IV
Инструменты, модели и методы

Автоматизированное проектирование и создание программ (CASE, Computer-Aided Software Engineering) больше не является актуальной темой в области разработки программного обеспечения и приложений. Даже производители CASE-инструментов стараются переименовывать свои продукты, называя их «средами комплексной разработки» или просто «наборами инструментов». Как бы они ни назывались, средства разработки, которые мы применяем (успешно или неуспешно), в значительной степени связаны с тем, к чему мы стремимся как разработчики.

Иногда я бываю ярым сторонником инструментов. Как известно, многие из современных инструментов являются относительно примитивными. Зачастую заложенные в них идеи неверны. Такие системы созданы заблуждающимися производителями, которые не понимают и не применяют те методологии разработки программ, которые поддерживаются их инструментами. И все же, эти инструменты могут быть эффективными в той же мере, в какой каменный топор может быть более эффективен для рубки леса, чем голые руки.

Неудивительно, что зачастую можно услышать что-нибудь этакое: «У нас нет времени на использование CASE-инструментов, нас поджимают сроки». Это могут произносить те программисты (теперь уже полысевшие или поседевшие), которые когда-то возражали против языков высокого уровня. Наверное, они никогда не составляют блок-схем или схем потоков данных и настаивают на том, что в отличие от нас, простых смертных, они могут все удерживать в своей голове. С другой стороны, многие критики CASE-инструментов действительно пытаются применять определенные методы разумного проектирования и разработки. К сожале-нию, многие CASE-инструменты вместо того, чтобы способствовать процессу методичного решения задач и творческого проектирования, на самом деле препятствуют ему.

Что неправильно в этой картине? Вы видите высокооплачиваемого разработчика программного обеспечения, сидящего в офисе за рабочей станцией стоимостью шесть тысяч долларов и пользующегося CASE-инструмен-том стоимостью двенадцать тысяч долларов, который чертит в своем блокноте и делает заметки на желтых клочках бумаги. В конце концов, после множества исправлений, зачеркиваний и перерисовок он берет мышь и начинает вводить то, что разработал. Таким образом, сложный набор инструментов, установленный на его рабочей станции, превращается в замысловатую электронную доску для черчения.

Вот что здесь неправильно: вместо того чтобы взаимодействовать с разработчиком согласно его представлениям, инструмент работает против него. Вместо того чтобы поддерживать врожденные способности и привычки, укоренившиеся при обучении, CASE-инструмент становится помехой. Для глубокого понимания таких трудностей нам следует рассмотреть, как люди, и в особенности люди инженерного склада ума, решают задачи.

Например, мы знаем, что многие из хороших разработчиков, аналитиков и проектировщиков в самых сложных проектах делают приблизительные зарисовки того, что они собираются создать. Далее такие зарисовки дополняются деталями или в них вносятся уточнения. Загляните через плечо такой специалистки, когда она занята решением задачи, и понаблюдайте за ее действиями. Сначала она может нарисовать целый набор символов, означающих компоненты. Затем она отображает взаимосвязи между некоторыми из этих пустых рамок, проводя между ними линии и стрелки. И наконец, она описывает компоненты и уточняет некоторые детали во взаимосвязях между ними.

Что можно сказать о типичных CASE-инструментах? Во многих из них с помощью мыши вы выбираете из набора пиктограмм нужный символ, устанавливаете курсор (опять же с помощью мыши) в том месте внутри создаваемой диаграммы, где вы хотите расположить этот символ, и затем выполняете щелчок мышью, чтобы поместить символ на это место. В этот момент появляется диалоговое окно, в котором запрашивается имя для нового элемента. Это имя должно быть назначено в соответствии с общими и корпоративными стандартами, которые установлены для таких символов. Потом вы должны описать его, назначить для него интерфейсы и, возможно, задать другие параметры. И только после того, как все это выполнено в соответствии с принятыми правилами синтаксиса, вы сможете продолжить составление диаграммы. Однако к этому времени вы, наверное, уже забыли, что собирались делать дальше. Более того, общее представление о содержании и структуре задачи, которое казалось таким ясным, когда вы только протянули руку к мыши, теперь стерлось из вашей ментальной карты благодаря отвлекающим деталям CASE-инструмента.

Все проектирование основано на компромиссах. Исследование, проведенное более тридцати лет назад, показало, что эффективные инженеры-про-ектировщики обычно сравнивают два или более альтернативных подхода к каждой существенной задаче. В разработке программного обеспечения эта стратегия может применяться так же успешно, как и в сферах деятельности с более богатой историей. (Моя диссертация в Массачусетском технологическом институте была как раз посвящена этому вопросу.) Сравнение альтернативных подходов может происходить быстро и главным образом в уме, или же оно может включать в себя составление сложных описаний и моделирование каждого варианта с тщательным анализом и оценкой всех результатов. В итоге может появиться ясная выигрышная стратегия, но иногда предпочтение отдается творческому синтезу на основе более чем одной альтернативы или компромиссу. Важнейшей частью процесса является взвешивание альтернативных вариантов с помощью прямого сопоставления двух схем или интерпретаций. Большинство современных CASE-инструментов не позволяют оставлять активными и доступными две версии одной системы, диаграммы или модели и уж точно не дают возможности их непосредственного сравнения.

Я видел несколько довольно хитрых способов, предназначенных для преодоления этого ограничения. В одной фирме у системного аналитика были в распоряжении две рабочие станции. На одной из них он вносил изменения и таким образом мог анализировать преимущества и недостатки сразу двух полных версий одной системы. Однако чаще всего альтернативный вариант содержится на бумаге, а другой — в хранилище CASE-инструмента.

Вот сцена, которую вы, возможно, видели или даже принимали в ней участие. Разработчик программного обеспечения, использующий CASE-инструмент, отдает команду распечатать или вывести на плоттер модель проектируемой системы, например схему потоков данных. Далее он бежит по коридору к серверу печати и получает результат. Затем он возвращается в офис, чтобы вывести другую модель той же системы, например ее структурную схему. После этого разработчик разрывается между моделью на экране и моделью на бумаге.

Даже так называемые «интегрированные» наборы CASE-инструментов обычно не дают возможности просто и быстро переходить от одной модели системы к другой. Такие переходы должны осуществляться одним нажатием клавиши. Еще лучше, если будет предусмотрена возможность наглядного сопоставления. Окна не очень подходят для этого. К тому времени, как вы откроете два окна в CASE-инструменте, работающем в оконном режиме или среде, на экране уже не останется места, чтобы хорошо рассмотреть что-либо. Или будет виден только небольшой кусочек каждой схемы, или на экране будут отображены маленькие, нечитаемые символы и текст. Вряд ли компьютер может помочь в разработке программного обеспечения!

Среди самых отъявленных преступников, нарушающих мыслительный процесс разработчиков программного обеспечения, есть некоторые из современных инструментов. К их числу относятся контекстно-зависимые программные редакторы, выполняющие синтаксическую проверку при вводе, или CASE-инструменты, которые поддерживают и навязывают определенную «методологию» разработки. Такая «методология» принуждает пользователя вводить только правильные схемы и описания, причем именно в том порядке, который был определен в «авторитетной» инструкции, написанной гуру в области методологии.

Когда компьютеры только начали применять для обработки текстов, системы проверки орфографии были отдельными программами — настолько медленными и неэффективными, что вы проверяли документ только в случаях крайней необходимости. Зачастую вы просто «забывали» это делать. Однако и компьютеры, и методы поиска стали быстрее. Системы проверки орфографии были интегрированы в текстовые редакторы. Довольно скоро один программист, у которого было свободное время, придумал орфографическую проверку «на лету», выполняемую непосредственно при вводе слов. Как-никак, во время ввода текста процессор большую часть времени все равно ничем не занят, а просмотр слов может вестись побуквенно между нажатиями клавиш. Хорошая идея, правда? Нет, неправда!

Если вы когда-нибудь пользовались текстовым редактором или электронной печатной машинкой, снабженной системой проверки орфографии в реальном времени, вы сами знаете, почему. Этот вредный гном постоянно встревает, чтобы сказать вам, что, возможно, вы сделали ошибку. При этом он подпрыгивает, словно резвящийся щенок, или пищит, как сканер штрих-кода в магазинной кассе. Даже если он прав, а вы не правы, вас это не волнует. Вы хотите просто записать свои мысли, и чтобы при этом вас не прерывал никакой сумасшедший умник, знающий орфографию.

Одно из правил простого, но мощного метода «мозгового штурма» заключается в том, что никто не может критиковать или комментировать какую-либо идею до тех пор, пока весь процесс не закончен и все идеи не изложены. Отделение творческого процесса от процесса оценки позволяет улучшить процесс решения задач.

CASE-инструмент, который соответствует способу мышления человека, не выступает в роли критика, пока вы создаете что-либо. По существу, такой инструмент позволят нарисовать и описать все виды элементов, которые «неправильны», поскольку эти «отступления от правил» часто имеют решающее значение для нахождения удачных решений. Такой инструмент позволит вам отклониться от предписываемого порядка введения элементов, так как «методологии», описанные в книгах, не обязательно являются последним словом в разработке программного обеспечения. (На самом деле многие методологии являются неверными с точки зрения решения проблем человеком, но это уже другая тема.)

Следует ли нам оставить надежды и поставить CASE-инструменты на полку? Нет, надежда все же остается. Современные CASE-инструменты — это примитивные предшественники тех инструментов, которые нам действительно нужны. Они еще появятся.

Все это немного напоминает первые программы обработки текстов, такие как Electric Pencil или первые версии WordStar. Согласно сегодняшним стандартам функциональности и удобства, они не выдерживают критики. Пользователю приходилось ждать минуты, чтобы перейти с одного конца документа на другой. Для выполнения элементарных действий требовались непонятные и сложные нажатия клавиш, а средства форматирования были ограниченными. Однако применять эти редакторы было намного'удобнее, чем писать от руки или печатать на машинке, а потом перепечатывать и перепечатывать.

Впрочем, кто-нибудь из тех, кто создает CASE-инструменты, возможно, прислушается к сказанному.

Из журнала Computer Language Magazine, том 9, № 1, январь 1992 г.