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人月神话

_3 弗雷德里克·布鲁克斯(美)
能指导我们的日常工作。对于创造者,只有在实现的过程中,才能发现我们构思的不完整性
和不一致性。因此,对于理论家而言,书写、试验以及“工作实现”是非常基本和必要的。
在许多创造性活动中,往往很难掌握活动实施的介质,例如木头切割、油漆、电器安
装等。这些介质的物理约束限制了思路的表达,它们同样对实现造成了许多预料之外的困难。
由于物理介质和思路中隐含的不完善性,实际实现起来需要花费大量的时间和汗水。
对遇到的大部分实现上的困难,我们总是倾向于去责怪那些物理介质,因为它们不顺应“我
们”设定的思路。其实,这只不过是我们的骄傲使判断带上了主观主义色彩。
然而,计算机编程基于十分容易掌握的介质,编程人员通过非常纯粹的思维活动——
概念以及灵活的表现形式来开发程序。正由于介质的易于驾驭,我们期待在实现过程中不会
碰到困难,因此造成了乐观主义的弥漫。而我们的构思是有缺陷的,因此总会有bug。也就
是说,我们的乐观主义并不应该是理所应当的。
在单个的任务中,“一切都将运转正常”的假设在时间进度上具有可实现性。因为所遇
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的延迟是一个概率分布曲线,“不会延迟”仅具有有限的概率,所以现实情况可能会像计划
安排的那样顺利。然而大型的编程工作,或多或少包含了很多任务,某些任务间还具有前后
的次序,从而一切正常的概率变得非常小,甚至接近于无。
人月
第二个谬误的思考方式是在估计和进度安排中使用的工作量单位:人月。成本的确随
开发产品的人数和时间的不同,有着很大的变化,进度却不是如此。因此我认为用人月作为
衡量一项工作的规模是一个危险和带有欺骗性的神话。它暗示着人员数量和时间是可以相互
替换的。
人数和时间的互换仅仅适用于以下情况:某个任务可以分解给参与人员,并且他们之
间不需要相互的交流 (图2.1)。这在割小麦或收获棉花的工作中是可行的;而在系统编程
中近乎不可能。


图2.1:人员和时间之间的关系——完全可以分解的任务
当任务由于次序上的限制不能分解时,人手的添加对进度没有帮助(图2.2)。无论多
少个母亲,孕育一个生命都需要十个月。由于调试、测试的次序特性,许多软件都具有这种
特征,
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图2.2:人员和时间之间的关系——无法分解的任务
对于可以分解,但子任务之间需要相互沟通和交流的任务,必须在计划工作中考虑沟
通的工作量。因此,相同人月的前提下,采用增加人手来减少时间得到的最好情况,也比未
调整前要差一些(图2.3)。


图2.3:人员和时间之间的关系——需要沟通的可分解任务
沟通所增加的负担由两个部分组成,培训和相互的交流。每个成员需要进行技术、项
目目标以及总体策略上的培训。这种培训不能分解,因此这部分增加的工作量随人员的数量
1
呈线性变化 。
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相互之间交流的情况更糟一些。如果任务的每个部分必须分别和其他部分单独协作,
则工作量按照n(n-1)/2 递增。一对一交流的情况下,三个人的工作量是两个人的三倍,四
个人则是两个人的六倍。而对于需要在三四个人之间召开会议、进行协商、一同解决的问题,
情况会更加恶劣。所增加的用于沟通的工作量可能会完全抵消对原有任务分解所产生的作
用,此时我们会被带到图2.4 的境地。


图2.4:人员和时间之间的关系——关系错综复杂的任务
因为软件开发本质上是一项系统工作——错综复杂关系下的一种实践——沟通、交流
的工作量非常大,它很快会消耗任务分解所节省下来的个人时间。从而,添加更多的人手,
实际上是延长了,而不是缩短了时间进度。
系统测试
在时间进度中,顺序限制所造成的影响,没有哪个部分比单元调试和系统测试所受到
的牵涉更彻底。而且,要求的时间依赖于所遇到的错误、缺陷数量以及捕捉它们的程度。理
论上,缺陷的数量应该为零。但是,由于我们的乐观主义,通常实际出现的缺陷数量比预料
的要多得多。因此,系统测试进度的安排常常是编程中最不合理的部分。
对于软件任务的进度安排,以下是我使用了很多年的经验法则:
1/3计划
1/6编码
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1/4构件测试和早期系统测试
1/4系统测试,所有的构件已完成
在许多重要的方面,它与传统的进度安排方法不同:
1. 分配给计划的时间比寻常的多。即便如此,仍不足以产生详细和稳定的计划规格说
明,也不足以容纳对全新技术的研究和摸索。
2. 对所完成代码的调试和测试,投入近一半的时间,比平常的安排多很多。
3. 容易估计的部分,即编码,仅仅分配了六分之一的时间。
通过对传统项目进度安排的研究,我发现很少项目允许为测试分配一半的时间,但大
多数项目的测试实际上是花费了进度中一半的时间。它们中的许多项目,在系统测试之前还
能保持进度。或者说,除了系统测试,进度基本能保证2。
特别需要指出的是,不为系统测试安排足够的时间简直就是一场灾难。因为延迟发生
在项目快完成的时候。直到项目的发布日期,才有人发现进度上的问题。因此,坏消息没有
任何预兆,很晚才出现在客户和项目经理面前。
另外,此时此刻的延迟具有不寻常的、严重的财务和心理上的反应。在此之前,项目
已经配置了充足的人员,每天的人力成本也已经达到了最大的限度。更重要的是,当软件用
来支持其他的商业活动(计算机硬件到货,新设备、服务上线等等)时,这些活动延误出现
即将发布前,那么将付出相当高的商业代价。
实际上,上述的二次成本远远高于其他开销。因此,在早期进度策划时,允许充分的
系统测试时间是非常重要的。
空泛的估算
观察一下编程人员,你可能会发现,同厨师一样,某项任务的计划进度,可能受限于
顾客要求的紧迫程度,但紧迫程度无法控制实际的完成情况。就像约好在两分钟内完成一个
煎蛋,看上去可能进行得非常好。但当它无法在两分钟内完成时,顾客只能选择等待或者生
吃煎蛋。软件顾客的情况类似。
厨师还有其他的选择:他可以把火开大,不过结果常常是无法“挽救”的煎蛋——一
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面已经焦了,而另一面还是生的。
现在,我并不认为软件经理内在的勇气和坚持不如厨师,或者不如其他工程经理。但
为了满足顾客期望的日期而造成的不合理进度安排,在软件领域中却比其他的任何工程领域
要普遍得多。而且,非阶段化方法的采用,少得可怜的数据支持,加上完全借助软件经理的
直觉,这样的方式很难生产出健壮可靠和规避风险的估计。
显然我们需要两种解决方案。开发并推行生产率图表、缺陷率、估算规则等等,而整
个组织最终会从这些数据的共享上获益。
或者,在基于可靠基础的估算出现之前,项目经理需要挺直腰杆,坚持他们的估计,
确信自己的经验和直觉总比从期望派生出的结果要强得多。
重复产生的进度灾难
当一个软件项目落后于进度时,通常的做法是什么呢?自然是加派人手。如图2.1 至
2.4所示,这可能有所帮助,也可能无法解决问题。
我们来考虑一个例子3。设想一个估计需要12个人月的任务,分派给3 个成员4 个月
时间,在每个月的末尾安排了可测量的里程碑A、B、C、D (图2.5)。
现在假定两个月之后,第一个里程碑没有达到(图2.6)。项目经理面对的选择方案有
哪些呢?
1. 假设任务必须按时完成。假设仅仅是任务的第一个部分估计不得当,即如图 2.6
所示,则剩余了9 个人月的工作量,时间还有两个月,即需要4.5个开发人员,所以需要在
原来3个人的基础上增加2个人。
2. 假设任务必须按时完成。假设整个任务的估计偏低,即如图2.7 所示,那么还有
18个人月的工作量以及2个月的时间,需要将原来的3个人增至9 个人。
3. 重新安排进度。我喜欢P.Fagg,一个具有丰富经验的硬件工程师的忠告:“避免小
的偏差(Take no small slips)”。也就是说,在新的进度安排中分配充分的时间,以确保
工作能仔细、彻底地完成,从而无需重新确定时间进度表。
4. 削减任务。在现实情况中,一旦开发团队观察到进度的偏差,总是倾向于对任务进
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行削减。当项目延期所导致的后续成本非常高时,这常常是唯一可行的方法。项目经理的相
应措施是仔细、正式地调整项目,重新安排进度;或者是默默地注视着任务项由于轻率的设
计和不完整的测试而被剪除。
5
4
计划进度

3 A B C D
2
1
1 2 3人 4 5 6 7 8
图2.5
5
4

3 A B C D
落后1个月
2 (剩余9人/月)
1
1 2 3人 4 5 6 7 8
图2.6
- 13 -
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5
4

3 A B C D
2 (剩余18人/月)
1
1 2 3人 4 5 6 7 8
图2.7
5
B C D
4
月 培训结束
3 A
5个编程人员
2
7+人月
1
1 2 3人 4 5 6 7 8
图2.8
前两种情况中,坚持把不经调整的任务在四个月内完成将是灾难性的。考虑到重复生
成的工作量,以第一种为例(图2.8)——不论在多短的时间内,聘请到多么能干的两位新
员工,他们都需要接受一位有经验的职员的培训。如果培训需要一个月的时间,那么三个人
月将会投入到原有进度安排以外的工作中。另外,原先划分为三个部分的工作,会重新分解
成五个部分;某些已经完成的工作必定会丢失,系统测试必须被延长。因此,在第三个月的
月末,仍然残留着7个人月的工作,但此时只有5个有效的人月。如同图2.8 所示,产品还
是会延期,如同没有增加任何人手(图2.6)。
期望四个月内完成项目,仅仅考虑培训的时间,不考虑任务的重新划分和额外的系统
测试,在第二个月末需要增添4 个,而不是2个人员。如果考虑任务划分和系统测试的工作
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量,则还需要继续增加人手。到那时所拥有的就不是3人的队伍,而是7人以上的团队;并
且小组的组织和任务的划分在类型上都不尽相同,这已经不是程度上的差异问题。
注意在第三个月的结尾时,情况看上去还是很糟。除去管理的工作不谈,3 月1 日的里
程碑仍未达到。此时,对项目经理而言,仍然存在着很强的诱惑——添加更多人力,结果往
往会是上述循环的重复。这简直就是一种疯狂、愚蠢的做法。
前面的讨论仅仅是第一个里程碑估计不当的情况。如果在3 月1 日,项目经理做出了
比较保守的假设,即整个估计过于乐观了,如图2.7所示。6个人手需要添加到原先的任务
中。培训、任务的重新分配、系统测试工作量的计算作为练习留给读者。但是毫无疑问,重
现“灾难”所开发出的产品,比没有增加人手,而是重新安排开发进度所产生的产品更差。
简单、武断地重复一下Brooks 法则:
向进度落后的项目中增加人手,只会使进度更加落后。(Adding manpower to a late
software project makes it later)
这就是除去了神话色彩的人月。项目的时间依赖于顺序上的限制,人员的数量依赖于
单个子任务的数量。从这两个数值可以推算出进度时间表,该表安排的人员较少,花费的时
间较长(唯一的风险是产品可能会过时)。相反,分派较多的人手,计划较短的时间,将无
法得到可行的进度表。总之,在众多软件项目中,缺乏合理的时间进度是造成项目滞后的最
主要原因,它比其他所有因素加起来的影响还要大。
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外科手术队伍(The Surgical Team)
这些研究表明,效率高和效率低的实施者之间具体差别非常大,经常达到了数量级的水平。
1
- SACKMAN, ERIKSON 和GRANT
These studies revealed large individual diff erences between high and low performers, ofte n by an
order of magnitude.
1
- SACKMAN, ERIKSON, AND GRANT
在计算机领域的会议中,常常听到年轻的软件经理声称他们喜欢由头等人才组成的小
型、精干的队伍,而不是那些几百人的大型团队,这里的“人”当然暗指平庸的程序员。其
实我们也经常有相同的看法。
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