网上有关兜来玩麻将开挂教程方法(详细开挂教程)
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什么是编程思维?
思考问题的方式,方向,解决问题的方法,也就是说应该从哪里入手,从哪里着手去解决问题。
每个人都是从零基础开始接触编程的,很多技术大牛总结了很多经验、解决问题的方式。而现在作为一个编程初学者,我们不需要重新造轮子。我们只需要跟随前辈们脚步,避免重复去走他们已经走过的弯路,也可以说我们现在做的一切都是站在巨人的肩膀来进行的。学习前辈们的经验和解决问题的方式,然后结合自身来解决自己的问题,最终融会贯通为自己所用。
编程思维是培养出来的建议大家,解决问题的时候,首先要把问题分解。大化小,很多小问题已经有了非常成熟的解决方案,搜索引擎可以解决大部分问题,我们直接拿来用就可以了,并且记住这种解决问题的方案。而剩下解决不了的小问题,我们在进行针对性解决,每一个小问题解决后,一整块大问题就随之解决。
编程思维的训练就是要学习成熟的解决问题的方法:比如if
语句用来做分支判断,循环用来解决反复运算的问题。穷举法、递推、递归、排序、回溯等等(如果需要当专业程序员,需要学习数据结构和算法,设计模式等等,需要学的东西很多很多。但首先要解决的一个问题是自己能写代码解决一般问题。)
训练函数抽象,类抽象解决问题。如对有序数组,查找特定数值,没有经过训练,初学者,直接用循环遍历。如果经过二分法算法的训练,下次碰到这样的问题,就用二分法求解。
做习题,要像开发项目的流程一样(需求->需求分析->设计->编码->测试->交付等)
拿到一个习题,还没有进行分析,就马上敲代码,这个学习方式,是不好的学习方式。
首先分析题目再设计,用哪种数据类型(数据结构)来组织或保存数据,用何种算法来计算效率最高,用面向过程,还是面向对象的编程范式,还是用函数式编程等等。设计后,再编写代码,最后写测试。
如果大家对于学习编程有任何疑问,可以随时咨询我,这是我的V:Zhanlaoshi71 从事IT行业16年,精通八种语言,多跟专业的人交流学习。
如何才能逐渐养成良好的编程思维思路只有先经过训练常见的算法,分解问题,会做需求分析,慢慢训练,才会养成自己的思路。没有人一出生会编程,只有经过训练,才会学会编程。很多牛逼程序员用vim,敲的啪啪响,一会儿一屏幕代码,为啥那么熟练使用vim,习惯成自然。当你训练多了以后,学会一定的套路(解决问题的方法),养成独立思考的习惯,假以时日,自然就有思路了。
养成独立思考的习惯,养成切分问题,养成大问题化解小问题,养成套用学过的算法,才会有思路。简单的判断、循环都不会写,就想玩django,何来的思路?
万丈高楼从地起,希望大家脚踏实地实地的从基础训练起,先达到独立写代码解决一般的问题,再谈项目。见过盲目上号称牛逼项目的培训班出来的程序员,
没有学会独立写代码解决一般的问题的能力,开发项目时如狗咬刺猬无从下手。
请问哪里可以找到讲说详细的关于计算机图形学的算法的视频?
1、 程序员意味着要编程序。(如果你仅仅想得到一份高薪水的工作,喝喝咖啡就等老板发薪水,我奉劝你还是另找一份更合适的工作,譬如练摊,真的,兄弟,这份工作不适合你)
2、你是学文的还是学理的,编程序也许需要浪漫,但更需要逻辑和严谨。(说坦白点就是,在你没有找到乐趣以前,它很枯燥)
3、你有对新技术追求的热情吗?你有刨根问底的探索精神吗?(热情绝对是最重要的!你仔细思考一下自己的性格适合当程序员吗?)
4、当程序员决不是什么好差事,时刻需要学习,需要思考。(直到你成为那个可以引导别人去学习和思考的人,你才可以偷偷的嘿嘿笑,又一群傻蛋)
5、程序员的未来很迷茫。(但我认为关键看你自己!我希望你是一个有追求的人,不仅仅是混碗饭吃。因为真正的乐趣在于创造;如果你能改变软件业的历史,那才是英雄;不想成为Bill Gates,不想成为Dennis Ritchie和 Bjarne Stroustrup,我会说你没有追求。有个关于程序员未来的笑话,也许你还没听过,你该听一听,摘抄如下:
一个程序员对自己的未来很迷茫,于是去问上帝。
“万能的上帝呀,请你告诉我,我的未来会怎样?”
上帝说“我的孩子,你去问Lippman,他现在领导的程序员的队伍可能是地球上最大的”
于是他去问Lippman。
Lippman说“程序员的未来就是驾驭程序员”
这个程序员对这个未来不满意,于是他又去问上帝。
“万能的上帝呀,请你告诉我,我的未来会怎样?”
上帝说“我的孩子,你去问Gates,他现在所拥有的财产可能是地球上最多的”
于是他去问Gates。
Gates说“程序员的未来就是榨取程序员”
这个程序员对这个未来不满意,于是他又去问上帝。
“万能的上帝呀,请你告诉我,我的未来会怎样?”
上帝说“我的孩子,你去问侯捷,他写的计算机书的读者可能是地球上最多的”
于是他去问侯捷。
侯捷说“程序员的未来就是诱惑程序员”
这个程序员对这个未来不满意,于是他又去问上帝。
“万能的上帝呀,请你告诉我,我的未来会怎样?”
上帝摇摇头“唉,我的孩子,你还是别当程序员了”)
6、当程序员还是很有乐趣的。(当你学到新知识时,当你有新的思想见解时,当你有新的产品问世时,和知己探讨你的成果时…我问你,觉得这些是乐趣吗?)
7、当程序员不易也不难。(世间事有难易乎?为之…;不为…。你有决心和信心吗?)
8、你真的要当程序员?是你自己的想法?
9、你舍得花钱买书吗?(读好书绝对是学习编程的最佳捷径。你一定会说,现在电脑书籍真他XX的贵,没法子,谁让知识和技术在人家的脑袋,在人家的书里呢;等你写书时可以把价格定低一点,记着还有好多没钱但想买书的兄弟很困难呀。要舍得买书,买好书,不好的的书不如不读,其害大于其益,关于买什么书,你可以问高手或看候捷的书评;准备一个小本子记录你想买的书的名字,逛书店时看看,如果好就买下,记住要读,别光买不看。) 10、我告诉你,程序就是:任何有目的的、预想好的动作序列,它是一种软件。
11、编程序就是编写程序。
12、你想好了吗?(如果你想好了还是决定要当程序员,可以继续往下读;否则,你可以继续寻找别的出路了。)
(三) 一个程序员应该具备的基础知识和概念
1、计算机是有什么组成的,CPU是什么东西,其工作原理是什么。(对于这些以及下面将要提到的概念我不会告诉你什么答案,你可以看相应的教材,关于教材我会在下一部分详述,记住理解最重要!)
2、机器语言和微指令集的概念。
3、程序的概念。
4、汇编语言是低级语言但不是机器语言。
5、高级语言主要有那些?(C,C++,Basic,Pascal,Fortran,C#,Java等等;如果你是中国软件业的英雄,你也写一门语言,最好不用英语) 6、编译程序和解释程序的概念和其原理。(编译器是高手和专家编写的)
7、HTML、XML等是标识性语言。
8、Prolog是人工智能语言。
9、操作系统OS的概念和原理。(Windows98,Windows2000,Windows NT,UNIX,Linux,等等都是OS,还有一些实时OS,嵌入OS,编这些的绝对是高手)
10、Windows编程说白了就是Windows API的调用。(中国的程序员很多只是会编windows程序,用的是VB,我的建议是这些程序员顶多只是低级编码员,我称其是coder)
11、VC++、VB、BC、BCB、Delphi、VF等都只是编程的工具和环境,不是编程语言。
12、面向结构的设计概念。
13、面向对象的概念。(好好理解,兄弟,这个东西还是很重要的)
14、软件工程的概念和原理。(如果你想当老总就需要好好研究了,系统分析员比编码员要高一个等级,薪水也高哟)
15、数据库的概念。(要熟悉一些著名的数据库系统和语言的名字,如Orcle,SQL,DB2,DyBase等)
16、了解网络概念。
17、了解多媒体概念。
18、熟悉和掌握数据结构和基本算法。
19、是不是要求太高了,别着急慢慢来,进步在不知不觉之中。(一旦开始学习,一个月以后你就会有一个基本的概念;两个月以后你就会感觉自己有了全面的基础知识;当你知道编程序是怎么回事时,说明你已经入门了。也有很多人编了很多年程序还没有入门呢,你不会希望自己步其后尘吧。要有信心和耐心。沉不住气怎么能成大事?!)
(四) 教材推荐
――-推荐的教材主要还是针对概念来的,最好选用名校的教学用书。
1、《计算机组成原理》(熟悉)
2、《数据结构》(掌握)
3、《操作系统》(了解->熟悉)
4、《The C language》(掌握)
5、《编译原理》(了解原理)
6、《汇编语言》(了解)
7、《计算机网络》(了解)
8、《软件工程》(了解)
9、《关系数据库》(熟悉)
10、《The C++Languege 》(掌握)
11、《面向对象设计》(掌握;结合C++学习)
(五)一些经验和体会
1、真正的程序员用C++;(一位专家说的)
2、动手去编程序;
3、动脑去思考;
4、要有良好的编程风格;
5、读书,读好书,尽量读原版书!(我反复强调这一点,读书要有选择,坚持读好书,名家出的经典书,不要浪费实践在一些粗制滥造的书上面;坚持博览群书)
6、有自己的学习计划;
7、总结自己的经验教训;(准备一个笔记本,记录错误和心得)
8、不要怕学新东西;
9、要有软件工程的思想;
10、善于发现问题,然后去寻找答案;
11、向高手请教;(要虚心直到你成为高手)
12、和同行交流;(不善于交流肯定不行)
13、懂得软件的实质,不要被千变万化的表象所迷惑;
14、真正要学习用的是编程语言和方法,不是什么库,什么类,什么工具;(学用那些什么库都比较简单,但光会这些库,我觉得还远远不够)
15、学习wiodows编程主要是学习windows OS和win32 API;
16、有空了解一下嵌入式开发;
17、有空了解一下PDA软件开发;
18、了解一下.NET框架和C#语言,也许它是你新的衣食父母;
19、要有耐心,不要作浮躁的人; 20、对程序加注释,并保留你的老程序;
21、学到的东西越多,了解的越多,你就越接近专家;
22、有空去逛逛CSDN,那里有你很多知己;
23、要有信心成为一个优秀的程序;
(六)一些好书的推荐
1、《The C Programming language》 (Keinighan & Dennis Ritchie 1988)
2、《The C++ Programming Languague》(Bjarne Stroustrup 1997)
3、《Inside The C++ Object Model》 (lippmans)
4、《Effective C++》 (同上)
5、《More Effective C++》 (同上)
6、《Exceptional c++》
7、《C++面向对象高效编程》
8、《设计模式》
9、《Thinking In C++》
10、《The Standard C++ Bible》(一般推荐)
11、《The Art of Computer Programming 》
12、《Programming Windows》 (Charles Petzold)
13、《VC++5.0技术内幕》
14、《MFC 深入浅出》
15、《软件需求》
16、《Advanced Windows》
17、《C++ primer》
18、《win32程序员参考手册》
19、《用TCP/IP进行网际互连》
20、《COM 本质论》
(七)学习计划
――-这个学习计划是我个人定的,也共享给大家参考一下,共同进步吧。 1、《计算机组成原理》
2、《操作系统》
3、《数据结构》
4、《汇编语言》
5、《 C 》
6、《 C++ 》
7、《VC 技术内幕》
8、《Programming Windows》
9、《深入浅出MFC》
10、《Advanced Windows》
11、《Inside The C++ Object Model》
12、《Thinking in C++》
13、《Effective C++》
14、数据库
15、网络
16、嵌入式OS和编程
17、硬件单片机
18、.NET和C#
19、软件工程
20、UNIX和Linux
什么是软件设计?
编程之禅
前言
《编程之道》的出版在程序设计业内得到了普遍的接受,出版社邀请我翻译一些与之相
关的文章,以作为那部著名的经典之作的补充。虽然,我申明我的能力难以
胜任,但我最终还是被说服试一试。
本书是许多个月来研究和翻译的结果,它试图通过对那些传统著作的摘录,来馐一个复杂的主题。我不怀疑,将会有许多计算机考古专家对我的摘录标准提出意见
。他们地问,“他为什么不把《UNIX程序员、大象和妓女》的寓言包括进来?”“他竟敢忽视历史悠久的故事《图灵集市历险记》!”对于这些批评,我只能说,>
我已经尽了我最大的努力来选择有代表性的内容。
为了确定文中各个章节的年代,我利用了朝代系统。对于那些不熟悉这套划分年代的方法的人来说,可以按四个朝代(或者说“四代”)来划分。
第一个朝代,即所谓的“黄金时代”,要追溯到由玻璃管构建计算机的日子;许多现代的学者断言,这个年代具有神话色彩。第二个朝代开始于晶体管的发明,而
结束于集成电路的再现。
现代计算机的历史,开始于第三个朝代,它由主机和控制主机的军机大臣所统治。第四个朝代开始于对“集成教”的镇压,“集成教”对业已建立的秩序的反抗,
被狂热的“蓝色兵团”残酷地摧毁了。具有讽刺意义的是,正是这次镇压,导致编程之禅扩散到了外部世界。
除了组成该书主体的古老的素材以外,我还有幸得到了Babbage博士和Yu博士的帮助,他们分别为该书撰写了引言和序。我希望他们对该书的贡献能够或多或少地>
弥补我作为编者的不才。
Geoffrey James
1988年1月于洛杉矶
目录
前言
序
引言
第一篇 木
第二篇 火
第三篇 土
第四篇 金
第五篇 水
根据古老的“五行学说”,本书由五部分:
木 火 土 金 水
大师:忍者 行者 隐者 大力神 阿幸
媒体:编年史 民间故事说教 公案 俳句
硬件:键盘 显示器 CPU 打印机 磁盘
方向:东 南 中 西 北
软件:编辑程序格式化程序调试程序解释程序编译程序
感觉:触觉 视觉 嗅觉 听觉 味觉
阶段:界面 设计 编码 排错 测试
动物:龙 凤凰 牛 兔 蛇
系统:VMS CP-6 OS/VS MS-DOS Unix
这套分类系统包罗万象,要想在该书的篇幅内把它阐释清楚是不大可能的。然而,在沉思
于这些千变万化的对应关系之后,您或许会发现其中那令人惊异的洞察力
序
毫无疑问,古老的编程艺术在西文人的脑海里通常会被误解,现代的观点则认为这是一
种工程学、机械论和唯物论。
许多人认为,编程仅是为了达到一个目的而使用的一种手段,而且,一个程序(及 程
序员)只能依据其赚钱的能力来评价。
这些原始的错觉,来自于对编程的真正意图的一种很深的误解。
高超的程序员并非致力于表面的成功,而是在人机之间寻找一种神秘的存在。
根据禅的解释,在硬件、软件、固件、界面和理解之间没有分界--相反,所有这些都
结合进了一个和谐的整体。
只有当程序员最终学会了将那种“自我自我的存在”的虚假感觉抛在一边,此种境界才
可能达到,而那种“自我的存在”的感觉往往伴随在我们大多数人的生活之中。
这是计算机所带来的--禅师程序员的行为方式。
有人说,掌握了禅机的程序员也就掌握了生命。这样的程序员是以一种永不疲倦的童稚
的欢乐来看待这个世界的。
觉悟了的程序员,走在大街上也能感觉到两旁房子和大楼里面的电脑。
觉悟了的程序员,能够感觉和听到调制过的数据穿过电脑线时那种电流脉冲的持续不断
的嗡嗡声。
觉悟了的程序员已经与宇宙合为一体。
我以前的学生Geoffrey能够完成这样一个工作,将失落的编程之禅的经典著作再现于
世,作为一名教师,我感到由衷的满足。
真心希望,这本书能够重新确立禅在完善的程序员教育中的重要地位。
C.P.Yu博士莲花大学超越机器学院
西藏拉萨
引言
当James先生要求我给他的这本书写一篇引言的时侯,除了讲述一下关于我自己在程序
维护这个神秘的领域中的个人经历,我实在想不到更好的办法了。程序的维护是程序设
计艺术中很少被人理解的领域。
有的读者肯定会坚持说,在禅的深奥教义和程序维护的卑微技艺之间,并没有什么共同
点。但正如一位大师所言:“方法和途径(也就是道)存在于所有的程序之中,甚至在
电子游戏里。”因此,长期被的程序维护艺术必定有其禅的方面,这点是确凿无疑的,
虽然那对于未经训练的头脑来说或许不会立刻显现出来。
我的故事开始于我从大学计算机科学专业毕业后的几个星期。我大学毕业后的目标是为
一家研究和开发机构工作,最好是编译程序或操作系统设计的部门。我最后终于找到一
家愿意盲雇佣我的机构,但条件是我必须在一段时间内,通过完成程序维护的工作来
“学会这套系统”。
我当然会对这个建议产生抵触心理。我花了五年的大学时间,竟然是为了浪费时间来解
决其他一些程序员的错误!然而,因为他们曾经答应日后让我干感兴趣的工作,于是我
便接受了,并在心中提醒自己,即使这份工作干不出名堂,我还能找到其他的工作。
当我第二个礼拜去报到的时侯,我被领着去与那个程序维护组的师父见面。人事部总管
带着我快步地穿过开发中心黑暗的走廊,最后她指着长长的大厅通道尽头处的一扇门说
:“他在那里面。”说完志身走了,好像有些心神不定。
我向门口走去,眼睛朝里面窥探,我看见一个男人正坐在终端前工作,但他背对着我,
所以我不知道他有多大年纪,长得什么样。我只有靠咳嗽一声来表明我的存在,这里,
那位大师甚至没有回头瞅一眼便说:“请坐”。
越过他的肩膀,我瞟见了那些难以理解的屏幕显示,随着他纤长的手指在键盘上飞舞,
它们一闪一闪地出现在他的终端上。最后,他满意地咕哝了一声,退出系统, 然后转
过身来面对着我。
我所看见的让我吃了一惊,因为他看上去不像那种应该是禅师的人,他的脸乏味,几乎
是丑陋的,他的头发如同一圈烦恼的光环。但人们首先注意的是他的眼睛,透过厚厚的
眼镜片射出淡淡的蓝光。
他从头到脚地打量了我一番,然后点点头,就好像确认一个个人观点,“你就是那个新
来的?”他酸酸地问。
“是的。”我回答。我假装充满激情,把我的经历和在大学的成绩向他作了快速的汇
报。
这位礼貌的听着,然后说:“那很好,但你以前做过程序的维护工作吗?”
我坦白地告诉他我没有做过。
师父长长地叹了口气,“那好,我们应该做我们做做的事。”他说。然后他从一个架子
上取下一本庞大的程序清单,随意地翻开它,并递给我。接着他问:“你怎样对付这个
?”
我眼睛盯着这本清单,那上面是汇编语言,还搀和着一些奇怪的宏语言。每隔十几行语
句,控制权便转移到某个神秘的子程序,而且,即使这个程序具有任何结构性,我也看
不出来。“这是什么程序、”我问。
师父把那本清单从我的膝盖上拿了过去,“这是《世代大师编码藏经》,”他说,“当
你学会了从迷魂阵中把错误的代码抓出来时,那就是你出师的时侯了。”然后 ,他合
上清单,把它放回到书架上。
我不久便意识到,程序的维护远比我想象的要难得多。我起初试图学会那本《编码藏
经》中所用的汇编语言,但令我烦恼的是,我发现那套汇编语言从未按规矩提供过说明
文档,现存的仅有一些笔记,是一位多年前就死去或离开公司的硬件开发者写的。
这本《编码藏经》不能给我什么帮助了。虽然其中偶尔有一些注释,但这些注释和这种
汇编语言一样模糊,除了一些涉及到有关原始硬件构造的使人干着急的资料以外,别无
它物。
当我向那位师父抱怨这一切的时侯,他礼貌地听着,并在我们两人沉默了许久之后,回
答我说:
“你正在试图理解某种不可能被你的理性思维所理解的东西,”他说,“这样所导致的
结果必然是失败。你必须先清空你的大脑,只有那时,你才能开始领悟《编码藏
经》。”
接着,师父开始慢慢地向我阐释那本《编码藏经》里复杂的逻辑。当我聆听他那温和的
声音时,我终于开始觉察到一点光芒的闪烁,这是隐藏在《编码藏经》中辉煌的和永恒
的灵光。“那些大师对‘良好的程序设计惯例与规则’一无所知,”师父说,他们努力
去理解普遍意义上的计算机思维的内部活动,他们还需要什么说明文档呢?那些程序是
极限的表达。
然而,即使我慢慢开始有所领会,我还是感觉到自己像一只在琥珀在挣扎的小飞虫。师
父所讲的与我曾学过的东西截然不同,我的理性思维很难接受。但师父总是耐心地一遍
遍解释说,我必须不靠理性思维去推理,而要用潜意识来领悟《编码藏经》的内涵。
经过数月的指点后,我感到很自信了,便想试试我的第一块修补程序。为了给师父一个
惊喜,我偷偷地工作。我写了一段能重新运行几行语句的补丁,把程序重新进行汇编,
并把新程序释放到生产系统中去。
第二天早上,我来晚了一会儿。让我感到奇怪的是,开发中心的主任和从事部总管 正
在师父的办公室里。当我走进大厅后,从事部总管看见了我就把门关上了。我听见了很
大的说话声,但听不清说什么。
等到那两位来访者离开后,我走进师父的办公室,“什么事?”我问。
“你的修补程序,昨天晚上六点整进入了生产系统。它现在已经被删除了。”
“那么?”
“你仍然可以继续工作。”师父说。
最后,我终于明白,所有用我的理性思维去理解《编码藏经》的努力都是徒劳的,这使
我很绝望。师父觉察到了我思想上的这个变化,他开始向我传授开机。他教给我冥想和
查错的技巧,他说这些技巧是从计算机时代之初,由技术支持部一代一代地传下来的。
我听着听着,开始意识到一个关于我以前的编程体验的特大事实。在大学里,我一起认
为程序员的工作主要是控制硬件和软件的活动,编程的最高艺术境界是,为了完成一项
任务或达到一个目标而成功地运用高超的编程技巧。但程序维护是不同于程序开发的。
要想维护一个程序,就要把程序看作是一棵渐渐成长的植物,拔苗助长是毫无益处的。
事实上,这样的行为更容易导致植物的死亡。一个程序必须被小心地滋养。程序员在对
程序进行改动之前,必须对每一个逻辑关系非常熟悉,必须对程序的意图有很深刻的理
解力。这种理解力不是在一夜之间就可以得来的,需要 长时间的积累。
好几个月以后,我终于能够给《编码藏经》成功地设计修补程序了,但设计之前要经过
长时间的冥想,还要把那本程序清单打开着支在我的桌子上。我还发现,如果我工作的
时侯点燃一支香,口中不停在重复师父教给我的口诀:“Null-So-Stix-Etx-Eot”
(ASCII码表中头五个字节NUL、SOH、STX、ETX、EOT的发音--译注),我更容易集中
注意力。师父说,那个口诀意味着宇宙的“五原”。
不久我发现我不再关心是否能为工作成绩而得到奖励了,在我自身和我所维护的程 序
之间也看不见任何分离了。我像一个一生都活在阴影里的人一样,开始理解编程之禅,
这是一种隐于程序员设计背后的难以言喻和难以形容的力量,就像投射影子的太阳一
样。
从那毫无意义的“自我的存在”中摆脱出来后,我开始发觉,那些伟大的编程语句过去
对我来说似乎模糊不清,只是因为我还没有彻悟,无法理解它们。我现在知道了为什么
过去的那些程序员从不为他们的程序提供文档,因为英语语言的描述本身更让人迷惑,
而非使人受到启发。
一天,我发现自己正在解决的一个问题涉及到《编码藏经》中最复杂的部分--错误分
析全程。我在对此一无所知的情况下,给出了一个修补程序,它能通过对硬件 中断区
的内容进行检查来测定错误的情况,使程序能继续正确执行。
那天下午,师父第一次走进了我的工作间,他把手放在我的肩膀上,眼睛朝下看着我,
“现在该是你出师的时侯了。”他说。
这些就是我第一次接触禅式程序设计的经历。虽然从那以后我被指派参加过很多项目设
计,但我从未忘记过我的第一位师父给我的教诲。
想象一下我的惊奇--当我在《编程之禅》中发现了如此之多的我师父非常喜爱的语言
时。我终于看到了那些隐于他那难忘的演说背后的古代传统。
James先生将那本经典的影响深远的著作重新发掘出来,我们大家都欠他一份人情。要
不是他的持之以恒,它可能会永远失传。在本书中,James先生收集了一大堆定期,如
异端的说教、民间故事和诗歌等,它们组成了具有传奇色彩的“集成教”的教义。正是
通过James先生这样的学者的努力,才使得深藏禅机的程序设计的光芒永世不灭地照耀
着后代的人们。
Charlie(Chuck)Babbage
第一篇 木
大师:忍者
媒体:编年史
硬件:键盘
方向:东
软件:编辑程序
感觉:触觉
阶段:界面
动物:龙
系统:VMS
木
作为MRVMS/IIIX禅学院的复兴者,编程大师忍者(这是后人给他起的绰号,他的真实姓
名无法核实--译注 )非常有名。有一些传说,说他从一名不起眼的程序员一跃成为某
家实力雄厚的程序设计机构的开发部主管。他在完成了一套先进的操作系统后,便悄然
消失了。据他说,这套系统既不需要硬件也不需要软件,同样能准确地发挥功能。他现
在的去处无人知晓,但听说,他时常以一位管理顾问的装束出现。
一
忍者最初来到那家开发中心工作的时侯,他被分配去支持操作系统。一天,一位经 理
走进了忍者的工作间。
"你为什么不工作?"经理问。
"系统瘫痪了。"忍者说。
"经理皱起了眉头。"我们付给你薪水,是要你保持系统的正常运行!"他大声说。
"系统没有瘫痪。"忍者说。
二
忍者大师如是说:
"如果你的应用程序不能正确地运行,不要去责怪操作系统。"
三
忍者大师参加一次电脑展示会。
许多公司都押运出了明亮的显示器和他们所能搜罗到的所有最新、最大的硬件,以及身
着泳装的金发模特儿。
忍者甚至一眼也未瞥那些展摊。相反,他只是打开一张折叠椅,静静地坐在角落里。不
时地有人从他身边经过,并问他一两个问题。他思考片刻,然后用简短的话作出回答。
人们盘着腿围坐在这位大师身旁--那些收集来的宣传册散落在一边--静静地等着他
开口说话。
四
忍者大师如是说:
“对于聪明的人,只要一个字;对于快马,只要轻轻一鞭;对于写得好的程序,只要单
独的一个命令。”
五
忍者大师参加一次董事会。当他开始解释有关那套软件的技术特性时,那些公司行政官
们,有的在座位上烦躁不安,有的盯着窗外,有的望着咖啡杯发呆。
于是,这位大师开始谈那套软件将会赚多少钱了,这时那些行政官们便纷纷竖起了 耳
朵,并开始在房间里欢蹦着,显然,他们被这悦耳的声音吸引住了。
六
一位公司行政官来看忍者,他发现这位大师正在玩电脑游戏。“这是什么意思?”行政
官询问道。
“我正在测试系统。”大师说。
行政官凑近屏幕定眼一看,果然如此。
七
一天,董事会成员集中在一起讨论业务善,他们召来忍者大师,让他作个报告。“你的
季度预测是怎样的?”他们问。
“没有季度预测。”忍者回答道。
“那么你今年的预算计划呢?”他们问。
“没有今年的预算计划。”忍者回答说。
然后他们问:“你能确认你是忍者大师吗?”
“没有忍者大师。”忍者大师回答着。
董事们被搞得糊涂了,只好暂停会议各自回家去了。
八
忍者大师如是说:
“设计一个千百万程序的操作系统很容易,要改变一个人的本性却困难得多。”
九
三名来自不同的电脑公司的行政官前去向忍者学习领导艺术的真谛。
忍者问第一位行政官,“你有你们公司现在的机构设置图吗?”
第一位行政官从口袋中掏出了一张纸,“我一直带着一张在身边。”他说着便把那张纸
递给了忍者。
忍者饶有兴趣地看着那张纸,“这看上去似乎已经在计算机上建立了模板。”他评 论
说。
“的确如此,”这位行政官骄傲地说,“我们已经把我们的机构设置图都计算机化了,
以便一接到通知就能立刻选择调用。”
忍者笑着,把那张纸递了回去,“我帮不了你什么。”他说。
第二位行政官接着问忍者领导艺术的真谛。
“你有你们公司现在的机构设置图吗?”忍者问。
第二位行政官摇摇着,“我们的机构设置在这几年都未变过,我几年前就记住了。”
忍者皱起了眉头,“我帮不了你什么。”了说。
第三位行政官还是问忍者领导艺术的真谛。
“你有你们公司现在的机构设置图吗?”忍者问。
第三位行政官耸了耸肩,“我们没有机构设置图,”他说,“每个人喜欢做什么就做什
么,喜欢什么时侯做就什么时侯做。”
忍者紧皱眉头,“我帮不了你什么。”他说。
三位行政官凑到一边耳语了一阵,转过身来对忍者说:“那么好吧,让我们看看你的机
构设置图。”
忍者领着他们来到一片开阔地上,那里孤零零地长着一棵树。“这就是我的机构设置
图。”忍者边说边把手搭在那表皮粗糙地树干上。
第二篇 火
大师:行者
媒体:民间故事
硬件:显示器
方向:南
软件:格式化程序
感觉:视觉
阶段:设计
动物:凤凰
系统:CP-6
火
编程大师行者收集了各种各样有关开发刺目的民间故事。最近的计算机考古研究显示,
下面的这些民间故事是以历史事实为基础的。虽然一部分夸张的成分可能会无意中被添
加进去,但其历史真相的核心内容依然存在。
一
当一位项目经理为他的软件项目配备人员时,他会在一天内雇佣三百名程序员。一位获
得计算机科学博士学位的学者前来求职,他被给予了一个薪水很高的职位。
一天,那位项目经理被解职了。“我认为,每个人都应清楚自己的职责和履行自己的职
责。”新来的项目经理在检阅他的程序员队伍时如此说道。听到这话,那位学者悄悄地
溜走了。
二
两位程序员正在急诊有关用户界面的问题。
“在‘使用起来简单轻松’方面,许多意义重大的革新正在进行当中,”第一位程序员
说,“不久以后,人们在使用电脑之前将不再需要阅读那些冗长乏味的用户手册了。程
序都将是不言自明的。”
第二位程序员想了一会儿,然后说:“上个星期我准备劈些木柴烧火,但我的斧子又旧
又钝。于是,我去五金店买了把新的。”
“这挺有趣儿,”第一位程序员说,“但这和用户界面有什么关系呢?”
“这把新斧子附带有一本长达八页的使用说明书。”他回答说。
三
一次有一位第三者问一名工程师、一名数学家、一名物理和一名程序员:“一只盒子有
几个面?”
工程师首先回答。“一只盒子有四个面。”他说。
“此话怎讲?”智者问。
“四个垂直的面就是我所说的面,它们被一顶一底连接在一起。”工程师回答。
“太荒唐了,”数学家评论道,“一只盒子有六个面。”
“此话怎讲?”智者问。
“盒子是一个立方体,因此有六个面。”,数学家回答。
“不对,”物理学家说,“一只盒子有十二个面。”
“此话怎讲?”智者问。
“严格说来,有六个外部的面和六个内部的面。”物理学家回答。
智者看着一声未吭的程序员。“你的意见呢?”智者问。
“一只盒子只有两个面。”程序员说。
听了这话,工程师、数学家和物理学家大笑起来。
“此话怎讲--一只盒子只有两个面?”笑声停住后智者问道。
“这是基于个人经验,”程序员说,“那‘里面’是安置电路板的地方,而‘外面’是
放显示器的地方。”
“正是如此。”智者说。
四
一位新上任的董事正在召开与程序员们的见面会。
在宴会进行当中,一位程序员背诵起了如下的演说--“我们一直都在期盼着你的到
来,您的前任根本没有您这种高贵的能力。现在你来了,我们会变得真正具有生产
力。”
这位新董事被奉承的喜形于色,“这演说词是你自己写的吗?”他问。
“这是我们开发中心的惯例,”那位程序员说,“无论哪位新董事到任的时侯,我们都
要发表那段演说,这是我所知道的唯一的一段演说词。”
五
一天,开发中心的一位程序员发现了一套可以生成迷宫图案的算法系统。他非常勤奋地
对这套算法进行了修改,这样可以让它在长长的打印纸带上生成一个不间断的迷宫。
不久,他制做了一个有几百万条分贫的迷宫,四十英尺长,七英尺宽。他把打印纸带挂
在了程序员办公室门口长长的过道上,不一会儿,所有编程人员都挤在了那个迷宫前,
试图解决这个庞大的难题。
开发中心的主任恰巧从旁边经过,他惊愕地盯着这场景,面色阴沉。但当他走进编程大
师的办公室想寻求帮助时,大师早已不在那儿了。
六
五名初学者哭着走进了大师的办公室,“呜,呜!听说我们的项目可能要被取消了。”
大师说:“所有事情照常继续,直到它们停止。”
听了这话,那些初学者便返回各自的工作中去了。
七
一天,开发中心接到消息,一位新主任将被任命来负责这里,他是位军机大臣,对电脑
知之甚少。
程序员们听到这条消息都非常吃惊,纷纷停止了编程,把许多时间都浪费在揣摩那即将
到来的不幸的日子。
看到这些,一位大师决定必须得做点什么。于是,他借来了一套装扮大猩猩的服装。
不久,那位大臣就职了,他把所有的经理召集到一间小会议室,随行而来的是几位总部
的公司行政官,据说,他们是来使开发中心“平稳过渡”的。
突然,那位大师穿着装扮大猩猩的服装破门而入。他蹦上会议桌,把文件踢得到处都
是,并对着那些行政官咆哮嗥叫,行政官们坐在那里只剩下目瞪口呆了。然后,他唰地
一下离开了会议室,正如他来时一样。
听到这件事,程序员们便都回到各自的工作岗位上去了。
<作者按>
作者曾经和几个人谈过,他们都亲眼目睹过此传说中描绘的事件。作者也曾听说,一年
之后,类似的挑衅行为在IBM的某部门中发生了。这第二起事件与第一起的不同之处在
于,程序员穿了一套运动服,站在门口大声地咳嗽。
八
一组程序员正在向董事长汇报。“今年最大的成果是什么?”董事长问。
那些程序员在一起商量了一会儿,然后回答说:“我们今年解决的bug(程序错误--
译注)比去年多百分之五十。”
董事长疑惑地看着他们,很显然,他不知道BUG是什么意思。他小声地与身边的大臣嘀
咕一阵后,转过身来对着程序员,气得满脸通红。“如此差劲的质量控制,你们应该问
心有愧。明年不允许有‘BUG’!他命令道。
可以肯定,第二年那些程序员向董事长汇报的时侯,有关BUG只字未提。
九
一位公司行政官来参观开发中心,他在长长地走廊里走着,就像一位检阅部队的将军一
样。他不时地偏上来和他遇到的人谈谈话。最后,他走进了一位程序员的办公室,这位
程序员正在聚精会神地为操作系统查错。
行政官环顾了一下办公室,注意到有尊猪的雕像摆在程序员的终端上。”我常常被程序
员收集的那些古玩和纪念品所深深吸引,”行政官说,“在它们背后似乎有一些非常有
趣的故事。比如说吧,那里的那个雕像是什么意思?”他指着那尊雕像。
程序员从终端前抬起头来,眨眨眼睛,然后盯着那尊雕像,就好像是头一回看到它似
的。“这是头猪呀!”他说。
第三篇 土
大师:隐者
媒体:说教
硬件:CPU
方向:中
软件:调试程序
感觉:嗅觉
阶段:编码
动物:牛
系统:OS/VS
土
以下语录的作者,编程大师隐者,在人们心目中的形象一直很模糊。他被COBOL语言标
准委员会的特务所暗杀,除此之外,人们对他知之甚少。
一
我听说过:
开始时似乎比较容易的事情,结尾时往往是最困难的。这就是为什么程序员说--“开
发前面的百分之九需要一半时间,而另一半时间则用来完成最后的百分之十。”
二
我听说过:
在人机界面中犯的最大错误是忽视计算机的权利。被迫与旧概念兼容的系统总是受到历
史的限制。计算机不应该模拟现实--它们应该超越现实。
三
我听说过:
一家计算机公司设计了一套强大的系统,这套系统超前于它所在的时代。因为担心这套
新设计可能会被复制,他们对硬件的结构设计保密,并为操作系统申请了专利。
十年以后,一位初学者向编程大师问起那个放在数据中心后面的又脏又旧的木箱子。
四
我听说过:
不要让政治原因影响技术方面的决定;也不要根据科技论文来做出政治决定。只有在无
知者的头脑中,这些东西才会混到一直。
五
我听说过:
项目计划和公布的时间表,本身毫无意义。那些日期和项目进展的里程碑本质上不意味
着什么。然而有一个秘密的时间表,它被所有工作于一个项目的人所理解。这个秘密的
时间表从未被外界的关注所愚弄,也从未被操纵以迎合市场的方案。这个秘密的时间表
总是被遵守,因为它反映了所有开发部成员之间的相互理解。当项目反映了这个现实
时,程序会如期完成;当项目计划与此现实相矛盾时,程序会被延误。
六
我听说过:
有三种情况肯定会导致程序设计项目的失败。第一种情况是,主管此项目的经理对软件
一无所知;第二种情况是,对程序代码负责的项目带头人对编写代码毫无兴趣 ;第三
种情况是,编写代码的程序员是临时雇佣的,对项目缺乏忠诚。这三种情况中的
面向对象技术,特别是C++,似乎给软件界带来了不小的震动。出现了大量的论文和书籍去描述如何应用这项新技术。总的来说,那些关于面向对象技术是否只是一个骗局的问题已经被那些关于如何付出最小的努力即可获得收益的问题所替代。面向对象技术出现已经有一段时间了,但是这种爆炸式的流行却似乎有点不寻常。人们为何会突然关注它呢?对于这个问题,人们给出了各种各样的解释。事实上,很可能就没有单一的原因。也许,把多种因素的结合起来才能最终取得突破,并且这项工作正在进展之中。尽管如此,在软件革命的这个最新阶段中,C++本身看起来似乎成为了一个主要因素。同样,对于这个问题,很可能也存在很多种理由,不过我想从一个稍微不同的视角给出一个答案:C++之所以变得流行,是因为它使软件设计变得更容易的同时,也使编程变得更容易。
虽然这个解释好像有点奇特,但是它却是深思熟虑的结果。在这篇论文中,我就是想要关注一下编程和程序设计之间的关系。近10年来,我一直觉得整个软件行业都没有觉察到做出一个软件设计和什么是真正的软件设计之间的一个微妙的不同点。只要看到了这一点,我认为我们就可以从C++增长的流行趋势中,学到关于如何才能成为更好的软件工程师的意义深远的知识。这个知识就是,编程不是构建软件,而是设计软件。
几年前,我参见了一个讨论会,其中讨论到软件开发是否是一门工程学科的问题。虽然我不记得了讨论结果,但是我却记得它是如何促使我认识到:软件业已经做出了一些错误的和硬件工程的比较,而忽视了一些绝对正确的对比。其实,我认为我们不是软件工程师,因为我们没有认识到什么才是真正的软件设计。现在,我对这一点更是确信无疑。
任何工程活动的最终目标都是某些类型的文档。当设计工作完成时,设计文档就被转交给制造团队。该团队是一个和设计团队完全不同的群体,并且其技能也和设计团队完全不同。如果设计文档正确地描绘了一个完整的设计,那么制造团队就可以着手构建产品。事实上,他们可以着手构建该产品的许多实物,完全无需设计者的任何进一步的介入。在按照我的理解方式审查了软件开发的生命周期后,我得出一个结论:实际上满足工程设计标准的惟一软件文档,就是源代码清单。
对于这个观点,人们进行了很多的争论,无论是赞成的还是反对的都足以写成无数的论文。本文假定最终的源代码就是真正的软件设计,然后仔细研究了该假定带来的一些结果。我可能无法证明这个观点是正确的,但是我希望证明:它确实解释了软件行业中一些已经观察到的事实,包括C++的流行。
在把代码看作是软件设计所带来的结果中,有一个结果完全盖过了所有其他的结果。它非常重要并且非常明显,也正因为如此,对于大多数软件机构来说,它完全是一个盲点。这个结果就是:软件的构建是廉价的。它根本就不具有昂贵的资格;它非常的廉价,几乎就是免费的。如果源代码是软件设计,那么实际的软件构建就是由编译器和连接器完成的。我们常常把编译和连接一个完整的软件系统的过程称为“进行一次构建”。在软件构建设备上所进行的主要投资是很少的——实际需要的只有一台计算机、一个编辑器、一个编译器以及一个连接器。一旦具有了一个构建环境,那么实际的软件构建只需花费少许的时间。编译50 000行的C++程序也许会花费很长的时间,但是构建一个具有和50 000行C++程序同样设计复杂性的硬件系统要花费多长的时间呢?
把源代码看作是软件设计的另外一个结果是,软件设计相对易于创作,至少在机械意义上如此。通常,编写(也就是设计)一个具有代表性的软件模块(50至100行代码)只需花费几天的时间(对它进行完全的调试是另外一个议题,稍后会对它进行更多的讨论)。我很想问一下,是否还有任何其他的学科可以在如此短的时间内,产生出和软件具有同样复杂性的设计来,不过,首先我们必须要弄清出如何来度量和比较复杂性。然而,有一点是明显的,那就是软件设计可以 极为迅速地变得非常庞大。
假设软件设计相对易于创作,并且在本质上构建起来也没有什么代价,一个不令人吃惊的发现是,软件设计往往是难以置信的庞大和复杂。这看起来似乎很明显,但是问题的重要性却常常被忽视。学校中的项目通常具有数千行的代码。具有10 000行代码(设计)的软件产品被它们的设计者丢弃的情况也是有的。我们早就不再关注于简单的软件。典型的商业软件的设计都是由数十万行代码组成的。许多软件设计达到了上百万行代码。另外,软件设计几乎总是在不断地演化。虽然当前的设计可能只有几千行代码,但是在产品的生命期中,实际上可能要编写许多倍的代码。
尽管确实存在一些硬件设计,它们看起来似乎和软件设计一样复杂,但是请注意两个有关现代硬件的事实。第一,复杂的硬件工程成果未必总是没有错误的,在这一点上,它不存在像软件那样让我们相信的评判标准。多数的微处理器在发售时都具有一些逻辑错误:桥梁坍塌,大坝破裂,飞机失事以及数以千计的汽车和其他消费品被召回——所有的这些我们都记忆犹新,所有的这些都是设计错误的结果。第二,复杂的硬件设计具有与之对应的复杂、昂贵的构建阶段。结果,制造这种系统所需的能力限制了真正能够生产复杂硬件设计公司的数目。对于软件来说,没有这种限制。目前,已经有数以百计的软件机构和数以千计的非常复杂的软件系统存在,并且数量以及复杂性每天都在增长。这意味着软件行业不可能通过仿效硬件开发者找到针对自身问题的解决办法。倘若一定要说出有什么相同之处的话,那就是,当CAD和CAM可以做到帮助硬件设计者创建越来越复杂的设计时,硬件工程才会变得和软件开发越来越像。
设计软件是一种管理复杂性的活动。复杂性存在于软件设计本身之中,存在于公司的软件机构之中,也存在于整个软件行业之中。软件设计和系统设计非常相似。它可以跨越多种技术并且常常涉及多个学科分支。软件的规格说明往往不固定、经常快速变化,这种变化常常在正进行软件设计时发生。同样,软件开发团队也往往不固定,常常在设计过程的中间发生变化。在许多方面,软件都要比硬件更像复杂的社会或者有机系统。所有这些都使得软件设计成为了一个困难的并且易出错的过程。虽然所有这些都不是创造性的想法,但是在软件工程革命开始将近30年后的今天,和其他工程行业相比,软件开发看起来仍然像是一种未受过训练(undisciplined)的技艺。
一般的看法认为,当真正的工程师完成了一个设计,不管该设计有多么复杂,他们都非常确信该设计是可以工作的。他们也非常确信该设计可以使用公认的技术建造出来。为了做到这一点,硬件工程师花费了大量的时间去验证和改进他们的设计。例如,请考虑一个桥梁设计。在这样一个设计实际建造之前,工程师会进行结构分析——他们建立计算机模型并进行仿真,他们建立比例模型并在风洞中或者用其他一些方法进行测试。简而言之,在建造前,设计者会使用他们能够想到的一切方法来证实设计是正确的。对于一架新型客机的设计来说,情况甚至更加严重;必须要构建出和原物同尺寸的原型,并且必须要进行飞行测试来验证设计中的种种预计。
对于大多数人来说,软件中明显不存在和硬件设计同样严格的工程。然而,如果我们把源代码看做是设计,那么就会发现软件工程师实际上对他们的设计做了大量的验证和改进。软件工程师不把这称为工程,而称它为测试和调试。大多数人不把测试和调试看作是真正的“工程”——在软件行业中肯定没有被看作是。造成这种看法的原因,更多的是因为软件行业拒绝把代码看作设计,而不是任何实际的工程差别。事实上,试验模型、原型以及电路试验板已经成为其他工程学科公认的组成部分。软件设计者之所以不具有或者没有使用更多的正规方法来验证他们的设计,是因为软件构建周期的简单经济规律。
第一个启示:仅仅构建设计并测试它比做任何其他事情要廉价一些,也简单一些。我们不关心做了多少次构建——这些构建在时间方面的代价几乎为零,并且如果我们丢弃了构建,那么它所使用的资源完全可以重新利用。请注意,测试并非仅仅是让当前的设计正确,它也是改进设计的过程的一部分。复杂系统的硬件工程师常常建立模型(或者,至少他们把设计用计算机图形直观地表现出来)。这就使得他们获得了对于设计的一种“感觉”,而仅仅去检查设计是不可能获得这种感觉的。对于软件来说,构建这样一个模型既不可能也无必要。我们仅仅构建产品本身。即使正规的软件验证可以和编译器一样自动进行,我们还是会去进行构建/测试循环。因此,正规的验证对于软件行业来说从来没有太多的实际意义。
这就是现今软件开发过程的现实。数量不断增长的人和机构正在创建着更加复杂的软件设计。这些设计会被先用某些编程语言编写出来,然后通过构建/测试循环进行验证和改进。过程易于出错,并且不是特别的严格。相当多的软件开发人员并不想相信这就是过程的运作方式,也正因为这一点,使问题变得更加复杂。
当前大多数的软件过程都试图把软件设计的不同阶段分离到不同的类别中。必须要在顶层的设计完成并且冻结后,才能开始编码。测试和调试只对清除建造错误是必要的。程序员处在中间位置,他们是软件行业的建造工人。许多人认为,如果我们可以让程序员不再进行“随意的编码(hacking)”并且按照交给他们的设计去进行构建(还要在过程中,犯更少的错误),那么软件开发就可以变得成熟,从而成为一门真正的工程学科。但是,只要过程忽视了工程和经济学事实,这就不可能发生。
例如,任何一个现代行业都无法忍受在其制造过程中出现超过100%的返工率。如果一个建造工人常常不能在第一次就构建正确,那么不久他就会失业。但是在软件业中,即使最小的一块代码,在测试和调试期间,也很可能会被修正或者完全重写。在一个创造性的过程中(比如:设计),我们认可这种改进不是制造过程的一部分。没有人会期望工程师第一次就创建出完美的设计。即使她做到了,仍然必须让它经受改进过程,目的就是为了证明它是完美的。
即使我们从日本的管理方法中没有学到任何东西,我们也应该知道由于在过程中犯错误而去责备工人是无益于提高生产率的。我们不应该不断地强迫软件开发去符合不正确的过程模型,相反,我们需要去改进过程,使之有助于而不是阻碍产生更好的软件。这就是“软件工程”的石蕊测试。工程是关于你如何实施过程的,而不是关于是否需要一个CAD系统来产生最终的设计文档。
关于软件开发有一个压倒性的问题,那就是一切都是设计过程的一部分。编码是设计,测试和调试是设计的一部分,并且我们通常认为的设计仍然是设计的一部分。虽然软件构建起来很廉价,但是设计起来却是难以置信的昂贵。软件非常的复杂,具有众多不同方面的设计内容以及它们所导致的设计考虑。问题在于,所有不同方面的内容是相互关连的(就像硬件工程中的一样)。我们希望顶层设计者可以忽视模块算法设计的细节。同样,我们希望程序员在设计模块内部算法时不必考虑顶层设计问题。糟糕的是,一个设计层面中的问题侵入到了其他层面之中。对于整个软件系统的成功来说,为一个特定模块选择算法可能和任何一个更高层次的设计问题同样重要。在软件设计的不同方面内容中,不存在重要性的等级。最低层模块中的一个不正确设计可能和最高层中的错误一样致命。软件设计必须在所有的方面都是完整和正确的,否则,构建于该设计基础之上的所有软件都会是错误的。
为了管理复杂性,软件被分层设计。当程序员在考虑一个模块的详细设计时,可能还有数以百计的其他模块以及数以千计的细节,他不可能同时顾及。例如,在软件设计中,有一些重要方面的内容不是完全属于数据结构和算法的范畴。在理想情况下,程序员不应该在设计代码时还得去考虑设计的这些其他方面的内容。
但是,设计并不是以这种方式工作的,并且原因也开始变得明朗。软件设计只有在其被编写和测试后才算完成。测试是设计验证和改进过程的基础部分。高层结构的设计不是完整的软件设计;它只是细节设计的一个结构框架。在严格地验证高层设计方面,我们的能力是非常有限的。详细设计最终会对高层设计造成的影响至少和其他的因素一样多(或者应该允许这种影响)。对设计的各个方面进行改进,是一个应该贯穿整个设计周期的过程。如果设计的任何一个方面内容被冻结在改进过程之外,那么对于最终设计将会是糟糕的或者甚至无法工作这一点,就不会觉得奇怪了。
如果高层的软件设计可以成为一个更加严格的工程过程,那该有多好呀,但是软件系统的真实情况不是严格的。软件非常的复杂,它依赖于太多的其他东西。或许,某些硬件没有按照设计者认为的那样工作,或者一个库例程具有一个文档中没有说明的限制。每一个软件项目迟早都会遇到这些种类的问题。这些种类的问题会在测试期间被发现(如果我们的测试工作做得好的话),之所以如此是因为没有办法在早期就发现它们。当它们被发现时,就迫使对设计进行更改。如果我们幸运,那么对设计的更改是局部的。时常,更改会波及到整个软件设计中的一些重要部分(莫非定律)。当受到影响的设计的一部分由于某种原因不能更改时,那么为了能够适应影响,设计的其他部分就必须得遭到破坏。这通常导致的结果就是管理者所认为的“随意编码”,但是这就是软件开发的现实。
例如,在我最近工作的一个项目中,发现了模块A的内部结构和另一个模块B之间的一个时序依赖关系。糟糕的是,模块A的内部结构隐藏在一个抽象体的后面,而该抽象体不允许以任何方法把对模块B的调用合入到它的正确调用序列中。当问题被发现时,当然已经错过了更改A的抽象体的时机。正如所料,所发生的就是把一个日益增长的复杂的“修正”集应用到A的内部设计上。在我们还没有安装完版本1时,就普遍感觉到设计正在衰退。每一个新的修正很可能都会破坏一些老的修正。这是一个正规的软件开发项目。最后,我和我的同事决定对设计进行更改,但是为了得到管理层的同意,我们不得不自愿无偿加班。
在任何一般规模的软件项目中,肯定会出现像这样的问题,尽管人们使用了各种方法来防止它的出现,但是仍然会忽视一些重要的细节。这就是工艺和工程之间的区别。如果经验可以把我们引向正确的方向,这就是工艺。如果经验只会把我们带入未知的领域,然后我们必须使用一开始所使用的方法并通过一个受控的改进过程把它变得更好,这就是工程。
我们来看一下只是作为其中很小一点的内容,所有的程序员都知道,在编码之后而不是之前编写软件设计文档会产生更加准确的文档。现在,原因是显而易见的。用代码来表现的最终设计是惟一一个在构建/测试循环期间被改进的东西。在这个循环期间,初始设计保持不变的可能性和模块的数量以及项目中程序员的数量成反比。它很快就会变得毫无价值。
在软件工程中,我们非常需要在各个层次都优秀的设计。我们特别需要优秀的顶层设计。初期的设计越好,详细设计就会越容易。设计者应该使用任何可以提供帮助的东西。结构图表、Booch 图、状态表、PDL等等——如果它能够提供帮助,就去使用它。但是,我们必须记住,这些工具和符号都不是软件设计。最后,我们必须创建真正的软件设计,并且是使用某种编程语言完成的。因此,当我们得出设计时,我们不应该害怕对它们进行编码。在必要时,我们必须应该乐于去改进它们。
至今,还没有任何设计符号可以同时适用于顶层设计和详细设计。设计最终会表现为以某种编程语言编写的代码。这意味着在详细设计可以开始前,顶层设计符号必须被转换成目标编程语言。这个转换步骤耗费时间并且会引入错误。程序员常常是对需求进行回顾并且重新进行顶层设计,然后根据它们的实际去进行编码,而不是从一个可能没有和所选择的编程语言完全映射的符号进行转换。这同样也是软件开发的部分现实情况。
也许,如果让设计者本人来编写初始代码,而不是后来让其他人去转换语言无关的设计,就会更好一些。我们所需要的是一个适用于各个层次设计的统一符号。换句话说,我们需要一种编程语言,它同样也适用于捕获高层的设计概念。C++正好可以满足这个要求。C++是一门适用于真实项目的编程语言,同时它也是一个非常具有表达力的软件设计语言。C++允许我们直接表达关于设计组件的高层信息。这样,就可以更容易地进行设计,并且以后可以更容易地改进设计。由于它具有更强大的类型检查机制,所以也有助于检测到设计中的错误。这就产生了一个更加健壮的设计,实际上也是一个更好的工程化设计。
最后,软件设计必须要用某种编程语言表现出来,然后通过一个构建/测试循环对其进行验证和改进。除此之外的任何其他主张都完全没有用。请考虑一下都有哪些软件开发工具和技术得以流行。结构化编程在它的时代被认为是创造性的技术。Pascal使之变得流行,从而自己也变得流行。面向对象设计是新的流行技术,而C++是它的核心。现在,请考虑一下那些没有成效的东西。CASE工具,流行吗?是的;通用吗?不是。结构图表怎么样?情况也一样。同样地,还有Warner-Orr图、Booch图、对象图以及你能想起的一切。每一个都有自己的强项,以及惟一的一个根本弱点——它不是真正的软件设计。事实上,惟一一个可以被普遍认可的软件设计符号是PDL,而它看起来像什么呢?
这表明,在软件业的共同潜意识中本能地知道,编程技术,特别是实际开发所使用的编程语言的改进和软件行业中任何其他东西相比,具有压倒性的重要性。这还表明,程序员关心的是设计。当出现更加具有表达力的编程语言时,软件开发者就会使用它们。
同样,请考虑一下软件开发过程是如何变化的。从前,我们使用瀑布式过程。现在,我们谈论的是螺旋式开发和快速原型。虽然这种技术常常被认为可以“消除风险”以及“缩短产品的交付时间”,但是它们事实上也只是为了在软件的生命周期中更早地开始编码。这是好事。这使得构建/测试循环可以更早地开始对设计进行验证和改进。这同样也意味着,顶层软件设计者很有可能也会去进行详细设计。
正如上面所表明的,工程更多的是关于如何去实施过程的,而不是关于最终产品看起来的像什么。处在软件行业中的我们,已经接近工程师的标准,但是我们需要一些认知上的改变。编程和构建/测试循环是工程软件过程的中心。我们需要以像这样的方式去管理它们。构建/测试循环的经济规律,再加上软件系统几乎可以表现任何东西的事实,就使得我们完全不可能找出一种通用的方法来验证软件设计。我们可以改善这个过程,但是我们不能脱离它。
最后一点:任何工程设计项目的目标是一些文档产品。显然,实际设计的文档是最重要的,但是它们并非惟一要产生的文档。最终,会期望某些人来使用软件。同样,系统很可能也需要后续的修改和增强。这意味着,和硬件项目一样,辅助文档对于软件项目具有同样的重要性。虽然暂时忽略了用户手册、安装指南以及其他一些和设计过程没有直接联系的文档,但是仍然有两个重要的需求需要使用辅助设计文档来解决。
辅助文档的第一个用途是从问题空间中捕获重要的信息,这些信息是不能直接在设计中使用的。软件设计需要创造一些软件概念来对问题空间中的概念进行建模。这个过程需要我们得出一个对问题空间中概念的理解。通常,这个理解中会包含一些最后不会被直接建模到软件空间中的信息,但是这些信息却仍然有助于设计者确定什么是本质概念以及如何最好地对它们建模。这些信息应该被记录在某处,以防以后要去更改模型。
对辅助文档的第二个重要需要是对设计的某些方面的内容进行记录,而这些方面的内容是难以直接从设计本身中提取的。它们既可以是高层方面的内容,也可以是低层方面内容。对于这些方面内容中的许多来说,图形是最好的描述方式。这就使得它们难以作为注释包含在代码中。这并不是说要用图形化的软件设计符号代替编程语言。这和用一些文本描述来对硬件科目的图形化设计文档进行补充没有什么区别。
决不要忘记,是源代码决定了实际设计的真实样子,而不是辅助文档。在理想情况下,可以使用软件工具对源代码进行后期处理并产生出辅助文档。对于这一点,我们可能期望过高了。次一点的情况是,程序员(或者技术方面的编写者)可以使用一些工具从源代码中提取出一些特定的信息,然后可以把这些信息以其他一些方式文档化。毫无疑问,手工对这种文档保持更新是困难的。这是另外一个支持需要更具表达力的编程语言的理由。同样,这也是一个支持使这种辅助文档保持最小并且尽可能在项目晚期才使之变成正式的理由。同样,我们可以使用一些好的工具;不然的话,我们就得求助于铅笔、纸以及黑板。
总结如下:
实际的软件运行于计算机之中。它是存储在某种磁介质中的0和1的序列。它不是使用C++语言(或者其他任何编程语言)编写的程序。 程序清单是代表软件设计的文档。实际上把软件设计构建出来的是编译器和连接器。 构建实际软件设计的廉价程度是令人难以置信的,并且它始终随着计算机速度的加快而变得更加廉价。 设计实际软件的昂贵程度是令人难以置信的,之所以如此,是因为软件的复杂性是令人难以置信的,并且软件项目的几乎所有步骤都是设计过程的一部分。 编程是一种设计活动——好的软件设计过程认可这一点,并且在编码显得有意义时,就会毫不犹豫的去编码。 编码要比我们所认为的更频繁地显现出它的意义。通常,在代码中表现设计的过程会揭示出一些疏漏以及额外的设计需要。这发生的越早,设计就会越好。 因为软件构建起来非常廉价,所以正规的工程验证方法在实际的软件开发中没有多大用处。仅仅建造设计并测试它要比试图去证明它更简单、更廉价。 测试和调试是设计活动——对于软件来说,它们就相当于其他工程学科中的设计验证和改进过程。好的软件设计过程认可这一点,并且不会试图去减少这些步骤。 还有一些其他的设计活动——称它们为高层设计、模块设计、结构设计、构架设计或者诸如此类的东西。好的软件设计过程认可这一点,并且慎重地包含这些步骤。 所有的设计活动都是相互影响的。好的软件设计过程认可这一点,并且当不同的设计步骤显示出有必要时,它会允许设计改变,有时甚至是根本上的改变, 许多不同的软件设计符号可能是有用的——它们可以作为辅助文档以及工具来帮助简化设计过程。它们不是软件设计。 软件开发仍然还是一门工艺,而不是一个工程学科。主要是因为缺乏验证和改善设计的关键过程中所需的严格性。 最后,软件开发的真正进步依赖于编程技术的进步,而这又意味着编程语言的进步。C++就是这样的一个进步。它已经取得了爆炸式的流行,因为它是一门直接支持更好的软件设计的主流编程语言。 C++在正确的方向上迈出了一步,但是还需要更大的进步关于“怎么提高编程能力?”这个话题的介绍,今天小编就给大家分享完了,如果对你有所帮助请保持对本站的关注!