Идеальный программист. Как стать профессионалом разработки ПО

Одной из первых машин, для которых я программировал, была PDP-8/I. Компьютер имел тактовую частоту 1,5 мс и 4096 12-разрядных слов основной памяти, был размером с холодильник и потреблял значительную мощность. Его дисковый накопитель позволял хранить 32K 12-разрядных слов, а взаимодействие с оператором осуществлялось через телетайп со скоростью передачи 10 символов в секунду. Нам казалось, что это очень мощная машина, на которой можно творить чудеса.

Недавно я купил новый ноутбук Macbook Pro. Он оснащен двухъядерным процессором 2,8 ГГц, 8 Гбайт памяти, 512-гигабайтным SSD-накопителем и 17-дюймовым ЖК-экраном с разрешением 1920× 1200. Я ношу его в рюкзаке. Он легко умещается у меня на коленях и потребляет менее 85 ватт.

По сравнению с PDP-8/I мой ноутбук работает в восемь тысяч раз быстрее, имеет в два миллиона раз больше памяти, в шестнадцать миллионов раз большую емкость запоминающего устройства, потребляет 1 % мощности, занимает 1 % места и стоит в 25 раз меньше. Посчитаем:

8000 × 2000 000 × 16 000 000 × 100 × 100 × 25 = 6,4 × 10²².

Это очень большое число. Разница составляет 22 порядка! Это расстояние в ангстремах от нас до альфы Центавра; количество электронов в серебряном долларе; масса Земли в Майклах Мурах – словом, большое, очень большое число. И теперь такой компьютер стоит у меня на коленях – и вероятно, на ваших тоже!

И что я делаю с этой мощью, возросшей на 10 в 22 степени? Примерно то же, что я делал на PDP-8/I. Я пишу команды if, циклы while и команды присваивания.

О, инструменты для написания этих команд заметно улучшились, и языки стали более мощными. Но сама природа команд за это время не изменилась. Код 2010 года будет понятен программисту из 1960-х годов. Глина, из которой мы лепим свои программы, не изменилась за четыре десятилетия.

Длительность рабочего цикла

Но сам процесс работы серьезно изменился. В 1960-е годы я мог ждать день или два для получения результатов компиляции. В конце 1970-х годов программа из 50 000 строк компилировалась около 45 минут. Даже в 1990-е годы долгая сборка казалась нормой.

В наши дни программисты не ждут результатов компиляции.[25] В их распоряжении появилась такая немыслимая вычислительная мощь, что цикл «красный-зеленый-рефакторинг» может прокручиваться буквально за секунды.

Например, я веду проект FitNesse, написанный на Java и состоящий из 64 000 строк кода. Полная сборка со всеми модульными и интеграционными тестами занимает менее 4 минут. Если тесты проходят, то я публикую новую версию продукта. Таким образом, весь процесс контроля качества, от исходного кода до развертывания, занимает менее 4 минут. Время компиляции ничтожно мало. Тесты выполняются за считанные секунды. Выходит, цикл компиляции/тестирования может прокручиваться по 10 раз в минуту!

Конечно, не всегда стоит работать с такой скоростью. Часто бывает лучше замедлиться и подумать.[26] Но в некоторых ситуациях прокрутка цикла с максимальной скоростью оказывается в высшей степени производительной.

Для быстрого выполнения чего угодно необходима тренировка. Быстрая прокрутка цикла «код/тест» требует очень быстрого принятия решений. А для быстрого принятия решений необходимо успешно распознавать огромное количество ситуаций и проблем, а также просто знать решения.

Представьте двух мастеров боевых искусств во время поединка. Каждый должен понять, что пытается сделать другой, и правильно среагировать за считанные миллисекунды. В бою вам не удастся остановить время, проанализировать ситуацию и выбрать подходящий ответ. В бою нужно просто реагировать. Ваше тело реагирует, пока разум работает над стратегией более высокого уровня.

Пока вы прокручиваете цикл «код/тест» по несколько раз в минуту, ваше тело знает, какие клавиши нужно нажимать. Основная часть мозга распознает ситуацию и реагирует за миллисекунды, выдавая подходящее решение, тогда как мозг концентрируется на проблеме более высокого уровня.

И в боевых искусствах, и в программировании скорость зависит от тренированности. И в обоих случаях тренировка проходит примерно одинаково: мы выбираем набор пар «проблема/решение» и повторяем их снова и снова, пока не будем знать наизусть.

Представьте гитариста – скажем, Карлоса Сантану. Музыка в его голове просто переходит в пальцы. Он не задумывается над положением пальцев или приемами игры. Его ум свободен для планирования высокоуровневых мелодий и гармоничных сочетаний, тогда как его тело преобразует эти планы в низкоуровневые движения пальцев.

Но для достижения такой простоты игры необходима практика. Музыкант тренируется в исполнении этюдов, гамм и риффов снова и снова, пока не будет знать их наизусть.

Додзё программирования