Этюды для программистов

Предисловие

Программирование — это ремесло, и каждый программист должен достичь нужного профессионального уровня. Надо сказать, что программированием, как правило, занимаются кустарно, в небольших организациях, где имеются лишь примитивные инструменты, многое делается вручную, необходимые сведения в лучшем случае черпаются у более опытных мастеров, а бывает, что получить их и вовсе неоткуда. Подобно тому как в средние века образовывались гильдии ремесленников — отчасти для обучения молодых работников, отчасти для повышения профессионального уровня, — так и в наши дни созданы многочисленные учебные заведения для подготовки программистов, и все меньшее и меньшее их число обучается (или убеждается в своей профессиональной непригодности) на собственных синяках и шишках. Однако выяснилось, что для подготовки мастеров высокого класса усилий одних лишь преподавателей недостаточно. В этом отношении ученичество в гильдиях обладало неоспоримыми преимуществами.

Классическое обучение ремеслу состояло в том, что ученик в течение многих лет выполнял простейшие вспомогательные операции, перенимая основные приемы у более опытных работников. Постепенно на него возлагались все более серьезные обязанности, и после формальной проверки навыков он получал официальное подтверждение своей профессиональной компетентности. Теперь это был ремесленник, способный выполнять любые работы по своей специальности. Он покидал мастерскую, где учился, и в поисках заказов бродил по свету. А в один прекрасный день, если музы были к нему благосклонны, представлял на суд гильдии свой шедевр и поднимался на высшую ступень профессиональной иерархии, становясь мастером гильдии. Творения этих мастеров, даже самого утилитарного назначения, воспринимаются часто как величайшие проявления человеческого гения.

В наши дни начинающему программисту уже не нужно семь лет[1] вытряхивать отходы от пробивки перфокарт, скапливающиеся в перфорирующих устройствах — необходимые технические знания ему проще получить, посещая лекции и изучая литературу. Теперь нет никакой надобности, заглядывая через плечо опытного программиста, изо дня в день наблюдать за его работой. А вот на то, чтобы набить руку на выполнении реальных программистских задач, усвоить и закрепить основные методы и принципы работы, просто для практики, наконец, действительно нужно время. Ясно, что, прочитав несколько книг по столярному делу, нельзя сразу взять и произвести на свет что-нибудь изящное в стиле Чиппендейла[2]. Так почему же человек, прочитавший одно-два руководства по программированию, вдруг сразу начнет писать стройные, грамотные программы?

В учебных заведениях, готовящих программистов, — в колледжах, профессиональных школах, на курсах повышения квалификации— процесс обучения сопровождается выполнением лабораторных, курсовых работ по программированию, дипломных проектов по обычным курсам. Преподавателям, ведущим такие занятия, необходимо иметь набор задач для своих учеников. Для удовлетворения этой потребности и предназначаются наши этюды. Каждый этюд — самостоятельная задача со своей информационной основой, формулировкой и предполагаемым методом решения. Большинство из них допускает вариации, так что преподаватель может привязать задачу к конкретным условиям.

Разнообразие предлагаемых композиций весьма велико. Некоторые этюды требуют прежде всего интеллектуальных усилий (гл. 9), у других основная трудность заключена в реализации (гл. 12); есть совсем короткие этюды (гл. 16) и, напротив, очень длинные (гл. 6); в некоторых используются широко известные методы реализации (гл. 5), в других же (гл. 2) методы реализации можно непрерывно совершенствовать. Главы 25–28 образуют связный цикл, который можно включить в курсы по языкам программирования и системам. Для выполнения этих этюдов нужно подобрать группы студентов, обладающих необходимыми знаниями по системному программированию (как правило, раньше студенты и не подозревали, что работа в группе программистов — совсем не то же самое, что работа в одиночку). Главы 5, 6, 13, 17, 19 и 25 могут дать хороший материал для курса по моделированию на ЭВМ, а гл. 6, 11, 14, 19, 20 связаны с задачами искусственного интеллекта. Разумеется, широко представлены также традиционные задачи по информатике.

Студенты, выполняющие лабораторный практикум, смогут оценить четкие формулировки задач. (Сколько несчастных поклялось никогда в жизни и близко к машине не подходить после отчаянных попыток разобрать неряшливые формулировки, нечетко отпечатанные на ротапринте.) Те же студенты, которые могли сами выбирать задачи (как в курсе, послужившем основой этой книги), оценят разнообразие предоставляемого им здесь выбора — ни одному преподавателю не хватило бы энергии подготовить столько задач. Разумеется, наш сборник, равного которому по объему еще не было, окажется полезным тем, кто повышает свою квалификацию самостоятельно. Отдельные этюды могут послужить источником методов программирования для лиц, уже окончивших учебные заведения.

Как и всегда в подобных случаях, книга не могла быть написана без помощи многих и многих людей. Джордж Майкл впервые выдвинул идею обучения на задачах (которая теперь нашла признание во многих других учебных заведениях). Студенты нескольких групп охотно испытывали задачи, предлагая исправления и даже новые темы. Хэнк Молл написал программу форматирования текстов, при помощи которой была подготовлена рукопись книги, и всегда был готов по мере надобности вносить в свою программу изменения. Рукопись с включенными в нее иллюстрациями была напечатана изящными шрифтами благодаря программе Джона Битти. Обе эти программы позволили лучше представить себе окончательный внешний вид книги, что очень помогло автору при ее создании. Многие мои друзья читали, обсуждали и критиковали книгу и ободряли автора. Наконец, перфораторщицы Ливерморской лаборатории не только никогда не жаловались на плохой почерк, а всегда быстро возвращали готовые колоды карт, да еще с исправленными орфографическими ошибками. Не будь всех этих помощников — не было бы и книги; лишь благодаря их участию она увидела свет.

Чарлз Уэзерелл