The Programmers' Stone (Программистский камень)

На одном конце этого спектра расположены продукты COTS (Commertial Off The Shelf - Коммерческие, взятые с полки). Загрузи его, запусти его, работа сделана. На другом -- набор команд процессора, который позволяет нам выжать из железа все, на что оно физически способно. Между этими крайностями располагаются различные промежуточные семантики, которые упрощают поиск взаимосвязей ограничивая семантику.

В этих терминах, язык -- это произвольный набор (ящик инструментов -- kitbag) семантик. Cи - язык, но также и Excel -- язык, как и средства создания интерфейса пользователя (GUI builders). Эти наборы лежат, но не дают никакого намека, как использовать их содержимое. Языки специализируют по проблемным областям, чтобы достигнуть большой вероятности получения более простых взаимосвязей для любой проблемы из выбранной области. Чтобы решить, какую из двух семантик (языков) выбрать, обычно нужно спросить, какая из них требует более простых взаимосвязей (более простой программы), чтобы выполнить работу. За исключением самых тривиальных случаев, это требует знакомства с обоими наборами семантик на практике.

И хотя мы можем получить ясное понимание того, что из себя представляет язык, методология гораздо труднее поддается рассмотрению в таких терминах. Мы предполагаем, что причина состоит в том, что идея "методологии", как ее обычно рассматривают, включает неявные предположения, что это процедурный подход к решению программных проблем, а мы знаем, что это не так. То, что мы можем описать вместо этого, немного иное -- подход.

Подход заключается в совете, даваемом одним опытным картостроителем другому, о том, как лучше всего решать проблему какого-то типа. Это приглашение посмотреть на мир определенным образом, даже если это выражено как процедурный рецепт. Предписание "Получи диаграмму (Data Flow Diagram) изменения начислений по неделям" в книге "Как построить систему печати платежной ведомости" (How To Build A Payroll System) на самом деле выглядит так "Ограничь рассмотрение до систем с понедельным начислением, и выведи перечень этих начислений".

Это совет для создателя систем печати платежной ведомости, при условии, что все ситуации можно свести к понедельным начислениям. Как и язык, подход получается тем проще, чем больше он специализирован на заданной предметной области. Кроме того, как и язык, подход трудно выбрать правильно без понимания "цен" имеющихся подходов и проблемы. При большом числе умных разработчиков, каждый год пишущих коммерческие (COTS) продукты, которые автоматизируют подход в виде высоко специализированного языка, с которым сможет работать любой дурак, в будущем наиболее вероятным приложением сил для хороших программистов станет изучение более глубоких, перспективных подходов и выработка новых подходов перед лицом новых проблем. Но, вероятно, всегда будут толпы людей, использующих один и тот же подход для ритуального производства еще одной точно такой же бухгалтерской системы для еще одного клиента. Они могут постоянно "переобучаться новым методологиям". Но они есть и останутся клерками, а разрыв в производительности и отдаче между клерками и программистами будет расширяться. Вот что означает быть игроком в эру информации.

Имеются языки, которые специализируются на определенном подходе. Smalltalk требует от пользователя рассматривать мир в виде объектов. Lisp требует применения неудобоваримых манипуляций с лямбда исчислением, которые приводят к появлению "собаки еды" (dog of food), вместо накормленной собаки.

Следует подчеркнуть, что языки объективны, подходы объективны, но методологии - плод нашего коллективного воображения и не существуют. Пренебрежение этим положением и неудачный выбор подхода может привести к ситуациям, в которых критические составляющие проблемы не учтены, поскольку оказывается, что подход их не рассматривает, в то время как тем, кто пытается разобраться в проблемах, вставляют палки в колеса коллеги, которым кажется, что те действуют "непрофессионально", поскольку не "применяют методологию". Это пример барьера между картостроителями и паковщиками.

Интересные методологии состоят частично из подхода, частично из языка. Структурный дизайн Джексона (Jackson Structured Design -- JSD) ограничивает свою область применения проблемами с ясно идентифицируемыми чертами (свойствами) и поэтому в состоянии предложить очень детальную инструкцию, как решать проблемы такого типа. Держите глаза открытыми, и JSD хорошо послужит в своей области. Однако за пределами этой области он может вызвать проблемы, поскольку если у задач нет нужных Джексону черт, то бесконечное латание дыр (kludging) будет делать хорошую систему из плохого понимания. Это не ошибка Джексона, поскольку он никогда не говорил, что JSD -- это ритуализованная панацея для решения всех компьютерных проблем.

На выходе JSD мы видим нечто совершенно неожиданное, артефакт того времени. Джексон описывает, как перейти от его диаграмм к коду, делая это вручную! Он осознает, что он делает, и поясняет, что автоматизм этой работы позволяет нарушить правила структурного программирования и использовать goto. Сегодня он не стал бы этого делать -- он бы просто направил диаграммы в генератор кода, как это многие и делают. Дело в том, что нотацию диаграмм JSD лучше всего рассматривать как язык программирования! Джексон создал язык, который был ориентирован на некий подход к проблемной области.

То же самое справедливо для подходов и языков Буча (Booch), Румбаха (Rumbaugh) и UML (Unified Modelling Language). В действительности, для каждой интересной методологии. В ранних публикациях Буча и Румбаха они не пропускали диаграммы через генераторы кода, но показали, что трансляция большинства диаграмм в большой степени механична. Не переживайте слишком сильно о реализации этих методов вручную -- в целом это несложно!

Создание языка и подхода, более или менее специализированного к какой-то предметной области -- крупное достижение. Поступая таким образом, авторы должны долгое время продумывать, как лучше всего управляться с проблемами, разделять их, исследовать их, смотреть на них с разных точек зрения и в соответствии с этим разрабатывать свой подход или язык. Но многое оказывается запутанным из-за пресловутого языкового барьера картостроитель/паковщик, и приходится отказываться от акцента на творческое мышление, необходимое для построения карты между проблемой и ее языком. Вместо того, чтобы представлять свой подход как структуру и предлагать некоторые эвристики для рассмотрения проблемы в терминах этой структуры, они вынуждены использовать процедурный язык и описывать действия, которые необходимо предпринять, императивно [строгим командным голосом - С.К.]. Если кто-то не обладает даром думать творчески, то есть конструировать мысленную карту своей проблемы посредством размышления и затем исследовать ее, то им не остается выбора, кроме как следовать этим (вероятно, некорректным) указаниям, а их результаты будут существенно зависеть от везения. Джексон тут хорош. Он специфически ограничивает свою область и говорит читателю, какие свойства искать. Читатель начинает с обследования проблемы в поисках (ключевых) признаков. Буч включает интересный раздел, посвященный поиску объектов, которого, если бы только он был выполнен глубоко и широко, достаточно, чтобы сделать путь императивов ненужным, поскольку он опирается на сугубо картостроительные моменты. Наконец, то, как книга Страуструпа (Stroustrup) описывает объектный подход и язык C++ -- праздник стиля, интуиции, структуры, глубины и творчества. Это тяжелая книга, описывающая сложный язык программирования, но она написана великим картостроителем в действии, у которого нет внутренней неразберихи относительно предмета.

Как писать документы

С точки зрения многих инженеров-программистов, большая часть их жизни состоит в написании документов. С точки зрения настоящей работы, мы предпочли бы сказать, что их жизнь состоит в выполнении работы по повышению понимания, которое будет донесено до их коллег в соответствии с протоколом, определенным в их процессе. Следовательно, мы подразумеваем, что работа -- это всегда понимание, а процесс говорит, какое понимание нам нужно передать коллегам. Это определяет приемлемый для каждого документа язык. Эти соображения помогут сформировать описание реальной работы, которую требуется выполнить при работе над каждым из создаваемых инженером документов, как то: Требования Пользователя, Требования к Программному Обеспечению, Архитектурный Проект, Детальный Проект и Спецификация Тестирования (User Requirement, Software Requirement, Architectural Design, Detailed Design and Test Specification).

Следует отметить еще два момента. Во-первых, работа не заключается в создании кучи невразумительных бумажек, которые никто даже не будет читать, но которые по виду напоминают "конструкторскую документацию". Те, кто выплескивает технические подробности (все слеши и десятичные точки) в основном тексте, вместо того, чтобы поместить их в приложении, если уж это так нужно, просто издеваются над читателями и дискредитируют наше искусство в целом. Используя простой, нормальный язык (включая где необходимо специальную терминологию, но не злоупотребляя ею) расскажите читателю то, что ему нужно знать.

Второй момент касается формата. На любой стадии процесса программирования люди используют понимание, чтобы находить и предлагать паттерны. Если бы они знали, что они собираются найти, у них не было бы работы, поскольку их мог бы заменить настроенный кем-нибудь коммерческий (COTS) продукт. Раз мы не знаем наверняка, что работнику нужно представить, то как мы можем сказать ему, как он это должен представить? Стандартные форматы в процессах не должны восприниматься как догмы. Все приличные процессы в ISO 9001 содержат стандарты размещения необходимых разделов. Используй их соответственно, и если во время написания возникает структура документа, можно сделать вставку в План Управления Проектом, чтобы описать выбранный формат. Вот и вся суть ISO 9001.

Требования пользователя

Недавно возник большой интерес к "Реинженирингу бизнес-процессов" (`Business Process Re-Engineering' -- BPR). Это практика изучения бизнес-процессов для определения, можно ли их улучшить, и часто это необходимо сделать просто потому, что со временем изменилась природа бизнеса организации. Иногда превозносят точку зрения, что программная инженерия всегда включает значительный компонент BPR, поскольку в противном случае потребитель обнаружит, что компьютерная система автоматизирует бизнес-процесс, не учитывающий появление компонентов, которые руководство реализовало в ответ на потребности бизнеса, и систему ожидает крах. Таким образом, первая обязанность инженера-программиста -- помочь потребителю понять природу их собственных требований. В примере простейшей программы -- это кристаллизация желания из общего ощущения дискомфорта в специфическую потребность в большей освещенности. Инженер-программист руководствуется в этой работе дисциплиной, накладываемой необходимостью писать программу для компьютера. В работающем коде невозможно скрыть неоднозначности, как это можно сделать в текстовом отчете. Полезные ТП, таким образом, составляют настолько ясное понимание потребностей пользователя, насколько это возможно в начале проекта, как это понято пользователем и инженером, на языке пользователя. ТП обязательно потребуют уточнения в дальнейшем, по мере того, как дисциплина программирования выявит неоднозначности, независимо от того, будут ли эти поправки включены в документ или нет.