Человеческий фактор в программировании

Как же незаметным героям-программистам удается достичь таких результатов? Понятно, что они не всегда работают так успешно. Отрасль встроенного программного обеспечения изобилует ужасными историями о существующем коде со множественными слоями недокументированных заплат и исправлений. Модемы разрывают связь при передаче данных, в которых содержится последовательность, применявшаяся для отладки, но случайно оставленная в окончательной версии. Существуют копиры, которые внезапно теряют нить своей работы, и поэтому им приходится проводить временную «лоботомию» с помощью быстрого выдергивания шнура питания. Даже в военной ракетной радиоэлектронике случалось так, что ракеты «отключались» в середине полета, а плохо запрограммированные навигационные часы содержали накопленные ошибки. Нечего и говорить о пользовательских интерфейсах встроенных систем. Некоторые из них являются самыми отвратительными и неудобными на планете. В сравнении с тем хламом, который является нормой для персональных компьютеров, рабочих станций и универсальных машин, встроенное программное обеспечение выглядит твердым как кремень.

Безошибочность части таких программ достигается с помощью насильно-го внедрения личной дисциплины, которая усмиряет даже самых воинственных маньяков, помешанных на стандартах. Некоторые компании, особенно в сфере телекоммуникаций и программ военного назначения, эффективно применяют «чистые» методы программирования. Согласно этим методам, сборка кода проводится очень тщательно, а программистам запрещено возвращаться к написанному коду. Другие компании достигают таких чудес, собирая системы из огромного количества компонентов повторного использования. Некоторые из случаев наиболее сложного и строгого применения объектно-ориентированной технологии относились к созданию встроенных приложений. В основном они написаны на С++, но Smalltalk также проявил себя с лучшей стороны.

Рутина

Сложные задачи, возникающие при создании встроенных приложений реального времени, привлекают множество лучших программистов, чьи личные и профессиональные интересы сочетаются с необычной культу- ¹ рой программирования. Культурный контекст встроенных приложений объединяет внимание к мелким деталям и необходимость строгой дисциплины. Программирование встроенных систем может быть утомительной работой, заставляющей программиста возиться с таким «добром», как загрузка регистров, ожидание сдвига в уровне сигнала или чередование и маскирование битов. В то же время код должен быть почти идеальным, помещаться в очень маленькой памяти и работать достаточно быстро, чтобы не вызывать паузы при выводе на экран или отклонения ракет от заданного курса.

Программисты, создающие такой код, склонны работать тщательно и скрупулезно. В первую очередь они стремятся сократить количество ошибок. С точки зрения качества программного обеспечения такие программисты имеют низкий «изначальный уровень» программных багов. Конечно, дешевле всего найти и исправить те ошибки, которым вы не позволяете проникнуть в код. Программисты встроенных систем широко применяют тактику выявления изъянов непосредственно во время рабочего цикла, вылавливая ошибки как можно раньше — пока их легко найти и просто исправить. Для сокращения количества ошибок проводятся тщательные многократные проверки расчетов и кода. Такой метод требует намного меньше затрат и является более эффективным, чем тестирование и отладка на завершающей стадии проекта.

При разработке «невстроенных» программных систем популярный метод устранения ошибок основан на бета-тестировании и отладке, проходящих на 400000 сайтов. С точки зрения общих расходов, ложащихся на плечи покупателей, трудно представить себе более неэффективную и затратную схему. С другой стороны, для производителей программного обеспечения это выгодный подход при условии, что покупатели спешат платить за привилегию выполнять работу производителей, а у самих производителей нет стимула выпускать качественные продукты.

Отчасти успех программирования встроенных систем связан с культурой и контекстом, а также, как я убедился, с применяемым подходом и профессиональной подготовкой. Многие годы я веду мастер-классы по высокопроизводительной командной работе и обучаю методам проектирования с учетом юзабилити на проводимой два раза в год Конференции по встроенным системам (Embedded Systems Conference). Когда я высказывался по поводу того, насколько быстро команды программистов встроенных систем находили действительно хорошие решения учебных задач, почти всегда кто-нибудь объяснял это тем, что большинство из них — инженеры.

Для инженерного склада ума характерны прагматизм, склонность к решению задач и профессиональная точность, что определенно способствует хорошему качеству программирования. Мы бы все выиграли, действуя как инженеры. Мир программирования встроенных систем установил высокую планку качества, продемонстрировав, что создавать надежные и безошибочные программы действительно возможно. Будем надеяться, что остальной мир сможет ответить на этот вызов.