Очерки истории отечественной программной инженерии в 1940-е – 80-е годы - Владимир Липаев

Только на базе серьезных статистических исследований технико-экономических показателей жизненного цикла и практического маркетинга возможны были обобщения и создание теоретических и практических основ экономики программных продуктов. Специалистам необходимо было исследовать и сформулировать методы технико-экономического анализа, оценивания и прогнозирования необходимых ресурсов для проектов разработки комплексов программ. Тем самым определить очень важный, базовый раздел из всей экономики программных продуктов. Такое выделение определялось тем, что без подобных базовых исследований вряд ли возможно было последующее серьезное развитие экономики в этой области. Внимание было сосредоточено на концептуальной основе распределения затрат труда в процессе разработки программ, на факторах, определяющих реальные трудозатраты и другие технико-экономические показатели, а также на исследовании таких характеристик в реализованных разработках комплексов программ.

Рассматривались преимущественно средние и крупные проекты, создаваемые коллективами специалистов. В таких проектах на чистое творчество, искусство и научные исследования отдельных специалистов, преобладающие в небольших индивидуальных разработках, накладывается множество работ, характерных для индустриального проектирования и производства программных продуктов. Вследствие этого значительно нивелировались индивидуальные особенности отдельных специалистов, и появлялась возможность оценивать усредненные характеристики производительности труда и другие технико-экономические показатели (ТЭП) в крупных коллективах. Анализируемые процессы были ограничены: от этапа оформления требований технического задания на разработку продукта и до этапа завершения испытаний опытного образца программного продукта соответствующего требованиям заказчика.

Индустриальное, коллективное создание крупных программных комплексов необходимо было структурировать, планировать и поэтапно регламентировать с учетом заданных ограничений сроков и стоимости проектов. Это было обусловлено, в частности, предварительным отсутствием у специалистов количественных оценок ТЭП разработки программ на основе статистических данных по реально созданным программным продуктам. Задача состояла в том, чтобы детально исследовать реальные технико-экономические показатели достаточно представительного набора завершенных проектов комплексов программ и создать на этой статистической базе методики прогнозирования трудоемкости, длительности и числа необходимых специалистов по этапам работ и интегрально по проектам разных классов и размеров.

С этой целью в конце 70-х годов были разработаны методические указания и анкета, разосланные по приказу министерства радиопромышленности СССР в ряд оборонных предприятий для сбора сведений о каждой завершенной промышленной разработке программного продукта (Алексей Иванович Потапов) [20]. В анкетах подлежало регистрировать:

• характеристики объекта производства – программного продукта;

• трудовые и временные ресурсы, непосредственно затраченные на разработку программного продукта;

• программная оснащенность разработки средствами автоматизации технологии производства;

• аппаратурная оснащенность разработки программ средствами вычислительной техники.

При этом фиксировались основные составляющие затрат на разработку комплекса программ.

трудоемкость и длительность непосредственного производства программного продукта;

• затраты на программные системы автоматизации разработки программного обеспечения (САР-ПО);

• затраты на аппаратуру ЭВМ, используемых в процессе разработки комплекса программ.

При расчете производительности труда разработчиков учитывался труд непосредственного создания комплекса программ, а при расчете стоимости разработки программного продукта в целом и одной команды – все составляющие затрат. Относительно небольшие затраты на системы автоматизации разработки программ не учитывались, так как были обусловлены многократным применением одних и тех же САРПО для создания различных проектов на определенном предприятии. Так же по многим проектам распределялись капитальные затраты на покупку и установку технологических ЭВМ. Поэтому при анкетировании не выделялись и не учитывались эти небольшие затраты, так как в этой составляющей доминирующими оказались затраты на машинное время ЭВМ.

Технико-экономические показатели проектов комплексов программ начали анализироваться в конце 1970 – х годов. Наиболее систематично они исследовались за период от 1982-го года до 1986-го года, когда были собраны, обработаны и проанализированы данные, поступившие с 30 оборонных предприятий министерства, о разработке 142 проектов программных продуктов реального времени, объемом около 10,5 млн. команд. Основными ТЭП проектов являлись как абсолютные показатели (размер, трудоемкость и длительность разработки), так и относительные (производительность труда разработчиков, затрата машинного времени на одну команду комплекса, стоимость разработки одной команды программного продукта). Относительные ТЭП дали возможность сопоставить различные разработки продуктов и коллективы разработчиков по эффективности их труда.

За меру производительности труда разработчиков принималось отношение объема созданных компонентов и комплекса в командах нового исходного текста программ (без учета заимствования из предшествовавших проектов) к трудозатратам на его разработку в человеко-днях. Учитывался только объем программного продукта, прошедшего испытания и переданного на эксплуатацию потребителю без экспериментальных компонентов и версий, не вошедших в окончательный программный продукт. При расчете трудозатрат принималась полная длительность производства (от разработки общего технического задания до сдачи продукта заказчику). В число специалистов-разработчиков включались различные категории специалистов: руководители разработки, аналитики, системотехники, программисты и тестировщики, а также технический персонал, занятый оформлением текущей и итоговой документации.

В результате обработки собранных фактических статистических данных были получены зависимости ТЭП от основных факторов, выявлена роль применения различных языков программирования, методов доступа к ЭВМ, определена реальная обеспеченность разработчиков дисплеями и машинным временем технологических ЭВМ. По программам реального времени к 1986-му году производительность труда специалистов составила до 2,6 команд (строк текста) на человека в день по сравнению с 1,6 в 1980-м году. Особенно производительность труда возрастала в последние четыре года, что составило прирост, равный почти 50 %. Из общего объема разработок около 23 % составляли средние комплексы программ (объемом от 30 тыс. до 100 тыс. команд). К 1980-му году крупные комплексы (объемом более 100 тыс. команд) составляли 32 %.

Данные по производительности труда при разработке продуктов реального времени в начале 80-х годов, были сопоставлены с аналогичными данными в США. При выборке проектов с приблизительно одинаковыми характеристиками, производительность труда отечественных специалистов оказалась близка к доступным аналогичным данным специалистов за рубежом.

Важнейшим технико-экономическим показателем разработки программных продуктов является ее продолжительность. В 1980-м году средняя длительность разработки крупного комплекса программ реального времени была – 4 года; в 1985-м году длительность сократилась в среднем на 30 %. Факторами, снижающими длительность разработки, явились:

• повышение производительности труда разработчиков;

• применение готовых переносимых программных компонентов;

• уменьшение объемов разрабатываемых комплексов программ.

Выявлено, что наиболее эффективным направлением для улучшения ТЭП разработки программных продуктов являлось применение готовых программных компонентов. Анализ проектов показал, что при заимствовании от 30 до 80 % конечного объема продукта, производительность труда возрастала в диапазоне от 1,6–3,0 раза по сравнению со средней на предприятии. Заимствование 50 % готовых программ (по общему размеру) позволило сократить длительность разработки, в среднем, на 25 %, а при заимствовании в 80 % – в два раза.

5.6. Технико-экономический анализ и обоснование разработки комплексов программ – 1985-е годы