Программное обеспечение и его разработка
Шрифт:
С концепцией единства проектирования согласны и Милс, и Уитт, и Лингер, с ней согласны также Йенсен и Тонис [19] . Мой опыт говорит, что автором проекта больших систем является обычно один человек. Этот человек определяет направление работ.
Как говорится, о вкусах спорить не приходится. Система диспетчеризации воздушных перевозок доводилась до рабочего состояния в течение 10 лет (совершенно завершена эта работа не будет никогда), за этот период времени заказчик провел немало разных ревизий. Одна ревизия, которую проводила группа независимых экспертов по программному обеспечению, констатировала, что проект управляющей (системной) программы выполнен «архаичными методами и неправильно». Несмотря на это, после завершения работ программа прекрасно
19
Randall W. Jensen and Charles С. Tonies, Software Engineering (Englewood Cliffs, N. J.: Prentice Hall, Inc, 1979).
Некоторые руководители разработок программного обеспечения толкают своих программистов на постоянное использование новейших, самых «привлекательных» методов. Они пытаются привычные вещи делать новыми способами или находить новые работы. Этих программистов снабжают инструментарием, специально проектировавшимся с расчетом на творческое использование. Мы должны называть такие работы не разработками программного обеспечения, а научными исследованиями.
С другой стороны, находятся такие руководители, которые уже закончили проект и теперь хотят, чтобы были написаны программы размером в 400 000 строк или около того. А после того как программы будут написаны, их надо будет отправить пользователям и заняться их сопровождением. Этим руководителям не нужна ни привлекательность, ни изобретательская деятельность. Им требуется надежность, ясность, воспроизводимость. Им нужны простые, незатейливые программы.
Проектирование — это все же искусство и что-то еще, что мы еще недостаточно понимаем. Стравинский называл искусство «творчеством, требующим скачка воображения». Может быть, и существуют проекты, которые не являются произведениями искусства, а возникают в результате простого следования образцам — проекты мостов, зданий, одежды и т. д. — но нужно ли нам называть их проектами?
Мы обнаруживаем то, что не работает, и исправляем это место. Когда мы первый раз выполнили мультипроцессорную обработку в системе диспетчеризации воздушных перевозок, то обнаружили, что процедура блокировки (дающая гарантию того, что ни второй, ни третий, ни четвертый центральные процессоры не смогут работать с той записью, которая обрабатывается в данный момент, и не нарушат достоверность данных) работала слишком уж хорошо. Нашим центральным процессорам приходилось лишь лениво дожидаться, когда будет снята блокировка. На втором проходе мы укоротили все процедуры, выполнявшиеся в режиме «блокировки».
При проектировании возникает много компромиссных решений, одно за счет другого — например увеличение занимаемой памяти и за счет этого повышение скорости выполнения программы. Так же как авиаконструктор постоянно жертвует ради увеличения веса и скоростью, и экономичностью двигателя, так и проектировщик программного обеспечения должен принимать во внимание все 12 свойств программ во всех их взаимоотношениях и еще множество других характеристик, которые связаны и с программой, и с теми функциями, которые ею автоматизируются. Что произойдет с остальной частью системы? Что изменится в радиолокаторе? В окружении? Не поглотят ли наш банк другие, более крупные банки? Или его просто вытеснят из данной сферы деятельности?
Мы уже видели, что в работе над созданием программы для приложений типа V гораздо меньше требуется усилий, чтобы написать, чем для того, чтобы понять поставленную задачу и свои возможности, сформулировать требования, понять их и объяснить проектировщикам и кодировщикам. Для понимания требований обычно нужны опытные, профессионально подготовленные специалисты, которые либо ранее занимались автоматизацией этой же области, либо имеют достаточную квалификацию, чтобы воспринимать информацию от тех, кто выполняет
Если мы, например, заняты автоматизацией управления посадкой на Луну, то в нашу группу необходимо включить тех, кто разбирается в физических процессах прилунения, кто понимает гравитационные явления, происходящие на Луне, знает, как подействует удар при посадке на двигатель и т. д.
Эти знания требуются постоянно. Неверно представлять себе, что нам удастся в самом начале выяснить все, что нужно, и затем пользоваться только этим. Эти знания являются зеркалом, в котором отражается все, что мы делаем. Нам не удастся просто написать требования раз и навсегда. Мы будем постоянно возвращаться от требований к проектированию, от проектирования к программированию и назад к требованиям. Специальные эксперты должны контролировать проектирование, его правильность надо проверить до того, как начнется собственно программирование.
Процесс, изображенный на рис. 5.29, выглядит красивым и аккуратным, однако вряд ли возможно с помощью стрелок изобразить умственные усилия, необходимые для успешного его завершения. Нельзя также изобразить тот горячий спор, эмоциональный всплеск, который возникает, когда эксперты (точнее, выдвигаемые ими требования) отвергают некоторый подход (проект) как «рискованный», или «запутанный», или «неверный».
У нас был один проект, который принес нам убытков на 3 млн. долларов. Это была система редактирования данных в реальном времени, которую мы делали по заказу Национального управления по аэронавтике и космическим исследованиям, причем цена была заранее установлена. X. Милс постоянно говорил мне, что проект системы отсутствует; исполнители же говорили, что работают по проекту.
Я назначил на один из дней проверку, и исполнители работ докладывали в течение 10 ч.! У них было огромное количество графиков, расчетов, бумаг и данных.
Через 10 ч. ответ был ясен! У них был проект, метод, казавшийся вполне осуществимым. Все это было сосредоточено в двухметровой куче графиков и в головах двух ведущих сотрудников. Для нас, слушателей, проект оставался недоступным. Некоторые проблески его мелькали перед нами в течение этих 10 ч. Мы убедились, что проект существует, но увидеть его мы не могли, никто из нас не мог его отчетливо сформулировать.
Милс, Лингер и Уитт назвали это «деталировкой». Она может служить в качестве проекта, но на самом деле является лишь его бледной тенью. Деталировка часто «удовлетворительна» — однако выбирается всегда первое попавшееся решение, поиски более хороших решений не производятся.
Очень многие программы после работы групп определения требований и разработки передавались заказчику («пользователю»), а затем никогда не использовались. Они были слишком сложны в обращении либо неверно выполняли требуемые функции. Мы уже рассказывали об инциденте в Джексонвилле, когда центром диспетчеризации была отвергнута программная система, выполнявшая слишком много функций. Здесь мне хотелось бы ненадолго остановиться на той части программы, которая управляла взаимодействием с человеком.
В тот момент, когда мы подключили людей к диалогу с вычислительной машиной (типы III, IV и V), задачи, стоявшие перед нами, значительно возросли. Мы должны писать теперь программы, которые могут давать людям возможность взаимодействовать — вести диалог с системой.
Я однажды работал с небольшой группой программистов — всего 7 человек, — занимавшейся созданием диалоговой программы по анализу многозначных решений. Программы писались на языке APL; их размер составлял 10 тыс. операторов языка APL — из них 9 тыс. операторов было написано для управления интерфейсом с человеком. Девять из десяти. Нам необходимо было сделать так, чтобы надежды пользователей оправдались, иначе нашей системой не стали бы пользоваться.