Кодеры за работой. Размышления о ремесле программиста
Шрифт:
Сейбел: И это был последний раз, когда ученые перешли на новый язык, — ведь они до сих пор используют Фортран, не так ли?
Аллен: Верно. Да, это был неудачный курс. Но в конце концов это был прекрасный опыт для всех нас, ведь Фортран был не только языком — в рамках этого проекта был разработан чрезвычайно передовой компилятор, который заложил структурные основы современных компиляторов.
Сейбел: Следующий ваш крупный проект, о котором я знаю, — это компьютер Stretch. Было ли что-нибудь в промежутке между этими двумя проектами?
Аллен: Да, были еще два проекта, над которыми
Это была весьма незрелая операционная система. Мы ее делали втроем. Мы установили на компьютере несколько кнопок — тогда это можно было сделать, — одной из которых была аварийная кнопка. Когда казалось, что программа зависла, можно было просто нажать эту кнопку. Затем мы писали отладчик; одной из моих задач было написать на ассемблере программу, которая бы располагала двоичные данные по колонкам. Устройство считывания с перфокарт представляло данные в виде построчного двоичного кода, когда биты каждой инструкции располагаются в строке, но на ленте данные представлялись по-другому. Вот и требовалось организовать поколонное двоичное представление. Эту программу я храню до сих пор.
Среди прочего я с большим удовольствием вспоминаю чтение исходной программы — мне она показалась весьма изящной. Мне это запомнилось, потому что эта выдающаяся программа была написана не очень опытным на тот момент программистом — Роем Наттом. Она была прекрасна.
Сейбел: Что делает программу прекрасной?
Аллен: Она должна представлять собой простое прямолинейное решение поставленной задачи; при достаточно сложной структуре эта очевидность не вытекает непосредственно из поставленной задачи. Наверное, именно тогда я приобрела привычку учиться программированию и изучать новый язык посредством чтения и подробного изучения готовых программ.
Сейбел: Как вы читаете код? Предположим, собираясь изучить новый язык, вы находите готовую программу — и что с ней делаете?
Аллен: Ну, например, однажды один из моих сотрудников написал парсер. Это уже было в рамках проекта PTRAN. Мне хотелось понять его методы. Это, пожалуй, лучший парсер в мире (сейчас он есть в открытом доступе), действительно превосходный — он умеет исправлять ошибки на лету.
Мне хотелось понять его, поэтому я взяла и прочитала его. Я знала, что автором программы был прекрасный программист Филипп Чарльз. Для того чтобы понять новый язык или новую реализацию какой-либо весьма сложной задачи, я беру программу, написанную программистом, в чьей компетенции не сомневаюсь, и читаю ее.
Сейбел: Как вы изучаете фрагмент кода подобной программы? По шагам? Или просто читаете от начала и до конца, строя в уме структуру? Достаточно непростая задача.
Аллен: Задача и правда достаточно непроста, но, как правило, я интуитивно понимаю или предварительно узнаю общую структуру решения, поэтому могу просто начать читать с середины — с ядра. И это прекрасный способ изучить не только применяемые алгоритмы, но и то, как изящно можно использовать язык.
Сейбел: Есть ли у вас любимые истории, связанные с устранением неполадок в программах?
Аллен: Было несколько интересных случаев. Один из них произошел во время моей работы над системой MAD. Оператор машины позвонил мне посреди ночи — программу, которая
Другой случай — его я запомнила, поскольку была очень довольна собой тогда, — был связан с одним моим коллегой, который тоже работал над Stretch, предпочитая делать это по ночам. Однажды он пришел утром, а вида он был внушительного — гигантского роста, очень серьезный. И бросил мне на стол распечатку отладочной информации — дампа программы — огромную, толстую стопку. Указывает мне на один какой-то бит в распечатке и говорит: «Почему этот бит установлен?» Он переживал всю ночь. Как ни странно, я знала ответ на его вопрос. Это не было неполадкой — просто он не знал, что это, и решил, что именно этот бит был причиной ошибки.
Сейбел: Это случилось позже — вы говорили, что был еще один проект между MAD и Stretch.
Аллен: Да. Это был проект для одного ученого, который делал коммутационные схемы для аппаратного оборудования. Среди прочего он размещал схемы на том, что тогда считалось микросхемами. Мы разрабатывали математическое решение — было множество препятствий, конечно же, из-за физических размеров. Я работала над этим проектом в качестве программиста. Нас было двое, может быть, трое — все женщины.
Сейбел: А затем вы приступили к работе над проектом и весьма крупным — Stretch.
Аллен: Благодаря моему опыту работы с Фортраном и хорошему владению данным компилятором меня перевели из исследовательского центра IBM в очередной крупный проект компании — создание компьютера Stretch. Проект начался в 1955 году, а название Stretch появилось где-то в 1956 году; планировалось создать машину, которая работала бы в 100 раз быстрее любой другой машины, существовавшей тогда в мире: мы хотели создать абсолютно фантастический компьютер.
Все прекрасно понимали, что ключом к успеху данного предприятия будет компилятор и что главная задача, которую предстояло решить для достижения высокой производительности, — это доступ к памяти, для чего также очень важен компилятор.
Сейбел: Из-за того, что работа с латентностью памяти стала бы слишком неподъемной задачей для программистов, писавших на ассемблере?
Аллен: Да. И из-за того, что проблема латентности памяти решалась с помощью очень сложного аппаратного параллелизма. Применялись различные методики расслоения памяти, поэтому невозможно было предсказать, в каком порядке данные будут доставлены в вычислительный элемент. Шесть обращений могли происходить одновременно. В самом вычислительном элементе были конвейеры, что позволяло выполнять несколько инструкций одновременно. Самым сложным элементом машины был блок предварительного просмотра: в рамках архитектуры были предусмотрены точные сигналы прерывания, поэтому он должен был не только отслеживать весь перспективный параллелизм, но и откатывать его при поступлении сигнала прерывания.