Quản lý dự án phát triển phần mềm

Quản lý dự án là tầng đầu tiên trong phát triển phần mềm. Chúng ta gọi là tầng quản lý vì nó là bước kỹ thuật cơ sở kéo dài suốt vòng đời phần mềm. Mục tiêu của việc quản lý dự án phát triển phần mềm là đảm bảo cho dự án

• Đúng thời hạn
• Không vượt dự toán
• Đầy đủ các chức năng đã định
• Thỏa mãn yêu cầu của khách hàng (tạo ra sản phẩm tốt)

Quản lý dự án bao gồm các pha công việc sau

• Thiết lập: viết đề án
• Ước lượng chi phí
• Phân tích rủi ro
• Lập kế hoạch
• Chọn người
• Theo dõi và kiểm soát dự án
• Viết báo cáo và trình diễn sản phẩm

Tiến hành quản lý dự án là người quản lý dự án, có các nhiệm vụ và quyền hạn như sau

• Thời gian

• Tạo lập kế hoạch, điều chỉnh kế hoạch
• Kiểm tra/đối chiếu các tiến trình con với kế hoạch
• Giữ một độ mềm dẻo nhất định trong kế hoạch
• Phối thuộc các tiến trình con

• Tài nguyên: thêm tiền, thêm thiết bị, thêm người...
• Sản phẩm: thêm bớt chức năng của sản phẩm...
• Rủi ro: phân tích và tìm phương pháp xử lý, chấp nhận một số rủi ro

Ngoài ra, người quản lý dự án còn cần phải quan tâm đến sự phối thuộc với các dự án khác và thông tin cho người quản lý cấp trên... Phương pháp tiếp cận của người quản lý dự án

• Hiểu rõ mục tiêu (tìm cách định lượng các mục tiêu bất cứ khi nào có thể)
• Hiểu rõ các ràng buộc (chi phí, lịch biểu, tính năng...)
• Lập kế hoạch để đạt dược mục tiêu trong các ràng buộc
• Giám sát và điều chỉnh kế hoạch
• Tạo môi trường làm việc ổn định, năng động cho nhóm

Quản lý tồi sẽ dẫn đến sự chậm trễ của dự án, tính năng yếu kém và tăng chi phí phát triển. Một ví dụ kinh điển về quản lý tồi là dự án hệ điều hành OS360 của IBM bị chậm 2 năm so với kế hoạch.

Để quản lý chúng ta cần định lượng được đối tượng quản lý cần quản lý, ở đây là phần mềm và qui trình phát triển. Chúng ta cần đo kích cỡ phần mềm, chất lượng phần mềm, năng suất phần mềm...

Công việc đầu tiên của người quản lý dự án là ước lượng - ước lượng về kích cỡ, chi phí, thời gian tiến hành dự án. Việc này thông thường được tiến hành bằng cách phân rã phần mềm cần phát triển thành các khối nhỏ và áp dụng các kinh nghiệm (các thông số như kích cỡ, chi phí, năng lực nhân viên...) đối với các phần mềm đã phát triển để ước lượng, đánh giá công việc.

Một mô hình ước lượng hay được dùng là mô hình COCOMO - Constructive Cost Model ước lượng chi phí từ số dòng lệnh. Dùng mô hình này ta sẽ có thể ước lượng các thông số sau:

• Nỗ lực phát triển E = aLb
• Thời gian phát triển T = cEd
• Số người tham gia N = E/T

Trong đó a,b,c,d là các tham số tùy thuộc vào từng loại dự án (xem bảng 6.1). Điểm đáng chú ý ở đây là từ nỗ lực phát triển chúng ta suy ra thời gian và số người tham gia vào dự án.

Các bước tiến hành của COCOMO như sau:

• Thiết lập kiểu dự án (organic: đơn giản, semiưdetached: trung bình, embeded: phức tạp)
• Xác lập các mô đun và ước lượng dòng lệnh
• Tính lại số dòng lệnh trên cơ sở tái sử dụng
• Tính nỗ lực phát triển E cho từng mô đun
• Tính lại E dựa trên độ khó của dự án (mức độ tin cậy, kích cỡ CSDL, yêu cầu về tốc độ, bộ nhớ,...)
• Tính thời gian và số người tham gia

Cần nhớ rằng đo phần mềm là công việc rất khó khăn do

• Hầu hết các thông số đều không đo được một cách trực quan
• Rất khó thẩm định được các thông số
• Không có mô hình tổng quát
• Các kỹ thuật đo còn đang thay đổi

Chúng ta không thể kiểm soát được quá trình sản xuất phần mềm nếu không ước lượng (đo) nó. Một mô hình ước lượng nghèo nàn vẫn hơn là không có mô hình nào và phải liên tục ước lượng lại khi dự án tiến triển.

Chi phí (trả công) con người là phần chính của chi phí xây dựng phần mềm. Ngoài ra, năng lực của người phát triển phần mềm lại rất biến thiên, kéo theo sự phức tạp trong tính toán chi phí. Phát triển phần mềm được tiến hành theo nhóm. Kích thước tốt của nhóm là từ 3 đến 8 ngưòi. Phần mềm lớn thường được xây dựng bởi nhiều nhóm nhỏ. Một nhóm phát triển có thể gồm các loại thành viên sau:

• Người phát triển
• Chuyên gia về miền ứng dụng
• Người thiết kế giao diện
• Thủ thư phần mềm (quản lý cấu hình phần mềm)
• Người kiểm thử

Một nhóm phát triển cần có người quản lý, và người có vai trò lãnh đạo về mặt kĩ thuật. Một đặc trưng của làm việc theo nhóm là sự trao đổi thông tin (giao tiếp) giữa các thành viên trong nhóm. Thời gian dùng cho việc giao tiếp có thể chiếm đến nửa tổng thời gian dành cho pháp triển phần mềm.

Ngoài ra, thời gian không dùng cho phát triển sản phẩm cũng chiếm một phần lớn thời gian còn lại của người lập trình. Một người có thể đồng thời làm việc cho nhiều nhóm (dự án) phần mềm khác nhau. Điều này làm cho việc tính toán giá thành phần mềm phức tạp. Cần ghi nhớ, trong sản xuất phần mềm thì

• Năng lực của các thành viên là không đồng đều
• Người tốt (nhất) có thể sản xuất hơn 5 lần trung bình, người kém có thể không cho kết quả gì
• Một số công việc quá khó đối với mọi người

Không nên tăng số thành viên một cách vô ý thức, vì như thế chỉ làm tăng sự phức tạp giao tiếp giữa các thành viên, khiến công việc nhiều khi chậm lại. Một số việc (phức tạp, đăc thù) chỉ nên để một người làm.

Quản lý cấu hình phần mềm (còn gọi là quản lý mã nguồn) là một công việc quan trọng trong sản xuất phần mềm. Mã nguồn (và dữ liệu) là sản phẩm chính của dự án phần mềm. Quản lý cấu hình được tự động hóa thông qua các công cụ. Nhiệm vụ chính của công cụ quản lý là:

• Lưu trữ mã nguồn
• Tạo ra một điểm truy cập duy nhất (phiên bản thống nhất) cho người lập trình sửa đổi, thêm bớt mã nguồn.

Do đó chúng ta có thể dễ dàng:

• Kiểm soát được tính thống nhất của mã nguồn
• Kiểm soát được sự sửa đổi, lý do của sự sửa đổi, lý lịch các lần sửa đổi
• Dễ dàng lưu trữ và truy cập tới các phiên bản khác nhau của phần mềm
• Tối ưu hóa vùng đĩa cần thiết cho lưu trữ

Phương thức hoạt động của các công cụ này là:

• Quản lý tập chung (mã nguồn, tư liệu, công cụ phát triển...)
• Các tệp được tạo một lần duy nhất, các phiên bản sửa đổi chỉ ghi lại sai phân đối với bản gốc
• Sử dụng phương pháp check out/check in khi sửa đổi tệp

Thông thường, người phát triển khi muốn sửa đổi mã nguồn sẽ thực hiện thao tác check out tệp đó. Khi tệp đã bị check out thì các người phát triển khác chỉ có thể mở tệp dưới dạng chỉ đọc. Khi kết thúc sửa đổi và ghi tệp vào CSDL, người sửa đổi tiến hành check in để thông báo kết thúc công việc sửa đổi, đồng thời có thể ghi lại các thông tin liên quan (lý do sửa đổi...) đến sự sửa đổi.

Dữ liệu được lưu trữ của dự án thông thường bao gồm:

• Mã nguồn
• Dữ liệu
• Tư liệu
• Công cụ phát triển (chương trình dịch...), thường cần để đảm bảo tương thích với các phiên bản cũ, và để đảm bảo chương trình được tạo lại (khi sửa lỗi...) đúng như cái đã phân phát cho khách hàng
• Các ca kiểm thử

Một số các công cụ quản lý cấu hình phổ biến là RCS, CVS trên HĐH Solaris và SourceSafe của Microsoft.

Quản lý rủi ro là một công việc đặc biệt quan trọng và khó khăn trong phát triển phần mềm. Có các nguyên nhân (rủi ro) sau dẫn đến chấm dứt dự án:

• Chi phí phát triển quá cao
• Quá chậm so với lịch biểu
• Tính năng quá kém so với yêu cầu

Quản lý rủi ro bao gồm các công việc chính sau:

• Dự doán rủi ro
• Đánh giá khả năng xảy ra và thiệt hại
• Tìm giải pháp khắc phục

Dưới đây là các rủi ro thường xẩy ra khi phát triển phần mềm và các phương pháp khắc phục chúng:

• Thiếu người phát triển: sử dụng những người tốt nhất; xây dựng nhóm làm việc; đào tạo người mới
• Kế hoạch, dự toán không sát thực tế: ước lượng bằng các phương pháp khác nhau; lọc, loại bỏ các yêu cầu không quan trọng.
• Phát triển sai chức năng: chọn phương pháp phân tích tốt hơn; phân tích tính tổ chức/mô hình nghiệp vụ của khách hàng
• Phát triển sai giao diện: phân tích thao tác người dùng; tạo kịch bản cách dùng; tạo bản mẫu.
• Yêu cầu quá cao: lọc bớt yêu cầu; phân tích chi phí/lợi ích.
• Thay đổi yêu cầu liên tục: áp dụng thiết kế che dấu thông tin; phát triển theo mô hình tiến hóa.