Фредерик Брукс - Мифический человеко-месяц или как создаются программные системы
Представление — суть программирования
За мастерством стоит изобретательность, благодаря которой появляются экономичные и быстрые программы. Почти всегда это является результатом стратегического прорыва, а не тактического умения. Иногда таким стратегическим прорывом является алгоритм, как, например, быстрое преобразование Фурье, предложенное Кули и Тьюки, или замена n [2] сравнений на n log n при сортировке.
Гораздо чаще стратегический прорыв происходит в результате представления данных или таблиц. Здесь заключена сердцевина программы. Покажите мне блок-схемы, не показывая таблиц, и я останусь в заблуждении. Покажите мне ваши таблицы, и блок-схемы, скорей всего, не понадобятся: они будут очевидны.
Примеры мощи, которой обладает представление, легко умножить. Я вспоминаю одного молодого человека, занимавшегося созданием усовершенствованного консольного интерпретатора для IBM 650. Ему удалось вместить его в поразительно малое пространство благодаря разработке интерпретатора для интерпретатора и пониманию того, что взаимодействие человека с машиной происходит медленно и редко, а память дорога. Элегантный маленький компилятор с Fortran фирмы Digitek использует особое очень плотное представление кода самого компилятора, благодаря чему не требуется внешней памяти. Время, которое тратится на распаковку кода, десятикратно окупается за счет отсутствия ввода-вывода. (Упражнения в конце главы 6 книги Брукса и Иверсона «Автоматическая обработка данных» [1] включает подборку таких примеров, как и многие упражнения у Кнута. [2] )
Программист, ломающий голову по поводу нехватки памяти, часто поступит лучше всего, оставив в покое свой код, вернувшись назад и хорошенько посмотрев свои данные. Представление — суть программирования.
Глава 10 Документарная гипотеза
Гипотеза:
Среди моря бумаг несколько документов становятся критически важными осями, вокруг которых вращается все управление проектом. Они являются главными личными инструментами менеджера.
Технология, правила фирмы и традиции ремесла требуют выполнить некоторое количество канцелярской работы по проекту. Менеджеру-новичку, только что самому бывшему мастеровым, эта работа кажется совершенной помехой и ненужным отвлечением, бумажным валом, грозящим захлестнуть его. По большей части так и есть в действительности.
Однако понемногу он начинает понимать, что некоторая небольшая часть этих документов заключает в себе значительную часть его административной работы. Подготовка каждого из них служит главным поводом для сосредоточения мысли и кристаллизации обсуждений, которые без этого длились бы вечно. Ведение этих документов становится механизмом наблюдения и предупреждения. Сам документ становится памяткой, индикатором состояния и базой данных для составления отчетов.
Чтобы увидеть, как это должно работать в программном проекте, рассмотрим некоторые документы, полезные и в другом контексте, и посмотрим, можно ли сделать обобщения.
Документы для проекта разработки компьютера
Предположим, что разрабатывается компьютер. Какие важнейшие документы должны быть разработаны?
Цели. Здесь описывается, какие потребности нужно удовлетворить, а также задачи, пожелания, ограничения и приоритеты.
Спецификации. Это руководство по компьютеру плюс спецификации технических характеристик. Это один из первых документов, составляемых для нового продукта, и завершается он последним.
График.
Бюджет. Это не просто ограничение, но один из наиболее полезных менеджеру документов. Наличие бюджета заставляет осуществлять технические решения, которых старались бы избежать, и, что еще важнее, служит выполнению и разъяснению стратегических решений.
Организационная структура.
Пространственное расположение.
Оценка, прогноз, цены. Они находятся в циклической взаимосвязи, что определяет успех или провал проекта:
Чтобы сделать прогноз рынка, нужны технические характеристики и установленные цены. Цифры прогноза вместе с заданным проектом числом компонентов определяют оценку стоимости производства и долю расходов на разработку и фиксированных затрат, приходящихся на одно устройство. Эти расходы, в свою очередь, определяют цены.
Если цены ниже установленных, начинается радостная раскрутка спирали успеха. Прогноз растет, стоимость одного устройства падает, а цены опускаются еще ниже.
Если цены выше установленных, начинается раскрутка спирали катастрофы, и все силы должны быть брошены на то, чтобы сломить ее. Нужно улучшить технические характеристики и разработать новые приложения, чтобы поднять рыночный прогноз. Издержки нужно снизить, чтобы получить более низкие оценки. Напряженность такого цикла часто требует больших усилий маркетолога и инженера.
При этом возможны забавные колебания. Я вспоминаю машину, у которой в течение трех лет разработки каждые полгода счетчик команд устраивался то в оперативной памяти, то вне ее. На одном этапе требовались чуть лучшие характеристики, и счетчик делали на транзисторах. На следующем этапе начиналась борьба за снижение стоимости, поэтому счетчик организовывался как адрес в оперативной памяти. В другом проекте лучший известный мне менеджер по инженерным проектам служил гигантским маховиком, гася своей инерцией колебания, исходившие от маркетинга и менеджмента.
Документы для факультета в университете
Несмотря на огромные различия в целях и деятельности, критическое множество для председателя факультета в университете составляет сходное число сходных документов. Почти каждое решение декана, совета кафедры или председателя является спецификацией или изменением следующих документов:
Цели.
Описание курса.
Требования к соискателю степени.
Предложения по исследовательской работе (и планы, при наличии финансирования).
Расписание занятий и назначение преподавателей.
Бюджет.
Помещения.
Назначение руководителей для аспирантов.
Обратите внимание, что документы очень похожи на те, которые нужны для компьютерного проекта: цели, спецификации продукта, распределение времени, денег, места и людей. Только документы с ценами отсутствуют: этим занимается законодательное собрание. Сходство не случайно — заботами всякой задачи управления являются: что, когда, по какой цене, где и кто.
Документы для программного проекта
Во многих программных проектах работа начинается с совещаний, на которых обсуждается структура; затем приступают к написанию программ. Однако как бы ни был мал проект, менеджер поступит мудро, если сразу начнет формализовать хотя бы минидокументы, которые послужат его базой данных. И он обнаружит, что ему нужны, по большей части, те же документы, что и другим менеджерам.
Что: цели. Здесь определяется, какие потребности должны быть удовлетворены, а также задачи, пожелания, ограничения и приоритеты.
Что: спецификации продукта. Начинается как предложение, а кончается как руководство и внутренняя документация. Важнейшей частью являются спецификации скорости и памяти.
Когда: график.
По какой цене: бюджет.
Где: расположение помещений.
Кто: организационная структура. Она переплетается со спецификацией интерфейса, как предсказывает закон Конвея: «Организации, проектирующие системы, неизбежно производят системы, являющиеся копиями их организационных структур». [1] Конвей идет дальше и указывает, что организационная структура первоначально отражает проект первой системы, который наверняка был ошибочным. Если проект системы должен допускать внесение изменений, то и организация должна быть готова к переменам.
Зачем нужны формальные документы?
Во-первых, необходимо записывать принятые решения. Только когда пишешь, становятся видны пропуски и проступают несогласованности. В процессе записывания возникает необходимость принятия сотен мини-решений, и их наличие отличает четкую и ясную политику от расплывчатой.
Во-вторых, посредством документов решения сообщаются исполнителям. Менеджеру приходится постоянно удивляться, что политика, которую он считал известной всем, оказывается совершенно неизвестной одному из членов его команды. Поскольку основная его работа состоит в том, чтобы все двигались в одном направлении, его главная ежедневная задача заключается в обмене информацией, а не принятии решений, и документы очень облегчат ему эту нагрузку.
Наконец, документы образуют базу данных менеджера и его контрольный список. Периодически изучая их, он видит, в какой точке пути находится, и определяет необходимость смещения акцентов или изменения направления.
Я не разделяю выдвигаемых продавцами видений «всеохватывающей информационной системы для управления», в которой администратор вводит в компьютер запрос с клавиатуры, и на экране вспыхивает нужный ему ответ. Есть много фундаментальных причин, по которым этого не произойдет. Одна причина заключается в том, что только маленькая часть, возможно 20 процентов, рабочего времени администратора занята задачами, которые требуют сведений, отсутствующих в его памяти. А все остальное время — это общение: слушать, отчитываться, обучать, убеждать, советовать, ободрять. Но для той доли, для которой действительно нужны данные, необходимы несколько важных документов, которые удовлетворяют большинство нужд.
