Модель быстрого протитипирования предназначена для быстрого создания прототипов продукта с целью уточнения требований и поэтапного развития прототипов в конечный продукт. Скорость (высокая производительность) выполнения проекта обеспечивается планированием разработки прототипов и участием заказчика в процессе разработки.
Начало жизненного цикла разработки помещено в центре эллипса. Совместно с пользователем разрабатывается предварительный план проекта на основе предварительных требований. Результат начального планирования - документ, описывающий в общих чертах примерные графики и результативные данные.
Следующий уровень – создание исходного прототипа на основе быстрого анализа, проекта база данных, пользовательского интерфейса и некоторых функций. Затем начинается итерационный цикл быстрого прототипирования.
Разработчик проекта демонстрирует очередной прототип, пользователь оценивает его функционирование, совместно определяются проблемы и пути их преодоления для перехода к следующему прототипу. Этот процесс продолжается до тех пор, пока пользователь не согласится, что очередной прототип в точности отображает все требования.
Получив одобрение пользователя, быстрый прототип преобразуют детальный проект, и систему настраивают на производственное использование. Именно на этом этапе настройки ускоренный прототип становится полностью действующей системой.
При разработке производственной версии программы, может понадобиться более высокий уровень функциональных возможностей, различные системные ресурсы, необходимых для обеспечения полной рабочей нагрузки, или ограничения во времени.
После этого следуют тестирование в предельных режимах, определение квалификационных критериев и настройка, а затем, как обычно, функциональное сопровождение.
Agile методологии
3.2.7.1 Описание методологии
Эти адаптивные модели также носят название моделей "скоростного" жизненного цикла (Bullock 2003). В 2001 году группой, состоявшей из 17 представителей пользователей этой адаптивной модели жизненного цикла был выпущен "Манифест скоростной разработки программного обеспечения", и эта инициатива получила широкое развитие в отрасли информационных технологий.
Гибкая методология разработки (англ. Agile software development) — это концептуальный каркас, в рамках которого выполняется разработка программного обеспечения. Существует несколько подобных методик.
Большинство гибких методологий нацелены на минимизацию рисков, путём сведения разработки к серии коротких циклов, называемых итерациями, которые обычно длятся одну-две недели. Каждая итерация сама по себе выглядит как программный проект в миниатюре, и включает все задачи, необходимые для выдачи мини-прироста по функциональности: планирование, анализ требований, проектирование, кодирование, тестирование и документирование.
Хотя отдельная итерация, как правило, недостаточна для выпуска новой версии продукта, подразумевается что гибкий программный проект готов к выпуску в конце каждой итерации. По окончании каждой итерации, команда выполняет переоценку приоритетов разработки.
Agile методы делают упор на непосредственное общение лицом к лицу. Большинство agile команд расположены в одном офисе. Как минимум она включает и «заказчиков» (заказчики которые определяют продукт, также это могут быть менеджеры продукта, бизнес аналитики или клиенты). Офис может также включать тестировщиков, дизайнеров интерфейса, технических писателей и менеджеров.
Основной метрикой agile методов является рабочий продукт. Отдавая предпочтение непосредственному общению agile методы уменьшают объем письменной документации по сравнению с другими методами, но не исключают их.
Если рассмотреть пары связей:
люди и взаимодействие - процессы и инструменты
работающий продукт - обширная документация
сотрудничество с заказчиком - детали контракта
готовность к изменениям - следование плану,
то можно сказать, что в agile методологиях мы, признавая, что правая часть тезисов важна, все-таки больше ценим их левую часть.
Существует более 15 agile методологий. Самые распространенные:
• XP
• Scrum
Как утверждают сторонники быстрого развития, их методологии не нуждаются в том, чтобы четко фиксировать этапы развития разработки программного проекта. Однако они понимают, что само понятие жизненного цикла полезно для представления процесса разработки в концептуальном плане. Что же касается деятельности менеджера, то в этом подходе в противовес жестким методологиям провозглашаются самодисциплина и сотрудничество вместо дисциплины и подчинения; планирование, контрольные и другие функции носят здесь такой характер, который позволяет менеджеру в большей мере сосредоточиться на руководстве командой, чем на управлении.
В результате отслеживание процесса не требует, к примеру, специальных документов о достигнутых результатах и проблемах, для которых нужна специальная поддержка. По этой причине модели жизненного цикла быстрого развития не претендуют на инструментальность, и в таком ключе их рассматривать не имеет смысла.
Тем не менее, понятия контрольных точек и контрольных мероприятий, распределения ресурсов, оценки остаются, хотя их содержание становится менее формализованным.
Жизненный цикл любой методологии быстрого развития можно описать следующим образом.
- Начальная фаза. Она выделена, поскольку приходится выполнять работы, которые не являются характерными для основного процесса.
- Серия максимально коротких итераций, состоящих из шагов:
- выбор реализуемых требований (в экстремальном программировании — пользовательских историй);
- реализация только отобранных требований;
- передача результата для практического использования;
- короткий период оценки достигнутого (в зависимости от объема работ периода его можно назвать этапом или контрольным мероприятием).
- Фаза заключительной оценки разработки проекта.
Реальные быстрые методологии конкретизируют эту схему, дополняют ее теми или иными методиками.
До последнего времени быстрые процессы было не принято формализовать настолько, чтобы их можно было предлагать в качестве стандарта. И сегодня не приходится говорить, например, о сертификации команды как "правильно" работающей по быстрой методологии, подобном тому, что требует CMM. Тем не менее, вопрос о сертификации быстрого процесса приобретает актуальность — складывается своеобразная мода на гибкие методологии, отрицательно сказывающаяся на престиже подхода в целом.
Стремление к сертификации сдвигает границу между гибкими и жесткими методологиями в сторону последних, и есть опасения, что в результате быстрые подходы станут формализованными до такой степени, что их нельзя уже будет называть гибкими. Эта проблема отмечалась во многих докладах на конференции сторонников обсуждаемого подхода Extreme Programming and Agile Methods — XP/Agile Universe 2003.
Тем не менее в 2003 появилась компания, выполняющая проекты по методологии экстремального программирования, которая получила сертификат по одному из общепризнанных стандартов ISO 9001:2000, свидетельствующий об определенных гарантиях качества организации проектной деятельности и получаемых результатов. Это произошло по прошествии примерно года с момента подачи заявки на сертификацию. Все, что для этого потребовалось сделать, свелось к приведению соответствия между процессами экстремального программирования и поддерживаемыми стандартом. В остальном процедура сертификации не нарушила процессы производства программ в компании. Не потребовалось никакой настройки процесса, доведения его до требований стандарта. Не претерпела изменений база данных, в которой сохранялись пользовательские истории со сведениями о работе с ними. Документация, предназначенная для пользователей, построенная на базе априорного тестирования, признана соответствующей требованиям качества и т.д.
3.2.7.2 Экстремальное программирование - Extreme Рrogramming (XP)
Экстремальное программирование (Extreme Programming, XP) — одна из гибких методологий разработки программного обеспечения. (авторы Кент Бек, Уорд Каннингем, Мартин Фаулер и другие, 1996-1999)
Двенадцать основных практики экстремального программирования (по первому изданию книги Extreme programming explained) могут быть объединены в четыре группы:
- Короткий цикл обратной связи (Fine scale feedback)
- Разработка через тестирование (Test driven development)
- Игра в планирование (Planning game)
- Заказчик всегда рядом (Whole team, Onsite customer)
- Парное программирование (Pair programming)
- Непрерывный, а не пакетный процесс
- Непрерывная интеграция (Continuous Integration)
- Рефакторинг (Design Improvement, Refactor)
- Частые небольшие релизы (Small Releases)
- Понимание, разделяемое всеми
- Простота (Simple design)
- Метафора системы (System metaphor)
- Коллективное владение кодом (Collective code ownership) или выбранными шаблонами проектирования (Collective patterns ownership)
- Стандарт кодирования (Coding standard or Coding conventions)
- Социальная защищенность программиста (Programmer welfare):
- 40-часовая рабочая неделя (Sustainable pace, Forty hour week)
Ниже дано описание практик, которые активно используются и в других моделях для повышения качества продукта.
Парное программирование предполагает, что весь код создается парами программистов, работающих за одним компьютером. Один из них работает непосредственно с текстом программы, другой просматривает его работу и следит за общей картиной происходящего.
При необходимости клавиатура свободно передается от одного к другому. В течение работы над проектом пары не фиксированы: рекомендуется их перемешивать, чтобы каждый программист в команде имел хорошее представление о всей системе. Таким образом, парное программирование усиливает взаимодействие внутри команды.
Коллективное владение означает, что каждый член команды несёт ответственность за весь исходный код. Таким образом, каждый вправе вносить изменения в любой участок программы.
Парное программирование поддерживает эту практику: работая в разных парах, все программисты знакомятся со всеми частями кода системы. Важное преимущество коллективного владения кодом — в том, что оно ускоряет процесс разработки, поскольку при появлении ошибки её может устранить любой программист.
Давая каждому программисту право изменять код, мы получаем риск появления ошибок, вносимых программистами, которые считают что знают что делают, но не рассматривают некоторые зависимости. Хорошо определённые UNIT-тесты решают эту проблему: если не рассмотренные зависимости порождают ошибки, то следующий запуск UNIT-тестов будет неудачным.
Заказчик всегда рядом. «Заказчик» в XP — это не тот, кто оплачивает счета, а тот, кто на самом деле использует систему. XP утверждает, что заказчик должен быть всё время на связи и доступен для вопросов.
Рефакторинг — процесс изменения внутренней структуры программы, не затрагивающий её внешнего поведения и имеющий целью облегчить понимание её работы. В основе рефакторинга лежит последовательность небольших эквивалентных (то есть сохраняющих поведение) преобразований.
Поскольку каждое преобразование маленькое, программисту легче проследить за его правильностью, и в то же время вся последовательность может привести к существенной перестройке программы и улучшению её согласованности и четкости. Рефакторинг позволяет разрабатывать архитектуру программы постепенно, откладывая проектные решения до тех пор, пока не станет более ясной их необходимость.
Автоматическое юнит-тестирование позволяет убедиться, что рефакторинг не разрушил существующую функциональность. Иногда под рефакторингом неправильно подразумевают коррекцию кода с заранее оговоренными правилами отступа, перевода строк, внесения комментариев и прочими визуально значимыми изменениями, которые никак не отражаются на процессе компиляции, с целью обеспечения лучшей читаемости кода
Цель рефакторинга - сделать код программы более легким для понимания; без этого рефакторинг нельзя считать успешным. Рефакторинг следует отличать от оптимизации производительности. Как и рефакторинг, оптимизация обычно не изменяет поведение программы, а только ускоряет ее работу.
Но оптимизация часто затрудняет понимание кода, что противоположно рефакторингу. С другой стороны, нужно отличать рефакторинг от реинжиниринга, который осуществляется для расширения функциональности программного обеспечения. Как правило, крупные рефакторинги предваряют реинжиниринг.
Рефакторинг нужно применять постоянно при разработке кода. Основными стимулами его проведения являются следующие задачи:
1. Необходимо добавить новую функцию, которая не достаточно укладывается в принятое архитектурное решение
2. Необходимо исправить ошибку, причины возникновения которой сразу не ясны
3. Когда сложно объяснить коллеге логику работы программы
Во многом, при рефакторинге лучше полагаться на интуицию, основанную на опыте. Но можно выделить наиболее очевидные причины, когда код нужно подвергнуть рефакторингу:
1. Дублирование кода
2. Длинный метод
3. Большой класс
4. Длинный список параметров
5. "Завистливые" функции - это метод, который чрезмерно обращается к данным другого объекта
6. Избыточные временные переменные
7. Классы данных
8. Не сгруппированные данные
Непрерывная интеграция (Continuous Integration) — это практика разработки программного обеспечения, которая заключается в выполнении частых автоматизированных сборок проекта для скорейшего выявления и решения интеграционных проблем. В обычном проекте, где над разными частями системы разработчики трудятся независимо, стадия интеграции является заключительной. Она может непредсказуемо задержать окончание работ. Переход к непрерывной интеграции позволяет снизить трудоёмкость интеграции и сделать её более предсказуемой за счет наиболее раннего обнаружения и устранения ошибок и противоречий.
Требования к проекту:
- Исходные коды и все, что необходимо для сборки и тестирования проекта, хранится в репозитории системы управления версиями;
- Операции копирования из репозитория, сборки и тестирования всего проекта автоматизированы и легко вызываются из внешней программы
На выделенном сервере организуется служба, запускающая локальную сборку
- по внешнему запросу,
- по расписанию,
- по факту обновления репозитория, и др.
В случае сборки по расписанию (daily build — ежедневная сборка) дополнительно вводится система нумерации сборок. Обычно каждая сборка нумеруется натуральным числом, которое увеличивается с каждой новой сборкой.
Исходные тексты и другие исходные данные при взятии их из репозитория системы контроля версий помечаются номером сборки. Благодаря этому точно такая же сборка может быть точно воспроизведена в будущем — достаточно взять исходные данные по нужной метке и запустить процесс снова. Это даёт возможность повторно выпускать даже очень старые версии программы с небольшими исправлениями.
Преимуществанепрерывной интеграции:
- проблемы интеграции выявляются и исправляются быстро, что оказывается дешевле;
- немедленный прогон модульных тестов для свежих изменений;
- постоянное наличие текущей стабильной версии вместе с продуктами сборок — для тестирования, демонстрации, и т. п.
- немедленный эффект от неполного или неработающего кода приучает разработчиков к работе в итеративном режиме с более коротким циклом.
Недостатки непрерывной интеграции:
- затраты на поддержку работы непрерывной интеграции;
- потенциальная необходимость в выделенном сервере под нужды непрерывной интеграции;
- немедленный эффект от неполного или неработающего кода — отучает разработчиков от выполнения периодических резервных включений кода в репозиторий
3.2.7.3 Гибкая разработка - SCRUM (Ken Schwaber & Jeff Sutherland, 1996)
В методологии Scrum всего три роли.
- Scrum Master
- Product Owner
- Team
Скрам Мастер (Scrum Master) - самая важная роль в методологии. Скрам Мастер отвечает за успех Scrum в проекте. По сути, Скрам Мастер является интерфейсом между менеджментом и командой. Как правило, эту роль в проекте играет менеджер проекта или тимлид. Важно подчеркнуть, что Скрам Мастер не раздает задачи членам команды. В Agile команда является самоорганизующейся и самоуправлямой.
Основные обязанности Скрам Мастера таковы:
- Создает атмосферу доверия,
- Участвует в митингах в качестве фасилитатора
- Устраняет препятствия
- Делает проблемы и открытые вопросы видимыми
- Отвечает за соблюдение практик и процесса в команде
Скрам Мастер ведет Daily Scrum Meeting и отслеживает прогресс команды при помощи Sprint Backlog, отмечая статус всех задач в спринте.
ScrumMaster может также помогать Product Owner создавать Backlog для команды
Product Owner - это человек, отвечающий за разработку продукта. Как правило, это product manager для продуктовой разработки, менеджер проекта для внутренней разработки и представитель заказчика для заказной разработки. Product Owner - это единая точка принятия окончательных решений для команды в проекте, именно поэтому это всегда один человек, а не группа или комитет.
Обязанности Product Owner таковы:
- Отвечает за формирование product vision
- Управляет ROI
- Управляет ожиданиями заказчиков и всех заинтересованных лиц
- Координирует и приоритизирует Product backlog
- Предоставляет понятные и тестируемые требования команде
- Взаимодействует с командой и заказчиком
- Отвечает за приемку кода в конце каждой итерации
Product Owner ставит задачи команде, но он не вправе ставить задачи конкретному члену проектной команды в течении спринта.
Команда (Team). В методологии Scrum команда является самоорганизующейся и самоуправляемой. Команда берет на себя обязательства по выполнению объема работ на спринт перед Product Owner. Работа команды оценивается как работа единой группы. В Scrum вклад отдельных членов проектной команды не оценивается, так как это разваливает самоорганизацию команды.
Обязанности команды таковы:
- Отвечает за оценку элементов баклога
- Принимает решение по дизайну и имплементации
- Разрабатывает софт и предоставляет его заказчику
- Отслеживает собственный прогресс (вместе со Скрам Мастером).
- Отвечает за результат перед Product Owner
Размер команды ограничивается размером группы людей, способных эффективно взаимодействовать лицом к лицу. Типичные размер команды - 7 плюс минус 2.
Команда в Scrum кроссфункциональна. В нее входят люди с различными навыками - разработчики, аналитики, тестировщики. Нет заранее определенных и поделенных ролей в команде, ограничивающих область действий членов команды.
Команда состоит из инженеров, которые вносят свой вклад в общий успех проекта в соответствии со своими способностями и проектной необходимостью. Команда самоорганизуется для выполнения конкретных задач в проекте, что позволяет ей гибко реагировать на любые возможные задачи.
Для облегчения коммуникаций команда должна находиться в одном месте (colocated). Предпочтительно размещать команду не в кубиках, а в одной общей комнате для того, чтобы уменьшить препятствия для свободного общения.
Команде необходимо предоставить все необходимое для комфортной работы, обеспечить досками и флипчартами, предоставить все необходимые инструменты и среду для работы.
Product Backlog - это приоритезированный список имеющихся на данный момент бизнес-требований и технических требований к системе.
Product Backlog включает в себя use cases, defects, enhancements, technologies, stories, features, issues, и т.д.. Product backlog также включает задачи, важные для команды, например "провести тренинг", "добить всем памяти"
Product Backlog постоянно пересматривается и дополняется - в него включаются новые требования, удаляются ненужные, пересматриваются приоритеты. За Product Backlog отвечает Product Owner. Он также работает совместно с командой для того, чтобы получить приближенную оценку на выполнение элементов Product Backlog для того, чтобы более точно расставлять приоритеты в соответствии с необходимым временем на выполнение.
Sprint Backlog содержит функциональность, выбранную Product Owner из Product Backlog. Все функции разбиты по задачам, каждая из которых оценивается командой. Каждый день команда оценивает объем работы, который нужно проделать для завершения задач
Сумма оценок оставшейся работы может быть построена как график зависимости от времени. Такой график называется Sprint Burndown chart. Он демонстрирует прогресс команды по ходу спринта.
В Scrum итерация называется Sprint. Ее длительность составляет 1 месяц (30 дней).
Результатом Sprint является готовый продукт (build), который можно передавать (deliver) заказчику (по крайней мере, система должна быть готова к показу заказчику).
Короткие спринты обеспечивают быстрый feedback проектной команде от заказчика. Заказчик получает возможность гибко управлять scope системы, оценивая результат спринта и предлагая улучшения к созданной функциональности. Такие улучшения попадают в Product Backlog, приоритезируются наравне с прочими требованиями и могут быть запланированы на следующий (или на один из следующих) спринтов.
Каждый спринт представляет собой маленький "водопад". В течение спринта делаются все работы по сбору требований, дизайну, кодированию и тестированию продукта.
Scope спринта должен быть фиксированным. Это позволяет команде давать обязательства на тот объем работ, который должен быть сделан в спринте. Это означает, что Sprint Backlog не может быть изменен никем, кроме команды.
Рис. 6. Жизненный цикл спринта.
В начале каждого спринта проводится планирование спринта. В планировании спринта участвуют заказчики, пользователи, менеджмент, Product Owner, Скрам Мастер и команда.
Планирование спринта состоит из двух последовательных митингов.
Планирование спринта, митинг первый
Участники: команда, Product Owner, Scrum Master, пользователи, менеджмент.
Цель: Определить цель спринта (Sprint Goal) и Sprint Backlog -функциональность, которая будет разработана в течение следующего спринта для достижения цели спринта.
Артефакт: Sprint Backlog
Планирование спринта, митинг второй
Участники: Скрам Мастер, команда
Цель: определить, как именно будет разрабатываться определенная функциональность для того, чтобы достичь цели спринта. Для каждого элемента Sprint Backlog определяется список задач и оценивается их продолжительность.
Артефакт: в Sprint Backlog появляются задачи
Если в ходе спринта выясняется, что команда не может успеть сделать запланированное на спринт, то Скрам Мастер, Product Owner и команда встречаются и выясняют, как можно сократить scope работ и при этом достичь цели спринта.