Напоминаем, мы описали причины этой мистики не лопоча о "человеческом факторе" или "струнах души" наших коллег, а, определенно, социально обусловленным избеганием "фантазирования"!
Картостроение и паковка - очень разные стратегииПаковка - это усердно насаждаемая общественная нормаМир приспособлен для паковщиковЯзык бизнеса - это язык паковщиковРезультаты картостроения называют "здравым смыслом"Здравый смысл не так распространенКартостроители считают паковщиков циниками или лентяямиПаковщики считают картостроителей иррациональнымиПаковщики проводят большую часть своего времени играя в политикуПоследнее, что учитывают в политике, - разумКартостроители часто заблуждаются насчет психологии паковщикаПаковщики обычно правильно понимают психологию паковщикаКартостроители часто заблуждаются насчет психологии картостроителяПаковщики всегда неправильно понимают психологию картостроителяУ картостроителей нет руководящей ими культурыБольшинство картостроителей учатся сами, как МауглиКартостроители могут обучить себя сами!Картостроители могут научиться у другихКартостроители часто сталкиваются с вызовом со стороны обществаКартостроители в наше время редко реализуют свой потенциалЕсли уж ситуация понята, она может быть изменена.
Глава 2. Мысли о программировании
Мы инженеры-программисты. Почему? Для чего служит программная инженерия? Что делают инженеры-программисты? Мы получаем самые курьезные ответы на этот вопрос. Один чудак сказал: "Они следуют процедурам Стандартов Программной Инженерии!" Другой добавил: "Они переформулируют (transliterate) требования!"
Боже. Мы предполагаем, что инженеры-программисты просто обеспечивают работу программ, которые нужны пользователям на их компьютерах. Это означает, что наши программы должны делать правильные вещи. Они должны быть устойчивыми. Иногда мы должны знать вполне определенно, что они устойчивы (надежны), а иногда нам требуется уметь это доказать. Нам всегда бы понравилось оказаться способными все это делать! Необходимые программы должны работать так же и завтра, что обычно означает, что наши программы сегодня должны быть поддерживаемыми. Мы должны делать нашу работу эффективно по стоимости, иначе не получим шанс написать эти программы вообще. Доставка должна быть вовремя.
Мы используем всю нашу изобретательность и опыт, содержащийся в нашей дисциплине, чтобы добиться этих целей. Все наши технологии, стандарты, инструменты, языки предназначены помочь нам добиться этих целей.
Мы ничего не делаем ради этого.
Мы распределяем программирование по тем же причинам, по которым распределяем любой вид обработки: пригодность (availability), параллелизм и специализация.
Такой взгляд приносит понимание. Мы должны аккуратно выделить различия между задачами. Иногда мы можем получать преимущества от выполнения двух задач одним человеком, когда нас не должно волновать, что они объединены. Например, во многих организациях принята практика разделения идентификации требований и выбора архитектуры, но когда они переходят на технологию моделирования объектов в стиле Буча, то внимают совету и объединяют эти задачи. Когда мы разделяем навыки разработки и тестирования, мы можем извлечь из этого дополнительные преимущества, контролируя взаимодействие между стадиями таким образом, что мышлению инженера-тестера не угрожает мышление проектировщика. Был менеджер проекта, скорее всего паковщик. Он не имел ясного понимания того, что он делал и почему, а отсутствие какой-нибудь позитивной модели своей работы привело его к мысли, что ключевая цель состоит в предотвращении какого бы то ни было взаимодействия. Тестеры не должны были знать, как установить (создать) условия для компонентов, которые они должны были тестировать, а проектировщикам не дозволялось об этом говорить. Яростные споры продолжались днями. Это реально произошло тогда, когда мы потеряли ощущение большой картины.
Мы должны удостовериться, что взаимодействие между распределенными задачами эффективно, и это означает, что мы должны, помимо соответствия протоколу, держать в голове потребности друг друга. Все, что вам нужно держать в голове для выполнения своей задачи и передачи ее другому, также должны держать в голове ваши коллеги. Ваш результат не поможет никому, если он не говорит о том, что им нужно для выполнения следующего действия. Нам нужно использовать наши собственные способности выполнять работу друг друга, не важно насколько неумело, чтобы контролировать собственную работу.
Наконец, мы должны понять, что в команде все еще существует черный ящик отдельного программиста. Поток информации -- это не линейная последовательность преобразований, как на конвейере автозавода, для проектировщика это скорее расходящийся веер возможностей, сводящийся к единственному решению. Интуиция проектировщика пока еще не распределена. Такое достижение было бы самым значительным результатом искусственного интеллекта (ИИ).
Ада сидит в комнате.
Вечером в комнате становится темно.
Ада включает свет.
Это фундаментальное действие программирования. Есть проблемная область (комната), которая динамична (становится темной). В динамике проблемной области есть порядок (темно будет до утра), который можно анализировать. Есть система, которая может функционировать в проблемной области (лампочка), и у этой системы есть семантика (состояние выключателя).
Есть желание (в комнате должно быть светло), и есть понимание (что воздействие на выключатель удовлетворит желание).
Динамические предметные области, системы и семантика детально где-то обсуждаются. Но здесь мы концентрируемся на лучшем осознании, что есть желание и что есть понимание.
Здесь стоит отметить, что мы подразумеваем под словом "программист". Робот, пишущий все ту же RPG 3 для распечатки счетов, все еще не делает никакого реального программирования вообще, но менеджер проекта, используя Excel для получения интуитивного понимания того, когда бюджет сократится и в чем главные причины, несомненно занимается реальным программированием.
Здесь стоит обратить внимание на философский аспект. Для того, чтобы произошло взаимодействие, я должен ссылаться на то, что уже есть в твоей голове. Один из способов, чтобы вещь попала в твою голову, - попасть туда в виде образа чего-то из внешнего мира, а другой - быть частью твоего собственного опыта. Если часть твоего опыта уникальна (например, ассоциация между дымом трубки и вкусом рождественского пудинга, из-за визитов к родным), мы не можем говорить об этом без первоначального определения терминов. Даже после этого у меня нет опыта такой ассоциации, только представление о такой ассоциации. Но если часть твоего опыта разделяется всеми людьми (наша реакция на крик птенца альбатроса [наверное, очень противно кричит - С.К.]), мы можем говорить об ее "объективности", как если бы реакцию на птенца можно было получить с самим птенцом, чтобы взвесить и измерить.
Необходимость ограничится на работе "объективным" языком аргументируют тем, что это ограничение исходит из структуры организации работы [определяемой сводом положений - законами, правилами, инструкциями и т.д. - С.К.]. Это просто глупо. Как работают журналисты, архитекторы (гражданского строительства) или даже судьи? Это область, где менеджеры вынуждены использовать свое понимание для уменьшения риска из-за ошибок.
Мы предполагаем, что реальный вывод отсюда -- это то, что мы еще плохо умеем делать программы. Вероятно, мы никогда не научимся этому -- наши аппетиты будут постоянно расти. Мы ограничены культурой и все больше подвержены влиянию тщательно продуманных объективных метрик, которые обычно используют наши коллеги из физики, а не из информационных дисциплин.
Чтобы достичь чего-либо в программировании, мы должны быть вольны обсуждать и улучшать субъективные факторы, а объективные метрики оставлять для отчетов об ошибках.
Первое, желание. В вышеприведенном примере, Ада, вероятно, не начала с четкого желания увеличить освещенность. Ее среда становилась неоптимальной, вероятно, дискомфортной, и ей пришлось искать точное описание того, что же на самом деле она хочет. Прояснение желания - это обычно опыт, который допускает постепенное уточнение, и выполняется в тандеме с проектированием. Позднее мы более подробно остановимся на "Требованиях Пользователя" -- сейчас же напомним, что уточнение желаний всегда содержит потенциальную возможность отправиться в исследование вместе с пользователем.
Следующее, понимание. Это момент распознавания, когда мы видим, что взаимодействие проблемы и желания может быть удовлетворено определенным использованием семантики. Это как сложение абстрактных векторов в бесконечном пространстве решений. Или иначе говоря, это напоминает собирание мозаики, в которой можно изменять как форму кусочков, так и их расположение. Это сверхинтеллектуальное занятие.
Здесь есть паттерн, который соотносит программирование с любым другим требующим творчества занятием (искусством). У нас есть три явления: Проблема, Семантикаи Желание(заглавные буквы напоминают о сущностях Платона). Проблема и Семантика не очень интересны для искусственного интеллекта (ИИ) или изучения сознания человека, а Желание - это вообще что-то странное. Эти три сущности выделены или соединены вместе из-за трех видов деятельности программиста. Взглядзаключается в изучении внутренних свойств Проблемы. Смотреть, чтобы понять значение Желания. Описаниевыявляет Семантику. Взгляд и Описание зависят от предметной области. Поэт может наблюдать за пассажирами, а эколог образцы популяций. Поэт выстраивает структуру из слов, а эколог описывает тщательно отобранный вид. Взгляд один и тот же у всех. Расскажите любому художнику о хороших моментах своей работы.
Чтобы с этим обращаться, нам нужны все эти прекрасные способности картостроителя.
Картостроители с трудом представляют эти культурные соображения, но когда это действительно происходит, то может оказаться забавным. Паковщик давал званый обед и так оказалось, что более половины его гостей были картостроители, работники IT и другие. Хозяин достал стопку теплых тарелок из духовки и стал передавать их парню слева от себя. "Просто раздай их всем вокруг!" - сказал он бодро. И все было хорошо, пока он не передал последнюю тарелку. Затем его лицо выразило растерянность, потом веселье и в отдельный момент даже страх, пока он не догадался крикнуть: "Стоп!"
Или, может быть, он просто повеселился от души.
Картостроители не имеют общего культурного контекста, из которого можно добывать знания, поэтому мы почти все самообученные. Здесь мы собрали некоторые наблюдения, полученные в беседах с картостроителями. Разговаривая с другими картостроителями, мы можем узнать очень многое о картостроении.
Трясти надо
После того, как вы рассказали себе о том, что хотят в конце концов получить заказчики, походите вокруг элементов проблемы, рассмотрите, как они связаны, какие физические возможности имеются в системе, и проблема вдруг сожмется в нечто гораздо более простое. Из некоторых соображений, в этот неожиданный момент понимания мы редко получаем что-то совершенно правильное. Приготовьтесь покрутить это новое понимание и сделать побольше, развивая это понимание. Это хорошее время, чтобы рассказать о своем новом понимании коллегам и дать им возможность взглянуть свежим взглядом на вещи, на которые вы перестали смотреть, привыкнув к ним.
Изменения: последовательные или катастрофические?
Неожиданные реализации приходят тогда, когда они готовы, и мы можем оптимизировать условия для их получения. У них свои проблемы. Они веселят, убеждают, и иногда они ошибочны. Когда вы получаете их, проверьте их, обдумывая с точки зрения всего, что вам уже известно, и попытайтесь их расколоть. Большая встряска всегда полезна, даже если она не принесет решения непосредственно. С другой стороны, часто мы можем упростить проблему просто разбив ее на куски и изучив их подробнее. Не смущайтесь думать "грубо" - начните это делать, и вы обнаружите нечто в следующий вторник. До тех пор, пока человек смотрит на вещи очень серьезно, он ничего не узнает.
Границы
Сфокусируйтесь на границах. Здесь имеется три класса составляющих вашей проблемы. Это вещи, о которых вы беспокоитесь, вещи, которые влияют на вещи, о которых вы беспокоитесь, и вещи, которые вас не волнуют. Одна из причин, почему жизнь картостроителей легче жизни паковщиков, в том, что они проявляют инициативу и пытаются идентифицировать все внешние проявления, которые дает им проблема, а не смотрят только на вещи, которые перечислены в бумажке, которую им всучили. Если вы в состоянии определить границы, то ваша проблема хорошо определена, и вы можете приступить к ее решению. Если это не получается, то, вероятно, нужно еще поговорить с заказчиком, либо обрисовать собственные границы, включающие сделанные предположения, которые должны быть явно проверяемыми.
Исследуйте перестановки
Когда у вас есть зеленая утка, фиолетовый лев и зеленый лев, спросите себя, где должно быть место фиолетовой утки. Осознание примитивных и невозможных перестановок может привести к лучшему общему пониманию, а некоторые перестановки полезны просто сами по себе.
Поработайте в обратном направлении
Мы все знаем, как найти выход из лабиринта, нарисованного в детской книжке, не правда ли!
Верчение тарелок
Вы знаете, когда ваша неосознанная способность к картостроению действует, из-за ощущения беспокойства, дискомфорта, даже досады. Когда это ощущение ослабляется, это сигнал вам. Если у вас назначено свидание -- идите! Но если вы хотите добиться результатов, просто совершите короткое путешествие вокруг вашей проблемы и осмотрите ее с разных точек или направлений, и беспокойство возвращается. Это похоже на то, как жонглер возвращается к каждой тарелочке и подкручивает ее вновь до того, как она упадет с трости.
Расслабляйтесь
После тяжелой физической работы вы можете попытаться поднять что-то, но ничего не получается. Неожиданное бессилие там, где вы ожидали от себя способность применить силу, обескураживает. Аналогичное состояние мышления ощущается очень похоже. Нет абсолютно никакой точки опоры, но переключение в режим отдыха, вместо того чтобы продолжать пытать свои слабенькие маленькие нейроны, непростой процесс. Это происходит на автопилоте. Вы должны получить стимуляцию органов чувств. Душ, шумный бар, концерт. Смените обстановку. Вы сможете восстановить мыслительную энергию за несколько часов, если вы останавливаетесь, когда осознаете, что дальше продолжать не получится.
Рвите порочные круги
Ощущение беспокойства, которое возникает из-за эффективного фонового размышления, отличается от ощущения переутомления (когда чувствуешь, что выдохся), которое иногда даже описывают как тошноту. Ваш мозг исчерпал все возможности, которые удалось найти, и вам требуется новая эмпирическая информация. Получите побольше данных. Поговорите с кем-нибудь. Очевидно, что у вас нет какой-то ключевой информации, либо ваша модель в целом перекосилась. Поэтому, может быть, вам нужно более тщательно исследовать проблему (пройтись частой сетью). Если это программа с ошибками, установите диагностику после каждой строчки и направьте вывод в файл. Затем прочитайте его тщательно за чашкой кофе. Да, это займет уйму времени -- но что, у вас есть идея получше? Если это ужасная мешанина асинхронных событий, которые нужно обработать, выпишите их на листочке вручную. Это усилит ваше внимание к последовательности событий, и у вас, вероятно, появится несколько новых вопросов прежде, чем вы дойдете до середины.
Сбрасывай в "файл подкачки"
Есть виды глупости, к которым имеют доступ только картостроители. Картостроитель может быть парализован при попытках оптимизировать последовательность, которая слишком велика, чтобы поместиться в его голове. Вероятно, он хочет понести свадебный торт до того, как установит запасное колесо на машину, чтобы руки были чистыми, но запасное колесо здесь, а торт у Фреда. Когда такое случается с современными операционными системами со страничной организацией памяти, они освобождаются от ненужных страниц - переходят к стратегии подкачки страниц (swap). Они просто сбрасывают в файл подкачки целые процессы, пока не освободится нужный объем памяти, а затем возвращаются к размещению страниц. Не дай себя парализовать -- просто выполняй какую-то работу, а затем снова посмотри на проблему.
Упражнение с одеялом
Выверните пододеяльник, засуньте в него руки и захватите дальние углы изнутри. Затем возьмитесь за углы одеяла углами пододеяльника и потрясите. Немного практики, и вы сможете заправить одеяло в пододеяльник менее чем за 30 секунд.
Процесс - это не предварительно написанная метапрограмма для изготовления других программ. Хотя наша деятельность должна отображаться на процесс, самого по себе его недостаточно для изготовления программ. Мы думаем в рамках структуры процесса, но всегда должна быть стадия интерпретации определений процесса в свете заданной проблемы. Помните о необходимости интерпретировать определения -- игнорирование этой деятельности просто приведет к выбору произвольной интерпретации. Тогда прекращаются попытки действовать методами, свойственными разработке, скажем, системы торговли фьючерсами, при решении проблем, возникающих при создании, например, системы рендеринга графики. Поэтому ты прекратишь споры о том, как будут удовлетворяться требования к трассировке журналирования транзакций, а вместо этого обеспокоишься дополнительными битами, которые понадобятся для зеркальных отражений!
Бесконечность была горячей темой, и наши предки разбили это понятие на три вида. Концептуальная бесконечность проста -- ты просто говоришь "навсегда" и получаешь ее там, где это нужно. Еще есть потенциальная бесконечность. Ты можешь дать кому-нибудь указание типа "Считай непрерывно". Теоретически, в результате можно получить бесконечную последовательность чисел, но произойдет ли это на самом деле? Можешь ли ты на самом деле сделать так, чтобы перед тобой оказалось бесконечное число вещей, чтобы проделывать с ними удивительные фокусы? Они пришли к выводу, что если бы коллекция из бесконечного числа чего-нибудь, начиная с капусты и кончая королями, существовала на самом деле, то она заняла бы бесконечный объем, поэтому если бы существовала какая-нибудь бесконечная коллекция каких-нибудь вещей любого размера, то нас здесь попросту бы не было. Не было бы ничего, кроме кочанов капусты -- повсюду. Мы здесь, поэтому бесконечной коллекции чего-нибудь любого конечного размера не существует -- нигде. Но по-прежнему остается возможность бесконечной коллекции чего-нибудь бесконечно малого. Если что-то может быть бесконечно малым, то Бог (тот, кого удобно иметь под рукой в мысленных экспериментах, поскольку он способен сделать все, что может быть сделано в этом мире) смог бы заставить танцевать на кончике иглы бесконечное число ангелов.
Наши предки почувствовали, что эта идея смешна, и, таким образом, в этом мире не существует настоящей бесконечности. Сегодня у нас есть две великие физические теории. Одна работает при больших масштабах и использует гладкие кривые для описания пространства. Другая работает в микромире и использует ступеньки (квантование). Нам еще не удалось объединить эти теории вместе, поэтому мы не знаем, использует ли лежащая в основе их обеих более общая теория ступеньки для построения кривых (как фотография в газете), либо она использует кривые для построения ступенек (как ковер на лестнице). Это может быть нечто, что мы еще не можем представить, но если бы пришлось выбирать из этих двух, наши предки выбрали бы ступеньки, из-за ангелов на кончике булавки.
А как насчет драконов? Они ревут и изрыгают пламя. Их шумный полет быстрее ветра. Они добывают из-под земли драгоценные камни. Они живут в Южной Америке, Китае, Уэльсе. Они едят людей. Они червяки, а древний символ для мира -- большой червяк. Они -- это концептуальное ведро, в которое наши предки слили то, что мы называем тектоническими явлениями. У них не было мысли, что мир состоит из твердых плит, плавающих по жидкому ядру, но посредством картостроения они собрали вместе все эффекты, доступные для непосредственных наблюдений. Дракон занимал место реальных вещей в их мысленных картах до тех пор, пока они не открыли реальные явления, приводящие к тем эффектам, которые они обозначали "драконом".
А алхимия? Тщетный поиск процедуры для превращения основных металлов в золото и быстрого обогащения? Алхимический рецепт состоит из выполняемой оператором последовательности операций (которые могут иметь, а могут не иметь физической интерпретации в виде чертежа или описания эксперимента, или могут быть просто мысленным экспериментом). Рецепт заканчивается на том же месте, где и начинался, а по мере исполнения рецепта изменяется восприятие мира оператором. Самосознание оператора становится глубже и лучше, и трансформируется именно он, а не вещи на его столе. Возврат к началу необходим, поскольку только там он может увидеть -- то, что прежде было искажено, теперь стало ясным. Алхимия -- это картостроение.
Коммуникационный барьер картостроитель/паковщик
Стоит повторить некоторые ключевые положения:Картостроение и паковка - очень разные стратегииПаковка - это усердно насаждаемая общественная нормаМир приспособлен для паковщиковЯзык бизнеса - это язык паковщиковРезультаты картостроения называют "здравым смыслом"Здравый смысл не так распространенКартостроители считают паковщиков циниками или лентяямиПаковщики считают картостроителей иррациональнымиПаковщики проводят большую часть своего времени играя в политикуПоследнее, что учитывают в политике, - разумКартостроители часто заблуждаются насчет психологии паковщикаПаковщики обычно правильно понимают психологию паковщикаКартостроители часто заблуждаются насчет психологии картостроителяПаковщики всегда неправильно понимают психологию картостроителяУ картостроителей нет руководящей ими культурыБольшинство картостроителей учатся сами, как МауглиКартостроители могут обучить себя сами!Картостроители могут научиться у другихКартостроители часто сталкиваются с вызовом со стороны обществаКартостроители в наше время редко реализуют свой потенциалЕсли уж ситуация понята, она может быть изменена.
Глава 2. Мысли о программировании
Для чего служит программная инженерия?
Всякий раз, когда мы запутываемся, мы должны оказаться способными увидеть, куда мы идем, чтобы знать, какое действие предпринять. Мы должны знать, чего мы пытаемся достичь.Мы инженеры-программисты. Почему? Для чего служит программная инженерия? Что делают инженеры-программисты? Мы получаем самые курьезные ответы на этот вопрос. Один чудак сказал: "Они следуют процедурам Стандартов Программной Инженерии!" Другой добавил: "Они переформулируют (transliterate) требования!"
Боже. Мы предполагаем, что инженеры-программисты просто обеспечивают работу программ, которые нужны пользователям на их компьютерах. Это означает, что наши программы должны делать правильные вещи. Они должны быть устойчивыми. Иногда мы должны знать вполне определенно, что они устойчивы (надежны), а иногда нам требуется уметь это доказать. Нам всегда бы понравилось оказаться способными все это делать! Необходимые программы должны работать так же и завтра, что обычно означает, что наши программы сегодня должны быть поддерживаемыми. Мы должны делать нашу работу эффективно по стоимости, иначе не получим шанс написать эти программы вообще. Доставка должна быть вовремя.
Мы используем всю нашу изобретательность и опыт, содержащийся в нашей дисциплине, чтобы добиться этих целей. Все наши технологии, стандарты, инструменты, языки предназначены помочь нам добиться этих целей.
Мы ничего не делаем ради этого.
Программная инженерия - распределенное программирование
Традиционный взгляд на работу состоит в том, что команда выполняет работу, а отдельный человек вносит вклад в общие усилия. Но как картостроители мы можем попытаться посмотреть на вещи всеми возможными способами, чтобы проверить, насколько они информативны. Мы можем обрисовать границу системы вокруг программирующей команды и заметить, что там нет ничего, что не смог бы сделать отдельный программист. Такие действия, как формулировка требований, проектирование, реализация, тестирование, управление, рецензирование, компилирование (build), архивирование и управление конфигурацией, должны быть выполнены отдельным программистом даже для выполнения небольшой работы. Поэтому мы можем рассматривать деятельность в программной инженерии как распределение того, что один человек мог делать совершенно эффективно в "любительском" ("непрофессиональном") режиме во время обучения!Мы распределяем программирование по тем же причинам, по которым распределяем любой вид обработки: пригодность (availability), параллелизм и специализация.
Такой взгляд приносит понимание. Мы должны аккуратно выделить различия между задачами. Иногда мы можем получать преимущества от выполнения двух задач одним человеком, когда нас не должно волновать, что они объединены. Например, во многих организациях принята практика разделения идентификации требований и выбора архитектуры, но когда они переходят на технологию моделирования объектов в стиле Буча, то внимают совету и объединяют эти задачи. Когда мы разделяем навыки разработки и тестирования, мы можем извлечь из этого дополнительные преимущества, контролируя взаимодействие между стадиями таким образом, что мышлению инженера-тестера не угрожает мышление проектировщика. Был менеджер проекта, скорее всего паковщик. Он не имел ясного понимания того, что он делал и почему, а отсутствие какой-нибудь позитивной модели своей работы привело его к мысли, что ключевая цель состоит в предотвращении какого бы то ни было взаимодействия. Тестеры не должны были знать, как установить (создать) условия для компонентов, которые они должны были тестировать, а проектировщикам не дозволялось об этом говорить. Яростные споры продолжались днями. Это реально произошло тогда, когда мы потеряли ощущение большой картины.
Мы должны удостовериться, что взаимодействие между распределенными задачами эффективно, и это означает, что мы должны, помимо соответствия протоколу, держать в голове потребности друг друга. Все, что вам нужно держать в голове для выполнения своей задачи и передачи ее другому, также должны держать в голове ваши коллеги. Ваш результат не поможет никому, если он не говорит о том, что им нужно для выполнения следующего действия. Нам нужно использовать наши собственные способности выполнять работу друг друга, не важно насколько неумело, чтобы контролировать собственную работу.
Наконец, мы должны понять, что в команде все еще существует черный ящик отдельного программиста. Поток информации -- это не линейная последовательность преобразований, как на конвейере автозавода, для проектировщика это скорее расходящийся веер возможностей, сводящийся к единственному решению. Интуиция проектировщика пока еще не распределена. Такое достижение было бы самым значительным результатом искусственного интеллекта (ИИ).
Что такое программирование?
Чтобы понять программную инженерию, мы должны понять программиста. Давайте позволим программисту определять требования (идентичные требованиям пользователя) и исследуем сценарий, который заканчивается созданием наипростейшей возможной программы.Ада сидит в комнате.
Вечером в комнате становится темно.
Ада включает свет.
Это фундаментальное действие программирования. Есть проблемная область (комната), которая динамична (становится темной). В динамике проблемной области есть порядок (темно будет до утра), который можно анализировать. Есть система, которая может функционировать в проблемной области (лампочка), и у этой системы есть семантика (состояние выключателя).
Есть желание (в комнате должно быть светло), и есть понимание (что воздействие на выключатель удовлетворит желание).
Динамические предметные области, системы и семантика детально где-то обсуждаются. Но здесь мы концентрируемся на лучшем осознании, что есть желание и что есть понимание.
Здесь стоит отметить, что мы подразумеваем под словом "программист". Робот, пишущий все ту же RPG 3 для распечатки счетов, все еще не делает никакого реального программирования вообще, но менеджер проекта, используя Excel для получения интуитивного понимания того, когда бюджет сократится и в чем главные причины, несомненно занимается реальным программированием.
Программирование - игра картостроителя
У нас есть разумное, имеющее смысл описание того, что на самом деле делают программисты. Два ключевых слова - "желание" и "понимание" - это вещи, которые трудно обсуждать осмысленно на бизнес-языке паковщика, который концентрируется на "объективных" явлениях. Хотя это очень хорошая идея там, где это возможно, но она может тормозить прогресс, когда применяется как абсолютное правило (как паковщики часто и применяют правила).Здесь стоит обратить внимание на философский аспект. Для того, чтобы произошло взаимодействие, я должен ссылаться на то, что уже есть в твоей голове. Один из способов, чтобы вещь попала в твою голову, - попасть туда в виде образа чего-то из внешнего мира, а другой - быть частью твоего собственного опыта. Если часть твоего опыта уникальна (например, ассоциация между дымом трубки и вкусом рождественского пудинга, из-за визитов к родным), мы не можем говорить об этом без первоначального определения терминов. Даже после этого у меня нет опыта такой ассоциации, только представление о такой ассоциации. Но если часть твоего опыта разделяется всеми людьми (наша реакция на крик птенца альбатроса [наверное, очень противно кричит - С.К.]), мы можем говорить об ее "объективности", как если бы реакцию на птенца можно было получить с самим птенцом, чтобы взвесить и измерить.
Необходимость ограничится на работе "объективным" языком аргументируют тем, что это ограничение исходит из структуры организации работы [определяемой сводом положений - законами, правилами, инструкциями и т.д. - С.К.]. Это просто глупо. Как работают журналисты, архитекторы (гражданского строительства) или даже судьи? Это область, где менеджеры вынуждены использовать свое понимание для уменьшения риска из-за ошибок.
Мы предполагаем, что реальный вывод отсюда -- это то, что мы еще плохо умеем делать программы. Вероятно, мы никогда не научимся этому -- наши аппетиты будут постоянно расти. Мы ограничены культурой и все больше подвержены влиянию тщательно продуманных объективных метрик, которые обычно используют наши коллеги из физики, а не из информационных дисциплин.
Чтобы достичь чего-либо в программировании, мы должны быть вольны обсуждать и улучшать субъективные факторы, а объективные метрики оставлять для отчетов об ошибках.
Первое, желание. В вышеприведенном примере, Ада, вероятно, не начала с четкого желания увеличить освещенность. Ее среда становилась неоптимальной, вероятно, дискомфортной, и ей пришлось искать точное описание того, что же на самом деле она хочет. Прояснение желания - это обычно опыт, который допускает постепенное уточнение, и выполняется в тандеме с проектированием. Позднее мы более подробно остановимся на "Требованиях Пользователя" -- сейчас же напомним, что уточнение желаний всегда содержит потенциальную возможность отправиться в исследование вместе с пользователем.
Следующее, понимание. Это момент распознавания, когда мы видим, что взаимодействие проблемы и желания может быть удовлетворено определенным использованием семантики. Это как сложение абстрактных векторов в бесконечном пространстве решений. Или иначе говоря, это напоминает собирание мозаики, в которой можно изменять как форму кусочков, так и их расположение. Это сверхинтеллектуальное занятие.
Здесь есть паттерн, который соотносит программирование с любым другим требующим творчества занятием (искусством). У нас есть три явления: Проблема, Семантикаи Желание(заглавные буквы напоминают о сущностях Платона). Проблема и Семантика не очень интересны для искусственного интеллекта (ИИ) или изучения сознания человека, а Желание - это вообще что-то странное. Эти три сущности выделены или соединены вместе из-за трех видов деятельности программиста. Взглядзаключается в изучении внутренних свойств Проблемы. Смотреть, чтобы понять значение Желания. Описаниевыявляет Семантику. Взгляд и Описание зависят от предметной области. Поэт может наблюдать за пассажирами, а эколог образцы популяций. Поэт выстраивает структуру из слов, а эколог описывает тщательно отобранный вид. Взгляд один и тот же у всех. Расскажите любому художнику о хороших моментах своей работы.
Чтобы с этим обращаться, нам нужны все эти прекрасные способности картостроителя.
Программирование - это игра картостроителя.
Общие советы по картостроению
Паковщики обладают целой процедурализированной культурой, которая навязывает поведенческую колею просто для всего. Это настолько всеохватно, что вы даже не замечаете этого до тех пор, пока однажды не решите проблему очень эффективно, но способом, которого нет в списке. Это может быть нечто настолько же простое, как выйти из машины и купить билет "Плати и Показывай" перед тем как прокатиться по автостоянке и поставить авто на свободное место. Очевидно, некто "предполагает" припарковать машину, идет к автомату, возвращается обратно.Картостроители с трудом представляют эти культурные соображения, но когда это действительно происходит, то может оказаться забавным. Паковщик давал званый обед и так оказалось, что более половины его гостей были картостроители, работники IT и другие. Хозяин достал стопку теплых тарелок из духовки и стал передавать их парню слева от себя. "Просто раздай их всем вокруг!" - сказал он бодро. И все было хорошо, пока он не передал последнюю тарелку. Затем его лицо выразило растерянность, потом веселье и в отдельный момент даже страх, пока он не догадался крикнуть: "Стоп!"
Или, может быть, он просто повеселился от души.
Картостроители не имеют общего культурного контекста, из которого можно добывать знания, поэтому мы почти все самообученные. Здесь мы собрали некоторые наблюдения, полученные в беседах с картостроителями. Разговаривая с другими картостроителями, мы можем узнать очень многое о картостроении.
Трясти надо
После того, как вы рассказали себе о том, что хотят в конце концов получить заказчики, походите вокруг элементов проблемы, рассмотрите, как они связаны, какие физические возможности имеются в системе, и проблема вдруг сожмется в нечто гораздо более простое. Из некоторых соображений, в этот неожиданный момент понимания мы редко получаем что-то совершенно правильное. Приготовьтесь покрутить это новое понимание и сделать побольше, развивая это понимание. Это хорошее время, чтобы рассказать о своем новом понимании коллегам и дать им возможность взглянуть свежим взглядом на вещи, на которые вы перестали смотреть, привыкнув к ним.
Изменения: последовательные или катастрофические?
Неожиданные реализации приходят тогда, когда они готовы, и мы можем оптимизировать условия для их получения. У них свои проблемы. Они веселят, убеждают, и иногда они ошибочны. Когда вы получаете их, проверьте их, обдумывая с точки зрения всего, что вам уже известно, и попытайтесь их расколоть. Большая встряска всегда полезна, даже если она не принесет решения непосредственно. С другой стороны, часто мы можем упростить проблему просто разбив ее на куски и изучив их подробнее. Не смущайтесь думать "грубо" - начните это делать, и вы обнаружите нечто в следующий вторник. До тех пор, пока человек смотрит на вещи очень серьезно, он ничего не узнает.
Границы
Сфокусируйтесь на границах. Здесь имеется три класса составляющих вашей проблемы. Это вещи, о которых вы беспокоитесь, вещи, которые влияют на вещи, о которых вы беспокоитесь, и вещи, которые вас не волнуют. Одна из причин, почему жизнь картостроителей легче жизни паковщиков, в том, что они проявляют инициативу и пытаются идентифицировать все внешние проявления, которые дает им проблема, а не смотрят только на вещи, которые перечислены в бумажке, которую им всучили. Если вы в состоянии определить границы, то ваша проблема хорошо определена, и вы можете приступить к ее решению. Если это не получается, то, вероятно, нужно еще поговорить с заказчиком, либо обрисовать собственные границы, включающие сделанные предположения, которые должны быть явно проверяемыми.
Исследуйте перестановки
Когда у вас есть зеленая утка, фиолетовый лев и зеленый лев, спросите себя, где должно быть место фиолетовой утки. Осознание примитивных и невозможных перестановок может привести к лучшему общему пониманию, а некоторые перестановки полезны просто сами по себе.
Поработайте в обратном направлении
Мы все знаем, как найти выход из лабиринта, нарисованного в детской книжке, не правда ли!
Верчение тарелок
Вы знаете, когда ваша неосознанная способность к картостроению действует, из-за ощущения беспокойства, дискомфорта, даже досады. Когда это ощущение ослабляется, это сигнал вам. Если у вас назначено свидание -- идите! Но если вы хотите добиться результатов, просто совершите короткое путешествие вокруг вашей проблемы и осмотрите ее с разных точек или направлений, и беспокойство возвращается. Это похоже на то, как жонглер возвращается к каждой тарелочке и подкручивает ее вновь до того, как она упадет с трости.
Расслабляйтесь
После тяжелой физической работы вы можете попытаться поднять что-то, но ничего не получается. Неожиданное бессилие там, где вы ожидали от себя способность применить силу, обескураживает. Аналогичное состояние мышления ощущается очень похоже. Нет абсолютно никакой точки опоры, но переключение в режим отдыха, вместо того чтобы продолжать пытать свои слабенькие маленькие нейроны, непростой процесс. Это происходит на автопилоте. Вы должны получить стимуляцию органов чувств. Душ, шумный бар, концерт. Смените обстановку. Вы сможете восстановить мыслительную энергию за несколько часов, если вы останавливаетесь, когда осознаете, что дальше продолжать не получится.
Рвите порочные круги
Ощущение беспокойства, которое возникает из-за эффективного фонового размышления, отличается от ощущения переутомления (когда чувствуешь, что выдохся), которое иногда даже описывают как тошноту. Ваш мозг исчерпал все возможности, которые удалось найти, и вам требуется новая эмпирическая информация. Получите побольше данных. Поговорите с кем-нибудь. Очевидно, что у вас нет какой-то ключевой информации, либо ваша модель в целом перекосилась. Поэтому, может быть, вам нужно более тщательно исследовать проблему (пройтись частой сетью). Если это программа с ошибками, установите диагностику после каждой строчки и направьте вывод в файл. Затем прочитайте его тщательно за чашкой кофе. Да, это займет уйму времени -- но что, у вас есть идея получше? Если это ужасная мешанина асинхронных событий, которые нужно обработать, выпишите их на листочке вручную. Это усилит ваше внимание к последовательности событий, и у вас, вероятно, появится несколько новых вопросов прежде, чем вы дойдете до середины.
Сбрасывай в "файл подкачки"
Есть виды глупости, к которым имеют доступ только картостроители. Картостроитель может быть парализован при попытках оптимизировать последовательность, которая слишком велика, чтобы поместиться в его голове. Вероятно, он хочет понести свадебный торт до того, как установит запасное колесо на машину, чтобы руки были чистыми, но запасное колесо здесь, а торт у Фреда. Когда такое случается с современными операционными системами со страничной организацией памяти, они освобождаются от ненужных страниц - переходят к стратегии подкачки страниц (swap). Они просто сбрасывают в файл подкачки целые процессы, пока не освободится нужный объем памяти, а затем возвращаются к размещению страниц. Не дай себя парализовать -- просто выполняй какую-то работу, а затем снова посмотри на проблему.
Упражнение с одеялом
Выверните пододеяльник, засуньте в него руки и захватите дальние углы изнутри. Затем возьмитесь за углы одеяла углами пододеяльника и потрясите. Немного практики, и вы сможете заправить одеяло в пододеяльник менее чем за 30 секунд.
Картостроение и Процесс
Назначение программной инженерии - гарантировать, что программы, которые нужны нашим пользователям, работают на их компьютерах. Программная инженерия - это распределенное программирование. С этой позиции, мы можем определить процесс как протокол для взаимодействия с нашими коллегами во времени и пространстве. Он обеспечивает структуру (framework), которая говорит тем, кто идет за нами, где найти информацию о проектных решениях, нужную им для выполнения их работы. Изменяя процесс мы передаем наш опыт в будущее. Он говорит нашим коллегам из другой части команды, когда мы встретимся, и предоставляет структуру для наших дискуссий. Он обеспечивает общие точки в наших проектах, в которых можем сравнивать подобное с подобным, и поэтому можем обсуждать аспекты нашего подхода, которые мы изменили.Процесс - это не предварительно написанная метапрограмма для изготовления других программ. Хотя наша деятельность должна отображаться на процесс, самого по себе его недостаточно для изготовления программ. Мы думаем в рамках структуры процесса, но всегда должна быть стадия интерпретации определений процесса в свете заданной проблемы. Помните о необходимости интерпретировать определения -- игнорирование этой деятельности просто приведет к выбору произвольной интерпретации. Тогда прекращаются попытки действовать методами, свойственными разработке, скажем, системы торговли фьючерсами, при решении проблем, возникающих при создании, например, системы рендеринга графики. Поэтому ты прекратишь споры о том, как будут удовлетворяться требования к трассировке журналирования транзакций, а вместо этого обеспокоишься дополнительными битами, которые понадобятся для зеркальных отражений!
Ангелы, драконы и философский камень
Наши предки были не глупее нас, и, когда в четыре часа наступала темнота, им ничего не оставалось делать, как играть с мыслями в своих головах. Разгадывание таких античных головоломок, как мышление древних картостроителей полезно не только потому, что оно интересно, но и потому, что оно показывает нам, на что способен беспомощный человеческий интеллект. Это то, что нам нужно понять, если мы собираемся вернуть контроль над нашей работой из процессов, которым мы доверили свои жизни и карьеру.Бесконечность была горячей темой, и наши предки разбили это понятие на три вида. Концептуальная бесконечность проста -- ты просто говоришь "навсегда" и получаешь ее там, где это нужно. Еще есть потенциальная бесконечность. Ты можешь дать кому-нибудь указание типа "Считай непрерывно". Теоретически, в результате можно получить бесконечную последовательность чисел, но произойдет ли это на самом деле? Можешь ли ты на самом деле сделать так, чтобы перед тобой оказалось бесконечное число вещей, чтобы проделывать с ними удивительные фокусы? Они пришли к выводу, что если бы коллекция из бесконечного числа чего-нибудь, начиная с капусты и кончая королями, существовала на самом деле, то она заняла бы бесконечный объем, поэтому если бы существовала какая-нибудь бесконечная коллекция каких-нибудь вещей любого размера, то нас здесь попросту бы не было. Не было бы ничего, кроме кочанов капусты -- повсюду. Мы здесь, поэтому бесконечной коллекции чего-нибудь любого конечного размера не существует -- нигде. Но по-прежнему остается возможность бесконечной коллекции чего-нибудь бесконечно малого. Если что-то может быть бесконечно малым, то Бог (тот, кого удобно иметь под рукой в мысленных экспериментах, поскольку он способен сделать все, что может быть сделано в этом мире) смог бы заставить танцевать на кончике иглы бесконечное число ангелов.
Наши предки почувствовали, что эта идея смешна, и, таким образом, в этом мире не существует настоящей бесконечности. Сегодня у нас есть две великие физические теории. Одна работает при больших масштабах и использует гладкие кривые для описания пространства. Другая работает в микромире и использует ступеньки (квантование). Нам еще не удалось объединить эти теории вместе, поэтому мы не знаем, использует ли лежащая в основе их обеих более общая теория ступеньки для построения кривых (как фотография в газете), либо она использует кривые для построения ступенек (как ковер на лестнице). Это может быть нечто, что мы еще не можем представить, но если бы пришлось выбирать из этих двух, наши предки выбрали бы ступеньки, из-за ангелов на кончике булавки.
А как насчет драконов? Они ревут и изрыгают пламя. Их шумный полет быстрее ветра. Они добывают из-под земли драгоценные камни. Они живут в Южной Америке, Китае, Уэльсе. Они едят людей. Они червяки, а древний символ для мира -- большой червяк. Они -- это концептуальное ведро, в которое наши предки слили то, что мы называем тектоническими явлениями. У них не было мысли, что мир состоит из твердых плит, плавающих по жидкому ядру, но посредством картостроения они собрали вместе все эффекты, доступные для непосредственных наблюдений. Дракон занимал место реальных вещей в их мысленных картах до тех пор, пока они не открыли реальные явления, приводящие к тем эффектам, которые они обозначали "драконом".
А алхимия? Тщетный поиск процедуры для превращения основных металлов в золото и быстрого обогащения? Алхимический рецепт состоит из выполняемой оператором последовательности операций (которые могут иметь, а могут не иметь физической интерпретации в виде чертежа или описания эксперимента, или могут быть просто мысленным экспериментом). Рецепт заканчивается на том же месте, где и начинался, а по мере исполнения рецепта изменяется восприятие мира оператором. Самосознание оператора становится глубже и лучше, и трансформируется именно он, а не вещи на его столе. Возврат к началу необходим, поскольку только там он может увидеть -- то, что прежде было искажено, теперь стало ясным. Алхимия -- это картостроение.