Кодеры за работой. Размышления о ремесле программиста - Сейбел Питер

7. Саймон Пейтон-Джонс

В 1987 году он стал одним из инициаторов проекта, в результате которого появился язык программирования Haskell. Сегодня Саймон Пейтон-Джонс — ведущий исследователь лаборатории Microsoft Research, находящейся в британском Кембридже. В 1998 году он выпустил переработанное описание языка Haskell, являющееся текущим стабильным описанием. Кроме того, Пейтон-Джонс — ведущий разработчик Glasgow Haskell Compiler (GHC), «стандартного компилятора де-факто», согласно сайту haskell.org. Он же снабдил язык часто приводимым официальным девизом «Избегать успеха любой ценой».

Влиятельный исследователь и бывший преподаватель, так и не получивший кандидатской степени, Пейтон-Джонс ценит как практическую, так и теоретическую красоту. Он учился программировать на машине без постоянного места хранения информации и всего со 100 ячейками памяти, а будучи студентом, писал высокоуровневые компиляторы для большого компьютера колледжа и одновременно собирал собственные простейшие машины за счет своих скудных средств. Пейтон-Джонс занялся функциональным программированием после того, как на занятии преподаватель показал способ создания цепных списков без использования мутации и раскрыл красоту «ленивых» вычислений. В функциональном программировании Пейтон Джонс увидел элегантный и дерзкий вызов всей индустрии создания программ, возможность не добавлять еще один кирпич к стене, а строить новую стену. В 2004 году был избран в члены Ассоциации вычислительной техники за «вклад в функциональные языки программирования».

Мы говорили с ним о том, почему, по его мнению, функциональное программирование обещает изменить методы создания ПО, почему транзакционная память лучше приспособлена для параллельных программ, чем блокировка и переменные условия, и почему даже в Microsoft Research трудно исследовать вопрос о влиянии языка на эффективность работы программиста.

Сейбел: Когда вы научились программировать?

Пейтон-Джонс: В школе. Intel только что выпустила 4004 — первый в мире микропроцессор. Но у нас ни 4004, ни чего-нибудь похожего не было — любители в то время могли достать его лишь с большим трудом. Был только школьный компьютер IBM — странная машина, собранная из каких-то запчастей. Системы постоянного хранения данных не было, и программу всякий раз приходилось набирать с нуля.

Всего было 100 ячеек памяти, в каждой из которых, кажется, хранились восьмизначные десятичные числа. Там располагались и программа, и ваши данные. Искусство заключалось в том, чтобы уместить программу в эти 100 ячеек. Не помню, как именно я написал свою первую программу; мы с одним парнем все время торчали за этим компьютером. Мне тогда было пятнадцать — 1973 или 1974 год.

Освоив немного эту машину, мы выяснили, что в Суиндонском техническом колледже есть компьютер. Мы стали ездить туда в один из выходных на невероятно медленном автобусе — поездка занимала около часа. То был Elliot 803; он помещался в особой комнате в полудюжине белых шкафов размером с холодильник, и управляла им женщина-оператор в белом халате.

Скоро та женщина поняла, что мы умеем обращаться с компьютером, и стала оставлять нас работать одних. Там использовались бумажные перфоленты и телетайп, в машину вводилась перфолента с программой. Мы писали на Алголе, который стал моим первым высокоуровневым языком. Писалась программа на перфоленте и правилась на ней же. Если надо было что-то изменить, мы прогоняли ленту через телетайп, распечатывали новую, останавливали ее в нужном месте и печатали, что требовалось, — очень трудоемкий способ. Что-то вроде строкового редактора с физическим носителем информации. Вот такими были мои первые опыты программирования. Я загорелся этим делом.

Сейбел: В школе ведь не было никаких уроков.

Пейтон-Джонс: Конечно, нет! Совсем ничего, никаких компьютеров не было в программе.

Сейбел: То есть просто — «Эй, ребятки, вот вам компьютер, действуйте».

Пейтон-Джонс: Именно так. Он помещался в большом шкафу, обычно закрытом. Но мы брали ключ, включали его — и вот вам дисплей, показывающий только то, что есть в регистрах, и десятичные номера — содержимое ячеек памяти. Вводишь программу, нажимаешь Go. И можно было пройти ее пошагово. Не было даже языка ассемблера за отсутствием ASCII-символов. В буквальном смысле слова машинный код, отображаемый при помощи десятичных чисел, даже не шестнадцатеричных.

Сейбел: Но экран-то был?

Пейтон-Джонс: Телевизионный экран. Единственное средство вывода информации.

Сейбел: А для ввода?

Пейтон-Джонс: Нечто вроде сенсорной клавиатуры, никаких механических кнопок — довольно сложное устройство. Надо было только коснуться кнопки. Всего их было десятка два.

Сейбел: Только для чисел?

Пейтон-Джонс: Да, и еще кнопки Go и Step. И еще — «показать данную ячейку памяти». Все крайне примитивно, но оттого раззадоривало еще больше.

Сейбел: Раз так, выходит, программу надо было продумывать заранее, в мелочах, до того как вводить ее в машину.

Пейтон-Джонс: Сначала мы рисовали блок-схему, потом разбивали ее на отдельные инструкции, переводили инструкции в этот странный цифровой формат и вводили цифры. Программа состояла обычно из 800 цифр. Потом мы нажимали Go. Если везло, мы не ошибались ни в одной из этих 800 цифр, и все работало. Поэтому у нас уходило много времени: один смотрел на экран и проверял, другой говорил: «Переходи к следующей ячейке».

Затем я поступил в Кембриджский университет; эра микропроцессоров только начиналась. В университете был компьютерный клуб. Там стояла большая машина под названием Phoenix с исключительно замысловатой системой учета ресурсов.

Было очень важно, в какое именно время ты пользовался компьютером. Тебе давали некоторое количество единиц машинной «валюты», и чем больше памяти или времени у тебя уходило, тем больше их расходовалось. Соответственно, чем меньше ресурсов отнимала твоя программа, тем меньше ты тратил. Мы, зеленые студенты, которым этих единиц давали мало, просиживали там ночи напролет — после девяти вечера все стоило дешевле.

И мы с девяти вечера до трех ночи торчали там, сочиняя программы. На чем мы писали? На BCPL. Опять сплошная самодеятельность, как видите. В то время я занимался математикой и формально совсем не учился компьютерным наукам.

Тогда, в 1976-1979 годах, не было степени бакалавра как таковой. В последний год можно было выбрать специализацию, например компьютерные науки. Но нельзя было заниматься одним предметом все три года — надо было еще изучать, скажем, математику, естественные науки. Я занимался математикой и закончил со специальностью «Науки об электричестве». Тогда я считал, что компьютеры — так, игрушка, а специализация должна быть серьезной.

Но математика оказалась нелегким делом, ведь в Кембридже отличная математическая школа. Так что я переключился на электричество.

Сейбел: «Науки об электричестве» — это то, что в Америке называется «Электротехника»?

Пейтон-Джонс: Совершенно верно. Мой школьный приятель Томас Кларк тоже учился в Кембридже. Мы с ним собирали компьютеры. Покупаешь микропроцессор, много транзисторов серии 7400 и соединяешь их проводами. Большой проблемой оставались принтеры и экраны. С ними было трудно.

Сейбел: Стоили очень дорого.

Пейтон-Джонс: Да, очень дорого. Части электрической схемы студент еще мог купить, но принтеры... Это были большие линейные принтеры размером с холодильник. Внутри было много механических частей, так что эти устройства оказывались нам не по карману. И еще устройства для хранения данных, любые. Поэтому мы старались обходиться клавиатурой, экраном, ну, еще простенький лентопротяжный механизм.

Сейбел: Значит, в 1976-1979 годах вы собирали компьютеры из подручных средств. Но ведь как раз в это время выпустили Altair.