Программист-прагматик. Путь от подмастерья к мастеру - Эндрю Хант

Сколько времени потребуется для пересылки "Войны и мира" по модемной линии в 56 байт? Какое место займет на диске миллион имен и адресов? Сколько времени понадобится для прохождения 1000-байтового блока через маршрутизатор? Сколько месяцев потребуется, чтобы завершить ваш проект?

С одной стороны, все эти вопросы бессмысленны – информация, содержащаяся в них, недостаточна для ответа. И тем не менее, на все из них можно ответить, если вы сможете провести оценку. В процессе работы над генерацией оценки, вы придете к большему пониманию мира, в котором обитают ваши программы.

Научившись оценивать и развивая этот навык до уровня, на котором у вас появляется интуитивное ощущение величины того или иного предмета, вы сможете показать явно магическую способность к определению их выполнимости. Если кто-либо говорит: "Мы вышлем вам резервную копию по каналу ISDN в центральный офис", вы сможете интуитивно осознать, имеет ли это смысл. Когда вы составляете программу, вы сможете понять, какие подсистемы нуждаются в оптимизации, а какие нужно оставить в покое.

Подсказка 18: Проводите оценки во избежание сюрпризов

В конце данного раздела мы приведем единственно правильный ответ (в виде бесплатного приложения), который необходимо давать во всех случаях, когда вас просят оценить что-либо.

Насколько точной является "приемлемая точность"?

До некоторой степени все ответы представляют собой оценки. Просто некоторые из них точнее остальных. Так что первым вопросом, который вам придется задать самому себе, когда кто-либо просит вас об оценке, является вопрос о контексте, в котором будет приниматься данный вами ответ. Нужна ли здесь высокая точность, или речь идет о примерной цифре?

• Если ваша бабушка спрашивает, когда вы появитесь, она, вероятно, задается вопросом, готовить вам обед или ужин. С другой стороны, водолаз, оказавшийся в подводной ловушке и испытывающий недостаток воздуха, интересуется ответом с точностью до секунды.

• Каково значение числа «пи»? Если вас интересует, какое количество бордюрного камня понадобится для оформления цветочной клумбы, то цифра 3 вероятно будет приемлемой [15]. На школьном уровне хорошим приближением является 22/7. Ну а если вы работаете в NASA, то двенадцати цифр после запятой будет вполне достаточно.

Одной из интересных особенностей оценки является тот факт, что интерпретация ее результата зависит от используемых вами единиц измерения. Если выговорите, что для некоего действия потребуется 130 рабочих дней, то люди будут ожидать наступления этого события в достаточно узком интервале. Но если вы скажете "около шести месяцев", они будут знать, что этого события следует ожидать через 5–7 месяцев. Обе цифры обозначают одну и ту же продолжительность, но "130 дней", вероятно, подразумевает большую точность, чем вы полагаете. Мы рекомендуем следующую градацию оценок времени:

Продолжительность == Оценка (порядок)

1-15 дней == дни

3-8 недель == недели

8-30 недель == месяцы

30 и более недель == перед тем, как оценить, стоит хорошенько подумать

Так, если после всей необходимой работы, вы придете к решению, что проект займет 125 рабочих дней (25 недель), он может быть оценен как "примерно за шесть месяцев".

Те же принципы применимы к оценкам любых количеств: выберите единицы, в которых будет дан ответ, чтобы отразить точность, которую вы намерены передать.

Из чего исходят оценки?

Все оценки основаны на моделях проблемы. Но перед тем как углубиться в методики построения моделей, необходимо упомянуть о главной хитрости, которая всегда дает хорошие результаты: спросите того, кто уже делал это. Перед тем как вплотную заняться построением модели, оглянитесь вокруг в поисках тех, кто ранее находился в подобной ситуации. Посмотрите, как они решали свою задачу. Маловероятно, что вы обнаружите точное совпадение, но будете удивлены, сколь часто вы успешно обращались к опыту других.

Понимание сути заданного вопроса

Первой частью любого упражнения в составлении оценки является понимание сути заданного вопроса. Как и в случае с вопросами точности, обсуждаемыми выше, вам необходимо осознать масштаб предметной области. Зачастую он неявно выражен в самом вопросе, но осознание масштаба, перед тем как начать строить предположения, должно войти у вас в привычку. Зачастую выбранная вами предметная область частично формирует ответ, который вы даете: "Если предположить, что по дороге не будет аварий и машина заправлена, я буду там через 20 минут".

Построение модели системы

Эта часть процесса оценки – самая интересная. Исходя из вашего понимания заданного вопроса, постройте в уме скелет действующей модели. Если вы оцениваете время отклика, то в вашей модели может иметься узел обслуживания и некий входной поток. При работе над проектом моделью могут послужить стадии, которые ваша организация использует в разработке, наряду с весьма грубым представлением того, как система может быть реализована.

Построение модели может быть творческим процессом, полезным в долгосрочной перспективе. Зачастую построение модели приводит к открытию схем и процессов, лежащих в основе чего-либо и не видимых невооруженным глазом. У вас даже может возникнуть желание повторно исследовать исходный вопрос: "Вы попросили дать оценку X. Однако, похоже, что У, являющийся вариантом X, может быть выполнен примерно в два раза быстрее, и при этом вы теряете лишь одну характеристику".

Построение модели вносит погрешности в процесс оценки. Это и неизбежно, и полезно. Вы жертвуете простотой модели ради точности. Удвоение усилий, прилагаемых к модели, может увеличить точность лишь незначительно. Ваш опыт подскажет вам, когда закончить процесс совершенствования.

Декомпозиция модели

Как только у вас появляется модель, вы можете провести ее декомпозицию на отдельные компоненты. Вам понадобится отыскать математические правила, описывающие взаимодействие этих компонентов. Иногда вклад компонента в конечный результат выражается одной величиной. Некоторые компоненты могут объединять несколько факторов, тогда как другие могут быть более сложными (подобно тем, которые имитируют поток, приходящий к узлу).

Вы обнаружите, что обычно каждый компонент будет обладать параметрами, которые определяют его влияние на модель в целом. На этой стадии достаточно просто обозначить каждый параметр.

Присвоение значения каждому параметру

Как только в вашем распоряжении появились параметры, вы можете пойти напролом и присвоить некое значение каждому из них. На этой стадии вы ожидаете внесения некоторой ошибки. Хитрость состоит в том, чтобы понять, какие параметры оказывают максимальное воздействие на результат, и сосредоточиться на их точном получении. Обычно параметры, чьи значения добавляются к результату, являются менее значительными, чем те, что осуществляют умножение или деление. Удвоение скорости канала связи может увеличить вдвое объем данных, получаемых в течение часа, тогда как добавление транзитной задержки, равной 5 мс, не даст заметного эффекта.

У вас должен иметься обоснованный способ вычисления этих критических параметров. В примере с формированием очереди вы захотели измерить реальную интенсивность входного потока транзакций в существующей системе или найти для измерения подобную систему. Аналогично, вы могли определить время, необходимое для обслуживания запроса, или провести оценку, используя методики, описанные в этом разделе. На самом деле, вам часто придется основывать свою оценку на других вспомогательных оценках. Именно в этом месте и возникают самые большие ошибки.

Вычисление ответов

Только в самом простом случае ваша оценка будет иметь один-единственный ответ. Вы счастливый человек, если можете сказать: "Я могу пройти по городу пять кварталов за 15 минут". Но поскольку системы все усложняются, вам захочется подстраховать ваши ответы. Проведите многократные вычисления, изменяя значения критических параметров, пока не выясните, какие из них действительно управляют моделью. Серьезную помощь в этом может оказать электронная таблица. Затем сформулируйте ваш ответ с точки зрения этих параметров. "Время отклика составляет (грубо) три четверти секунды, если система имеет шину SCSI и объем памяти 64 Мбайт; и одну секунду при объеме памяти 48 Мбайт". (Заметьте, что "три четверти секунды" дает иное ощущение точности, нежели 750 мс.)

Уже на стадии вычислений появляются ответы, которые могут показаться странными. Не спешите игнорировать их. Если ваша арифметика правильна, то, вероятно, ваше понимание проблемы или модель неверны. Это ценная информация.