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第5章

软件工程思想-第5章

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  所以写进程表不能象小学生写决心书那样充满幻想。以下是一些有益的建议:
(1)制定进度表的人最好就是项目负责人,他最了解项目和开发人员。进度表要经过开发小组的讨论,在得到大部数人的支持后才能实施。避免出现一厢情愿的局面。
(2)进度安排并不见得一定要符合逻辑顺序。应尽可能地先做技术难度高的事,后做难度低的事。也就是辛苦在前,轻松在后。
  小时候我对一位老先生吃饭很感兴趣:他总是先把一大盒的米饭吃光了,然后再幸福地品尝一小盒菜。父母告诉我这是中国的传统美德,叫“先苦后甜”。从此我铭记在心,按此道理去学习和工作。可如今在饭店里,人们总是先把菜吃完了,最后才吃点米饭。天哪,生活真是太复杂了,我究竟该“先吃饭” 还是“先吃菜”?
(3)开发一个大的软件项目,应该将进度表分为若干个里程碑。一个里程碑之内的多个任务可以同步进行。程序员极容易沉迷于技术,要么乐不思蜀,要么焦头烂额。里程碑就象心灵的灯塔,使忙碌的人群不混乱,不迷失方向。
(4)进度表中必须留有缓冲时间,并将缓冲时间用到不确定的事情上。因为人们对即将要做的事情知之甚少,所以要留一些时间以防不测。Microsoft公司的一些开发小组甚至制定了“50% 缓冲规则”'Cusumano 1996'。对许多项目经理而言,容忍进度表中存在缓冲时间,不啻为观念上的一个飞跃。
(5)如果发现项目应交付的期限非常不合理,就要跟领导或跟客户据理力争,请求放宽期限、调整进度。当客户的需求发生变化时,就要对进度表作出相应的修正。不要觉得修改进度表很困难很麻烦,不修改才会产生真真的麻烦。很多人认为戒烟很困难,但马克·吐温曾说:“戒烟很容易,我一年就戒几十次。”

3。2  零缺陷质量管理的观念

  “零缺陷”质量管理的观念来源于一些国际上著名的硬件生产厂商。尽管软件的开发与硬件生产有极大的差别,但我们仍可以从“零缺陷”质量管理中得到启迪。“零缺陷”质量管理至少有两个核心内容:一是高目标,二是可执行的规范。

3。2。1 高目标
  人在做一件事情时,由于存在很多不确定的因素,一般不可能100% 地达到目标。假设平常人做事能完成目标的80%。如果某个人的目标是100分,那么他最终成绩可达80分。如果某个人的目标只是60分,那么他最终成绩只有48分。我们在考场上身经百战,很清楚那些只想混及格的学生通常都不会及格,那些想得高分的学生也常为自己的失误而捶胸顿足。
  做一个项目通常需要多个人的协作。假设项目的总质量(最高为1)是十个开发人员的工作质量之积。如果每个人的质量目标是0。95,那么十个人的累积质量不会超过0。19。如果每个人的质量目标是0。9分,那么十个人的累积质量不会超过0。03。只有每个人都做到1,项目总质量才会是1。
  如果没有高目标,人的堕落就很快。如果没有“零缺陷”的质量目标,也许缺陷就会成堆。

3。2。2 可执行的规范
  实现100分显然比实现80分要付出更多的努力。“零缺陷”质量目标不是随心所欲提出来的,做得到才有意义。实现高目标需要一套可执行的规范来保证。
  50年代末,全国掀起了“浮夸风”。为了实现亩产数万斤推广各种方法,害得全国闹饥荒。想不到有数千年种粮经验的几亿中国农民就这么整齐地栽倒了。
  好规范必须是本企业有能力执行的。一个普通企业照搬一流企业的规范未必行得通。软件工程的规范很容易从书籍中找到,但有了这些规范并不表明就能把软件做好。国内很多软件公司根本没有条件去执行业界推荐的软件工程规范。社会主义初级阶段的“草”与发达资本主义国家的“苗”的确有不同的培育方式。

  软件是如此的灵活,如果没有规范来制约,就容易因无序的喜好而导致混沌;但规范如果太严密了,就会扼杀程序员生机勃勃的创造力。制定软件规范是进退两难的事。程序员必须深入了解软件多方面的质量因素,把那些能提高软件质量因素的各种规范植入脑中,才能在各个实践环节自然而然地把高质量设计到软件中。

3。3  软件的质量因素

  “运行正确”的程序就是高质量的程序吗?
  不贪污的官就是好官吗?
  时下老百姓对一些腐败的地方政府深痛恶绝,对“官”不再有质量期望。只要当官的不贪污,哪怕毫无政绩,也算是“好官”。也有一些精明的老百姓打出旗号:宁要贪污犯,不要大笨蛋。相比之下,程序员是够幸福的了。因为我们能通过努力,由自己来把握软件的命运。那么就不要轻易放弃提高软件质量的权利了。
  “运行正确”的程序不见得就是高质量的程序。这个程序也许运行速度很低并且浪费内存;也许代码写得一塌糊涂,除了开发者本人谁也看不懂也不会使用。正确性只是反映软件质量的一个因素而已。
  软件的质量因素很多,如正确性、精确性、可靠性、容错性、性能、效率、易用性、可理解性、简洁性、可复用性、可扩充性、兼容性等等(还可以列出十几个)。这些质量因素之间“你中有我,我中有他”,非常缠绵。如果程序员每天要面对那么多质量因素咬文嚼字,不久就会迂腐得象孔乙已,并且有找不到女朋友的危险。
  为了便于理解,可以参照武侠小说中的武学分类,将质量因素粗略地分成几大派。你想那武学源源流长,相互渗透,谁能数得清有多少江湖派别。但想在道上混,总得知道六大门派:“少林派”、“武当派”、“峨嵋派”、“华山派”、“昆仑派”和“崆峒派”。软件质量因素的分类如图3。2所示。其中“正确性与精确性”排在首位,地位如同“少林派”与“武当派”;而“性能与效率”,“易用性”,“可理解性与简洁性”和“可复用性与可扩充性”亦是举足轻重的质量因素,地位仿佛“峨嵋派”,“华山派”,“昆仑派”和“崆峒派”。其它的质量因素总可以在图3。2中找到合适的亲缘关系,本节不再一一细表。

图3。2  软件质量因素分类和武学分类

3。3。1 正确性与精确性
  正确性与精确性之所以排在质量因素的第一位,是因为如果软件运行不正确或者不精确,就会给用户造成不便甚至造成损失。机器不会主动欺骗人,软件运行不正确或者不精确一般都是人造成的。即使一个软件能100% 地按需求规格执行,但是如果需求分析错了,那么对客户而言这个软件也存在错误。即使需求分析完全符合客户的要求,但是如果软件没有100% 地按需求规格执行,那么这个软件也存在错误。开发一个大的软件项目,程序员要为“正确”、“精确”四个字竭尽精力。
  与正确性、精确性相关的质量因素是容错性和可靠性。
  容错性首先承认软件系统存在不正确与不精确的因素,为了防止潜在的不正确与不精确因素引发灾难,系统为此设计了安全措施。在一些高风险的软件系统,如航空航天、武器、金融等系统中,容错性设计非常重要。
  可靠性是指在一定的环境下,在给定的时间内,系统不发生故障的概率。可靠性本来是硬件领域的术语。比如某个电子设备,一开始工作很正常,但由于工作中器件的物理性质会发生变化(如发热),慢慢地系统就会失常。所以一个设计完全正确的硬件系统,在工作中未必就是可靠的。软件在运行时不会发生物理性质的变化,人们常以为如果软件的某个功能是正确的,那么它一辈子都是正确的。可是我们无法对软件进行彻底地测试,无法根除软件中潜在的错误。平时软件运行得好好的,说不准哪一天就不正常了,如“2000年”问题。因此把可靠性引入软件领域是有意义的。我曾买了一本关于软件可靠性的著作,此书充满了数学公式。我发现以我目前的学历实在难以看懂书上讲了些什么。请宽恕我的愚昧,我把此书给“供”起来,没敢用笔画一处记号。

3。3。2 性能与效率
  用户都希望软件的运行速度高些(高性能),并且占用资源少些(高效率)。旧社会地主就是这么对待长工的:干活要快点,吃得要少点。程序员可以通过优化算法、数据结构和代码组织来提高软件系统的性能与效率。优化的关键工作是找出限制性能与效率的“瓶颈”,不要在无关痛痒的地方瞎忙乎。如果你想职称升得快,光靠增加课时能顶屁用;你就该一年写它几十篇文章,争取破格升教授。

3。3。3 易用性
  易用性是指用户感觉使用软件的难易程度。用户可能是操作软件的最终用户,也可能是那些要使用源代码的程序员。现代人的生活节奏快,干啥事都想图个方便。所以把易用性作为重要的质量因素无可非议。
  导致软件易用性差的根本原因是开发人员犯了“错位”的毛病:他以为只要自己用起来方便,用户也一定会满意。俗话说“王婆卖瓜,自卖自夸”。当程序员向用户展示软件时,常会得意地讲:“这个软件非常好用,我操作给你看,……是很好用吧!”软件的易用性要让用户来评价。当用户真的感到软件很好用时,一股温暖的感觉油然而生,于是就用“友好”来评价易用性。

3。3。4 可理解性与简洁性
  可理解性表达了人们一种质朴的愿望:我化钱买了它,总得让我明白它是什么东西。我小时候的一个伙伴在读中学时,就因无法理解电荷之分正负,觉得很烦恼,便早早地缀学当工人。
  可理解性也是对用户而言的。开发人员只有在自己思路清晰时才可能写出让别人能理解的程序。编程时还要注意不可滥用技巧,应该用自然的方式编程。我们的确不知道自己的得意之举究竟是锦上添花,还是画蛇添足。就象蒸出一笼馒头,在上面插一朵鲜花,本想弄点诗情画意,却让人误以为那是一堆热气腾腾的牛粪。
  简洁是一种美,不管是自己还是用户都会有同感。在生活中,与简洁对立的是“罗里罗嗦”。中国小说中最“婆婆妈妈”的男人是唐僧。有一项民意调查:如果世上只有唐僧、孙悟空、猪八戒和沙僧这四类男人,你要嫁给哪一类?请列出优先级。调查结果表明,现代女性毫不例外地把唐僧摆在老末。
  一个原始的应用问题可能很复杂,但高水平的人就能够把软件系统设计得很简洁。如果软件系统臃肿不堪,它迟早会出问题。简洁是人们对工作“精益求精”的结果。
  废话大师有句名言:“如果我令你过于轻松地明白了,那你一定是误解了我说的话。”我最近有一种奇怪的体会:如果把学术文章写得很简洁,让人很容易理解,它往往中不了;只有加上一些玄乎的东西,把本来简单的弄成复杂的,才会增加投稿的命中率。事实上,我可以在5分钟之内说清楚三年来读博所做的工作,根本用不着写100多页的博士论文。我是在临近毕业时,才发觉自己完全不适合读博士学位。将来工作后,我一定要好好编程,重新做人。

3。3。5 可复用性与可扩充性
  复用的一种方式是原封不动地使用现成的软构件,另一种方式是对现成的软构件进行必要的扩充后再使用。可复用性好的程序一般也具有良好的可扩充性。本书第六章将论述如何设计可复用、可扩充的C++程序。

3。4  质 量 检 查

  检查是人们不信任自己和别人的一种行为。当某些事情涉及到利益分配时,更需要有检查活动来保证公平。估计即使进入了共产主义社会,也少不了检查。
  质量检查并不是要等到项目结束时才执行唯一的一次,应该在每个实践环节都要执行。对应于进度表,在每个里程碑到达时执行质量检查比较合理。质量检查的内容有二:一是作出评审,是合格还是不合格?能打多少分?二是作出建议,对质量为什么好为什么差进行分析,以便“改差为好”、“好上加好”。
  以下是人们经常采用的软件质量检查措施'Pressman 1999':
(1)事先把检查的主要内容制成一张表,使检查活动集中在主要问题上。
(2)只评审工作,不评审开发者。评审的气氛应该是融洽的。存在的错误应该被有礼貌地指出来,任何人的意见都不应被阻挠或小看。
(3)建立一个议事日程并遵循它。检查过程不能放任自由,必须排照既定的方向和日程进行。
(4)不要化太多的时间争论和辩驳。
(5)说清楚问题所在,但不要企图当场解决所有问题。

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