软件工程 软件的估计为什么这么难

前两年在网上看到一个笑话集锦, 列举电视剧中的穿帮情节。 其中一个是在某缠绵冗长的言情剧中, 一个叫 “书桓” 的角色沉痛地说 - “长达八年的抗日战争就要开始了…”  书桓同学当时是怎么估计到抗日战争要打八年的?  这一技术让软件工程师和项目经理望尘莫及。

软件项目计划的一个重要环节就是估计项目各类工作（特别是各种功能）所需的时间。 如果你没有书桓同学的能力, 你得好好练习这一技术。 “估计” 这一技术看似容易, 其实大有学问。 Steve McConnell 还专门写了 《Software Estimation: Demystifying the Black Art》 一书, 希望能把软件估计这一神秘技术 “去神秘化”。

在开始估计之前, 我们先分清楚几个概念 - 目标,  估计和决心, 。

目标: 表明一个希望达到的状态.  例如:  软件五一之前要投放市场!  在建校一百周年之时把我校建成世界一流大学!  不论这类目标如何重要, 它们未必能够实现。

估计: 以当前了解的情况和掌握的资源, 要花费多少人力物力时间才能实现某事。

决心: 保证在某个时间之前完成预先规定的功能和质量。 例如: 我们跑步前进, 全民炼钢, 两年超英赶美!

如果我们混淆了目标, 估计和决心, 那就会犯错误, 我们历史上就有这样的例子:

- 1958年5月中共八大二次会议肯定了当时中国出现的“大跃进”形势，认为中国正经历着 “一天等于二十年” 的伟大时期。调整了“二五”计划指标，钢产量由1200万吨提高到3000万吨，粮食从5000亿斤上升到7000亿斤。提出要使中国在15年或更短的时间内，在主要工业产品产量方面在十年内超过英国、十五年内赶美国（所谓“超英赶美”）。 这是一个估计。

- 伟大领袖在他的批语中写道：“赶超英国，不是十五年，也不是七年，只需要两年到三年，两年是可能的。”  这是一个目标。

- 大跃进开展只过了半年的时间，中央在伟大领袖的影响力之下,  把赶超英国的时间由十五年改为两年。下面各级组织纷纷动员, 停止其他正常工作, 全民大炼钢铁.  这是一个决心。 

后来全国各地出现了大量的卫星, 和不能用的钢铁,  钢产量, 粮食产量在后面两年不升反降。再后来… 

到了1976-77 年, 中国钢产量终于超过英国。 用了18 - 19 年时间。 扣除当年瞎折腾的几年, 这和当初估计的时间差不多! 

这样痛心的例子在软件项目也可以看到,  软件项目的延迟更是比比皆是 - 为什么我们估计得不准呢?  因为难么?   为什么软件估计这么难呢?  其实所有的估计都难.  不信的话, 我们做一些估计的练习,  不查搜索引擎, 你估计一下下面的数目 (数量级正确就行):

中国陆地边界长度 (参考答案)

非洲人口密度  (参考答案)

长江一年的流量  (参考答案)

2009年中国货币流通的总量 (参考答案)

一个80岁的人一生说过多少句话 (参考答案)

怎么样? 你的估计和实际情况差几个数量级?

一些硬件项目的估计相对容易 - 例如: 这边有一堆砖头, 估计有 X 块, 我们 N 个人要把这些砖头搬到那边, 每人每小时可以搬 M 块, 那么我们估计大概要 X / N / M 小时。 这个估计还是比较靠谱的。

软件项目的难度还体现在另一个方面, 写软件的人的能力也是要估计出来的数值, 而且没有合适的衡量单位,  例如:  如果王屋村的移山公司程序员果冻一天能写1000 行C++ 代码。 那他 10 天就能写好10,000 行代码?!  而且什么叫 写好 10,000 行代码?  如果你估计一个项目的代码量是10万行, 难道 10个像果冻这样的人 10 天就能做完? 

所以我们做软件的估计, 事实上是 (估计的工作量 / 估计的人员能力), 如果两个估计都差一两个数量级, 那么我们最终估计的结果就会偏离十万八千里. 

我在上课的时候给学生布置这样的课堂练习:

一个小组的同学 (6-8 人) 决定要徒步遍历中国陆地边界,  假设硬件装备齐全, 估计需要多长时间?

很多软件项目就是这样雄心勃勃地开始的, 大家觉得当年某某牛人/公司也这样做出来世界级的软件,  我们现在还有互联网, 我们小组里还有人精通设计模式, 这有什么可怕?   他们甚至连硬件装备都不齐全, 就开始行军了.

你觉得他们会花多长时间?  用什么样的办法能让同学们方便地交流各自的估计, 最后到达大致理性和统一的共识?

答案明天揭晓。