Кодеры за работой. Размышления о ремесле программиста - Сейбел Питер

Сейбел: То есть они в основном настраивали клавиши?

Стил: Именно. И каждый имел свои идеи насчет удобных сочетаний, поскольку что-то ты делаешь чаще, а что-то реже, и это можно оставить длинным. Один из этих парней был очень озабочен вводом Лисп-кода и начал экспериментировать с выражениями в скобках. Другой больше интересовался текстом — возможностью перемещаться по нему, переключать регистр и так далее. Вот откуда взялись эти команды в Emacs.

Итак, несколько человек, и у каждого свои идеи насчет удобных сочетаний клавиш. Я оказывал системную поддержку по Лиспу, и меня часто подзывали к себе, просили помочь. Вскоре я понял, что не могу помочь им, не могу менять их программы, потому что сочетания клавиш мне непонятны.

Сейбел: Одним из этих парней был Ричард Стеллмен?

Стил: Нет, Стеллмен занимался реализацией и поддержкой ТЕСО. Ричард снабдил его встроенной системой редактирования в реальном времени, хотя, кажется, над ранней версией работал Карл Миккельсен. Он реализовал функцию назначения сочетаний клавиш, которая сделала все это возможным.

Так или иначе, вышло, что есть четыре набора макросов, несовместимых друг с другом, и я решил заняться стандартизацией — или всеобщим примирением. Я заметил, что куда-то ушел дух товарищества, взаимопомощи, потому что уже нельзя было просто подсесть к чужому терминалу. И я сказал: «Ну вот, мы попробовали то и это, возникло много идей. Давайте придумаем общие и удобные для всех сочетания клавиш».

Я бегал с блокнотом по всему зданию, говорил со всеми этим парнями по несколько раз, пытаясь найти общий знаменатель. Я пытался как-то организовать те сочетания клавиш, которые они выбрали, пытался сделать так, чтобы они легко запоминались и складывались хоть в какую-то систему. Я не заботился об удобстве печатания вслепую, меня такие вещи вообще мало интересуют: я заботился о легкости запоминания. Вот почему Meta-C, Meta-L, Meta-U означают «с заглавной буквы», «строчные буквы», «заглавные буквы»[66].

Сейбел: Это в своем роде ирония, учитывая то, каким образом команды направляются от мозга к пальцам. Вы, наверное, тоже сталкивались с этим: кто-нибудь спрашивает о сочетании клавиш, которое вы используете сто раз в день, — и вы не способны ответить.

Стил: С этим сталкивалась моя жена. Это как-то прошло мимо меня — я не слишком ловко управляюсь с клавиатурой. Жена 20 лет не пользовалась Emacs, пока я не поставил эту программу на ее Макинтош. Она что-то ввела и спросила: «А как сохранить? Я забыла, как сохраняют файлы». Ее пальцы делали это автоматически, и она не помнила само сочетание. Тогда она проделала это, следя за своими пальцами, и сказала: «Ах да, Ctrl-X, Ctrl-S». To есть она печатала неосознанно.

Сейбел: Вы установили стандартные сочетания клавиш. Как это прошло? Люди были довольны?

Стил: Им пришлось, конечно, приложить усилия. Потом я занялся реализацией. Одновременно появилась и другая идея: можно заставить макросы ТЕСО работать быстрее, если сжать пробелы и убрать все комментарии. Интерпретатор ТЕСО обрабатывал символы последовательно, поэтому приходилось ждать, пока он пройдет очередной комментарий. Вот мы и решили создать примитивный компилятор ТЕСО, который бы сжимал пробелы, убирал комментарии и делал еще кое-что для ускорения работы.

И я поначалу решил разработать уплотнитель макросов на основе идеи Муна. То есть идея была не моя. Я стал думать, как организовать первые несколько функций, взял в качестве примера уже имевшиеся пакеты макросов, сделал своего рода синтез. Тут появился Стеллмен и сказал: «Чем ты занят? Выглядит интересно». Он подключился к этому делу, и все пошло в десять раз быстрее — Ричард знал ТЕСО досконально.

Выходит, я всерьез работал над реализацией Emacs 4-6 недель, не больше. Потом стало ясно, что Стеллмен все понял в этой программе, и я могу возвращаться к моим магистерским делам. Стеллмен сделал 99,999% всей работы. Но начал ее я.

Сейбел: Сменим тему. Компьютерные науки сегодня тесно связаны с математикой. Насколько важно для программиста-практика вникать, скажем, в математику из Кнута? Или лучше так: «Мне тут нужно отсортировать, пролистаю-ка я Кнута до того места, где он говорит „это наилучший алгоритм", и реализую его»?

Стил: Не знаю... У меня нет математического образования, и мне понятно у Кнута не все, особенно из области высшей или непрерывной математики. Здесь я плаваю. Комбинаторика, перестановки, теория групп — другое дело, все это я часто использую. Это мое рабочее орудие. Не каждому программисту нужна математика, но она упорядочивает понятия, с которыми программисты сталкиваются ежедневно.

Приведу пример из моей недавней работы над параллельными языками в рамках проекта Fortress. Предположим, вам надо сложить сколько-то чисел. Вы можете начать с нуля и прибавлять числа одно за другим — это традиционный последовательный подход.

Заметим, что у операции сложения есть нейтральный элемент. Вы должны начать с нуля. Тривиальное замечание, но все же сделаем его.

А можно сделать по-другому — расположить все числа в ряд и складывать их попарно. Вы получите ряд сумм, и в конце концов останется лишь одна сумма. Если количество чисел нечетное, последнее из них прибавляется к общей сумме и так далее. Этот метод тоже вполне применим. Для чисел с плавающей запятой надо быть строже в расчетах, хотя порой это не требуется — слишком велики издержки.

Результат получится тот же самый, по крайней мере, если мы имеем дело с целыми числами, как если бы мы начинали с нуля и прибавляли числа по одному, — в силу ассоциативности сложения. Иными словами, неважно, каким образом вы группируете числа.

Есть и третий метод. Допустим, имеется сколько-то процессоров. Вы распределяете пары по процессорам. Алгоритм «начать с нуля и прибавлять числа по одному» трудно распараллелить, а вот при методе разбивки на пары у вас как бы образуется дерево, разные части которого обрабатываются разными процессорами. Они делают это независимо друг от друга, и лишь в конце операции должны взаимодействовать между собой, чтобы вы получили сумму.

И это круто. Вот еще одна стратегия распараллеливания, больше похожая на первую: инициализируем какой-нибудь регистр нулем, а потом процессоры борются за то, чтобы взять следующее число и прибавить его к этому регистру. Встает вопрос о синхронизации, но ответ-то будет тот же самый. Ведь сложение не только ассоциативно, но и коммутативно. То есть не имеет значения не только порядок группировки чисел, но и порядок их обработки.

У математиков для описания всего этого есть громоздкие устрашающие слова — «нейтральный элемент», «ассоциативность», «коммутативность». Я попытался растолковать понятнее. Программистам надо просто знать, что порядок операций не имеет значения и что можно перегруппировывать объекты. То есть в какой-то мере математические понятия, я считаю, важны для программистов.

Сейбел: Да, это хороший пример, потому что его поймет каждый, кто знает арифметику. Но не считаете ли вы, что таким же образом в программирование входят и понятия более высокого уровня?

Стил: Предположим, я генерирую отчет. Типичная ситуация: я делаю сколько-то выводов на печать, они должны быть выведены в определенном порядке. В многоядерном мире я, возможно, захочу делать это не в линейном порядке, а разложить на разные процессоры. Как мне связать все воедино? Можно ли использовать те же методы, что при сложении чисел? Выясняется, что здесь есть ассоциативность, но нет коммутативности, — тогда я знаю, какие приемы будут работать для строк, а какие не будут. Как разработчик языков программирования, имеющий дело с созданием параллельных языков, я нахожу эти понятия и прилагающийся к ним словарь очень полезными.

Сейбел: Кстати о создании языков: как менялся ваш подход с течением времени?

Стил: Главную перемену я описал в своем докладе «Growing a Language» (Выращивание языка) на конференции по объектно-ориентированному программированию OOPSLA 1998 года. В 1970-е годы создатель языка готовил для него проект, реализовывал его и на этом всё. Или не всё; но вы оставались с мыслью, что язык завершен.