Журнал "Компьютерра" №711

Органичное строительство

Автор: Виктор Шепелев

С тех самых пор, как программирование оформилось в отдельную деятельность и профессию, представители этой профессии и просто посторонние философы все стремятся рассудить, какова ее природа. Они стремятся найти одну, понятную и всеобъемлющую метафору, из которой бы естественным образом проистекал и процесс организации, и необходимые инструменты, и способ подготовки профессионалов.

Об отсутствии ответа на вопрос "что есть программирование" свидетельствует хотя бы и количество статей с заголовками вроде "Programming is like A", "Programming isn’t like A, programming is B", "Software developer is C", чуть не ежедневно вызывающих горячие дискуссии в техно-блогах.

Самая старая, очевидная и по сию пору соблазнительная метафора - программирование как аналог любой другой инженерной деятельности, строительства дорог, домов и мостов. "Дырки" в этой метафоре слишком давно известны, чтобы на них подробно останавливаться: все компоненты "моста"-программы суть плод интеллектуальной деятельности, а не объекты физического мира, что подразумевает возможность пере- и доделки виртуального "моста" в любой момент его жизни; сочленение его с другими, существенно разнородными сущностями; повторное использование компонентов - в общем, такие способы действия, которые "настоящего" инженера привели бы к быстрому и надежному помешательству. Тем не менее, эта рабочая модель, мало общего имеющая с действительным положением вещей, и по сию пору привлекается в дискуссиях достаточно часто.

Как только стало очевидным несовершенство "строительной" метафоры, стали появляться ее замены-развития, суть которых, в основном, сводится к аналогиям между деятельностью разработчика и инженера-проектировщика: как бы весь цикл написания программы есть проектирование, а процесс "производства" сведен лишь к фазе компиляции (наиболее полно этот подход отражен в статье Дж. Ривза "Как проектировать ПО?", ее можно найти в "КТ"#589, и там же - критика этого подхода Д. Завалишиным с позиций реакционной метафоры "строительства"). Однако и эта метафора почти столь же дырява, как и предыдущая: она игнорирует тот факт, что почти любой минимально законченный кусочек работы программиста может быть запущен, отлажен, переписан; а логический скачок, называющий компиляцию "стадией производства", заставляет странно выглядеть переработку-рефакторинг (оставаясь в рамках метафоры, получается нечто вроде "спроектировали машину абы как, произвели, запустили, не едет, чуть подправили проект - произвели, запустили, едет, но не туда..." - очевидно, что метафора не очень-то хороша).

Как бы то ни было, почти любая попытка определить деятельность разработчиков ПО приводит к тому или иному компромиссу между производством (production) и творчеством (creation) [На научные же методы, как основу процесса разработки, мало надежды осталось со времен краха автоматизированных средств написания и верификации программ]. Соответственным образом выглядит и большинство современных средств разработки: как среда для созидания с множеством возможностей анализа структуры и процесса, а также использования "типовых решений".

Но попробуем взглянуть пристальнее на процесс и его результат - на то, что происходит в реальности, а не должно бы происходить в некоем "идеальном процессе разработки". Разработчики (один, десяток или тысяча) могут действовать в соответствии с простой метафорой или 1000-страничным "описанием архитектуры", но в любом случае проект движется от небольших "атомов" (или "клеток"), от отдельных строк кода, к модулям, подсистемам и целому. В процессе этого движения атомы-клетки многократно изменяются под влиянием тестирования, изменений в требованиях к проекту и в команде разработчиков, эффектов, возникающих от сочетания с другими частями. Изменения этих (и множества других условий) приводят к образованию и изменению сложных структур, модулей и подсистем: структуры эти обладают своей логикой и стройностью, но эта логика практически не может быть в точности спланирована заранее. На уровне отдельных функций и объектов программист - царь и бог; на уровне общей цели проекта царь и бог - системный архитектор; но вот сочетание отдельных мельчайших частей в более крупные сущности, направление и скорость роста этих сущностей - все это происходит как бы "само по себе".

Не вызывает ли такое описание аналогий с органической системой, ее моделью жизни и развития? Возможно, это и есть такая метафора, сполна описывающая процесс разработки нетривиальных программных систем; она представляется вполне полезной "ментальной моделью".

Следует заметить, что взгляд на программный проект как на форму органической жизни, конечно же, не нов (хотя и не слишком распространен). Другое дело, что большинство апологетов "органической метафоры" смотрят на нее, как на нечто, требующее создания новых, особенных языков, технических средств или методологий (например, см. [1], [2], [3]). В явном виде мысль "мы все работаем именно так, достаточно просто это осознать сполна" выражена, пожалуй, только в работе [4]; а ведь ценность объемлющей метафоры - именно в "сдвиге точки зрения", а не в разработке новых инструментов и средств (по крайней мере - не в первую очередь).

Впрочем, чтобы нетривиальный подход к известной проблеме стал общим местом, апологетам этого подхода нужно "очень громко кричать": поддержка авторитетов, книги в уважаемых издательствах - вот что выводит идею в мейнстрим, вовсе не сам факт высказывания идеи. А пока - "мейнстримный" спор о метафоре болтается между "строительством домов" и "проектированием домов" (с редкими уклонами в "написание стихов").

1. Исключение - это правило.

2. Наш мир богат и сложен, а не стуктурирован и прост.

3. Программы должны соответствовать нестандартным, меняющимся проблемам, а не стандартным, статичным паттернам.

4. Программная система - органическое создание, а не набор математических алгоритмов.

5. Программные компоненты - составная часть нашего сложного мира, а не описательные мета-сущности.

6. Разработка программ эволюционирует от малого к большому, а не от конкретного к абстрактному.

Автор считает пункты 1-3 общим местом, а пункты 4-6 - своим нововведением.

O. Imbusch, F. Lanhammer, G. von Walter, "Ercatons and Organic Programming"

O. Imbusch, F. Lanhammer, G. von Walter, "Ercatons and Organic Programming" (

www.oopsla.org/2005/ShowEvent.do?id=60,

www.organic-computing.org,

web.archive.org/web/20050412193622,

www.carc.aist.go.jp/gaea)

Cees de Groot, "Towards Organic Software"