого задания и с расстановкой вех развития проекта. В сетевом графике должен быть определен критический путь, представляющий собой такой путь заданий, суммарное время выполнения которых является наибольшим. Гистограмма выполнения заданий (activity bar chart) содержит для каждого задания свою временнýю полосу от момента, когда выполнение этого задания может быть начато, и до момента, когда выполнение этого задания должно быть закончено. В такой полосе фиксируется как продолжительность выполнения самого задания, так и возможный запас времени для завершения его выполнения. Это дает возможность модифицировать план развития проекта в определенных рамках без изменения общих сроков выполнения проекта. При расстановке исполнителей оценивается для каждого исполнителя соответствие его квалификации и опыта характеру предлагаемой работы. Особое внимание уделяется расстановке исполнителей заданий, находящихся на критическом пути.

Спустя некоторое время (обычно 2-3 недели) после активизации процессов, указанных в расписании, производится обозрение (просмотр) хода развития проекта и отмечаются возникшие противоречия. С учетом этого производится пересмотр (уточнение) параметров проекта и оценивается влияние измененных параметров на расписание проекта. Если окажется, что эти изменения увеличивают время разработки ПС, необходимо обсудить с заказчиком возможность изменения ограничений проекта и срока его завершения. В том случае, когда заказчик не может пойти на подходящие изменения, производится технический пересмотр проекта с целью поиска альтернативных подходов к разработке ПС.