Фредерик Брукс - Мифический человеко-месяц или как создаются программные системы
…Некоторые грани процесса моделирования не столь легко поддаются хорошей визуализации. Например, алгоритмические операции над переменными и структурами данных, возможно, останутся текстуальными.
Здесь наши позиции близки. Я доказывал, что структура программного обеспечения не является трехмерной, поэтому не существует естественного отображения концептуального проекта в диаграмму в пространстве как двух, так и большего числа измерений. Харел допускает, и я согласен, что требуется много диаграмм, каждая из которых охватывает какую-то одну сторону, а некоторые аспекты вообще плохо отображаются на диаграммах.
Я вполне разделяю его энтузиазм по поводу использования диаграмм как вспомогательного средства при обдумывании и проектировании. Долгое время я любил задавать кандидатам на работу программистом вопрос: «Где находится следующий ноябрь?». Если вопрос кажется загадочным, то в другом виде: «Какова ваша мысленная мысленная модель календаря?» У действительно хороших программистов хорошее чувство пространства, у них обычно есть геометрическая модель времени, и они часто без труда понимают первый вопрос. Их модели очень индивидуальны.
Точка зрения Джонса: производительность приходит вслед за качеством
Каперс Джонс (Capers Jones) сначала в серии служебных записок, а затем в отдельной книге демонстрирует глубокую интуицию, отмеченную несколькими моими корреспондентами. «Статья «СПН», как и многие в то время, сосредоточилась на производительности — выходе программной продукции на единицу входных затрат», — говорит Джонс. — «Нет, сосредоточьтесь на качестве, а производительность придет следом.» [19] Он утверждает, что дорогостоящие и нарушившие сроки проекты требуют больше всего дополнительных усилий и времени для поиска и устранения ошибок в спецификациях, в проекте, в разработке. Он приводит данные, свидетельствующие о сильной корреляции между отсутствием систематического контроля качества и срывом графика работ. Я им вполне верю. Бём (Boehm) указывает, что производительность снова падает, когда преследуется исключительно высокое качество, как было в программах IBM для космического челнока.
Аналогичным образом, Коки (Coqui) утверждает, что принципы систематической разработки программного обеспечения явились ответом на озабоченность не столько производительностью, сколько качеством (в особенности, стремлением избежать крупных катастроф).
Но обратите внимание: целью применения инженерных принципов к разработке программного обеспечения в 1970-х годах было поднять качество, тестируемость, устойчивость и предсказуемость программных продуктов, а не обязательно производительность труда программистов.
Движущей силой использования при разработке программ принципов программной инженерии было опасение крупных аварий, к которым могла привести разработка все более сложных систем неуправляемыми художниками. [20]
Так что же случилось с производительностью?
Производительность в цифах. Цифры, характеризующие производительность, очень тяжело определить, калибровать и найти. Каперс Джонс считает, что для двух одинаковых программ на Cobol, написанных с интервалом в 10 лет — с применением структурного программирования и без него — разница в производительности троекратная.
Эд Йордон (Ed Yourdin) утверждает: «По моим наблюдениям, благодаря рабочим станциям и программным инструментам производительность увеличилась в пять раз.» Том Демарко (Tom DeMarco) считает, что «ваше ожидание десятикратного роста производительности за 10 лет благодаря целому набору технологий было оптимистичным: мне неизвестны организации, добившиеся роста
производительности на порядок.»
Программа в упаковке: покупайте, не надо разрабатывать. Одна из оценок «СПН» оказалась, я думаю, правильной: «Возникновение массового рынка является… наиболее глубокой долгосрочной тенденцией в разработке программного обеспечения». С точки зрения науки, программное обеспечение для массового рынка образует практически новую отрасль в сравнении с разработкой заказных программ как внутри фирмы, так и сторонними организациями. Когда счет проданных пакетов идет на миллионы или хотя бы на тысячи, главными проблемами становятся качество, своевременность, технические характеристики и стоимость поддержки, а не стоимость разработки, которая имеет такое большое значение при разработке заказных систем.
Электроинструмент для ума. Лучший способ повысить производительность труда программистов информационно-управляющих систем — это пойти в ближайший компьютерный магазин и купить уже готовым то, что они собираются разработать. Это не шутка: доступность дешевых и мощных коробочных программ удовлетворила многие из потребностей, ранее удовлетворявшихся заказными программами. Эти электроинструменты для ума больше похожи на электрическте дрели, пилы и шлифовальные машины, чем на большие и сложные производственные станки. Интеграция их в совместимые и перекрестно-связанные наборы, такие как Microsoft Works или лучше интегрированный ClarisWorks, обеспечивает огромную гибкость. И подобно домашней коллекции инструмента, в результате частого использования набольшого набора для разных задач вырабатываются привычные навыки. Такой инструмент подчеркивает простоту использования обычным пользователем, даже не профессионалом.
Иван Селин (Ivan Selin), глава American Management Systems писал мне в 1987 году:
Я хочу придраться к вашему утверждению, что в действительности пакеты не настолько изменились… Я думаю, что вы слишком легко отбросили главные следствия вашего замечания, что (программные пакеты) «могут быть немного более общими и немного лучше настраиваемыми, чем раньше, но не намного». Даже принимая это заявление за чистую монету, я полагаю, что пользователи расценивают пакеты, как обладающие более широкими возможностями и легче настраиваемые, и что такое восприятие делает пользователей более податливыми перед пакетами. В большинстве случаев, известных моей компании, не программисты, а (конечные) пользователи неохотно пользуются пакетами, покскольку думают, что лишатся важных возможностей и функций, а потому возможность легкой настройки весьма повышает для них привлекательность продукта.
Я думаю, что Селин совершенно прав: я недооценил как степень настраиваемости пакета, так и важность этого фактора.
Объектно-ориентированное программирование: а медна пуля не подойдет?
Разработка из больших частей. Если осуществлять сборку из частей, которые достаточно сложны и имеют однородные интерфейсы, можно быстро образовывать довольно богатые структуры.
Согласно одному из взглядов на объектно-ориентированное программирование эта дисциплина осуществляет модульность и чистые интерфейсы. Другая точка зрения подчеркивает инкапсуляцию — невозможность увидеть и еще менее изменить внутреннюю структуру детали. Еще одна точка зрения отмечает наследование и сопутствующую ему иерархическую структуру классов с виртуальными функциями. И еще один взгляд: важнейшей является сильная абстрактная типизация данных вместе с гарантиями, что конкретный тип данных будет обрабатываться только применимыми к нему операциями.
В настоящее время не нужен весь пакет Smalltalk или C++, чтобы использовать любой из этих дисциплин — многие из них поглотили объектно-ориентированные технологии. Объектно-ориентированный подход привлекателен, как поливитамины: одним махом (т.е. переподготовкой программиста) получаешь все. Очень многообещающая концепция.
Почему объектно-ориентированная технология медленно развивалась? В течение девяти лет после выхода «СПН» надежды неуклонно росли. Почему развитие было таким медленным? Теорий много. Джеймс Коггинс, в течение четырех лет ведущий колонку в The C++ Report, дает такое объяснение:
Проблема в том, что программисты, работающие в ООП, экспериментировали с кровосмесительными приложениями и были нацелены на низкий уровень абстракции. Например, они строили такие классы, как «связанный список» вместо «интерфейс пользователя», или «луч радиации», или «модель из конечных элементов». К несчастью, строгая проверка типов, которая помогает программистам C++ избегать ошибок, одновременно затрудняет построение больших объектов из маленьких. [21]
Он возвращается к фундаментальной проблеме программирования и доказывает, что один из способов удовлетворить потребность в программном обеспечении — увеличить численность образованной рабочей силы путем подготовки и привлечения наших клиентов. В пользу нисходящего проектирования приводятся такие аргументы:
Если мы проектируем крупные классы, представляющие концепции, с которыми наши клиенты уже работают, то они в состоянии понимать и критиковать проект по мере его развития, а также вместе с нами разрабатывать контрольные примеры. Офтальмологов, с которыми я работаю, не волнует организация стека; их волнует описание формы роговицы с помощью полиномов Лежандра. Маленькая инкапсуляция дает и маленькую выгоду.
