Программное обеспечение и его разработка - Фокс Джозеф М.

Итеративность

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».

Компромиссы

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?

Проектирование больших программ типа V — это многогранная деятельность

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 работу в настоящее время.

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.

Рис. 5.29. Специальные знания, необходимые при проектировании.

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».

Деталировка — это примитивное проектирование

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.

Устойчивые программы, или программы, дружественные пользователю

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.

Если необходимо было ввести букву О, а пользователь набирал цифру 0 либо наоборот — мы не ограничивались тем, что сообщали «неверные данные на входе». Мы давали подсказки, чтобы помочь поддержать процесс активным. «Вы хотели ввести символ нуль или О?» — выдавали мы на экран.

Проектирование этой части программы имеет решающее значение и очень сложно. Обычно после того, как пользователь получит возможность опробовать систему, эта часть подвергается значительным переделкам. Она имеет наибольшее значение для того, чтобы пользователь принял систему.

Документирование проекта

Если отсутствует документация, доступная для всех, имеющая несколько уровней детализации, проекту грозит беда. Под несколькими уровнями детализации я подразумеваю то, что проект может быть описан за 30 мин, за 2 ч, за 8 ч, или за 16 ч. Если имеется только 30-мин. обзор или 16-ч. версия и ничего между ними, остерегайтесь. Почему?

Потому что проект начинает существовать только в голове одного, в крайнем случае двух проектировщиков. Мы лишены возможности ухватить идею и следить за развитием проекта на уровне подробностей 16-ч. версии, если только мы не станем заниматься этим проектом все свое время и не познакомимся с ним достаточно близко.

Наша группа по разработке системы выпуска газет США имела два уровня проекта — 30-мин. и 16-ч. Я знал и руководителя работ, и проектировщика — соответственно Б. Уитта и Т. Бейкера. Они не знали неудач и в прошлом уже выполнили просто фантастические работы. И я доверял им! Но что случилось бы, если бы кто-нибудь из них заболел или уволился? На карту была поставлена судьба целого проекта — миллионы долларов.