Мифический человеко-месяц или как создаются программные системы

Я полагаю, что правильным решением должно быть слияние файлов: включение документации в исходный текст программы. Это одновременно и сильный побудительный мотив к должному сопровождению, и гарантия того, что документация всегда будет под рукой у пользователя. Такие программы называют самодокументирующимися.

Очевидно, при этом неудобно, хотя и возможно, включать блок-схемы, если в этом есть необходимость. Но, приняв во внимание анахронизм блок-схем и использование преимущественно языков высокого уровня, становится возможным объединить программу с документацией.

Использование исходного кода программы в качестве носителя документации влечет некоторые ограничения. С другой стороны, непосредственный доступ читателя документации к каждой строке программы открывает возможность для новых технологий. Пришло время разработать радикально новые подходы и методы составления программной документации.

В качестве важнейшей цели мы должны попытаться предельно уменьшить груз документации — груз, с которым ни мы, ни наши предшественники толком не справились.

Подход. Первое предложение состоит в том, чтобы разделы программы, обязанные присутствовать в ней согласно требованиям языка программирования, содержали как можно больше документации. Соответственно, метки, операторы объявления и символические имена включают в задачу передать читателю как можно больше смысла.

Рис. 15.2 Сравнение блок-схемы и соответствующей программы на PL/I (фрагмент)

Второе предложение — в максимальной мере использовать пространство и формат, чтобы улучшить читаемость и показать отношения подчиненности и вложенности.

Третье предложение — включить в программу необходимую текстовую документацию в виде параграфов комментариев. В большинстве программ достаточно иметь построчные комментарии. В программах, отвечающих жестким стандартам организаций на «хорошее документирование», их часто слишком много. Однако даже в этих программах обычно недостаточно параграфов комментариев, которые действительно способствуют понятности и обозримости целого.

Поскольку документация встраивается в используемые программой структуру, имена и форматы, значительную часть этой работы необходимо проделать, когда программу только начинают писать. Но именно тогда и нужно писать документацию. Поскольку подход на основе самодокументирования сокращает дополнительную работу, меньше препятствий к его осуществлению.

Некоторые приемы. На рисунке 15.3 показана самодокументирующаяся программа на языке PL/I. [3] Числа в кружочках не являются ее частью, а служат метадокументацией для ссылок при обсуждении.

1. Используйте для каждого запуска свое имя задания и ведите журнал, в котором учитывайте предмет проверки, время и полученные результаты. Если имя состоит из мнемоники (здесь QLT) и числового суффикса (здесь 4), то суффикс можно использовать в качестве номера запуска, связывающего запись в журнале и листинг. При этом для разных прогонов требуются свои карты задания, но их можно делать колодами с дублированием постоянных данных.

2. Используйте мнемонические названия программы, включающие идентификатор версии — в предположении, что будет несколько версий. Здесь индекс — две младшие цифры года.

3. Включите текстовое описание в качестве комментариев к PROCEDURE.

4. Для документирования алгоритмов ссылайтесь, где можно, на литературу. Это экономит место, адресует к более полному освещению, чем можно дать в программе, и дает возможность знающему читателю пропустить ссылку, оставляя уверенность, что он вас поймет.

5. Покажите связь с алгоритмом, описанным в книге: а) изменения; б) особенности использования; в) представление данных.

6. Объявите все переменные. Используйте мнемонику. Используйте комментарии для превращения оператора DECLARE в полноценную легенду. Обратите внимание, что он уже содержит имена и описания структур, нужно лишь дополнить его описаниями назначения. Сделав это здесь, вы избежите отдельного повторения имен и структурных описаний.

7. Поставьте метку в начале инициализации.

8. Поставьте метки перед группами операторов, соответствующие операторам алгоритма, описанного в книге.

9. Используйте отступы для показа структуры и группирования.

10. Вручную поставьте стрелки, показывающие логический порядок операторов. Они очень полезны при отладке и внесении изменений. Их можно поместить на правом поле места для комментариев и сделать частью вводимого в машину текста.

11. Вставьте строчные комментарии для пояснения всего, что неочевидно. При использовании изложенных выше приемов они окажутся короче и малочисленней, чем обычно.

12. Помещайте несколько операторов на одной строке или один оператор на нескольких строках в соответствии с логической группировкой, а также чтобы показать связь с описанием алгоритма.

Возражения. Каковы недостатки такого подхода к документированию? Они существуют, и в прежние времена были существенными, но сейчас становятся мнимыми.

Рис. 15.3 Самодокументирующаяся программа

Самым серьезным возражением является увеличение размера исходного текста, который нужно хранить. Поскольку практика все более тяготеет к хранению исходного кода в активных устройствах, это вызывает растущее беспокойство. Лично я пишу более краткие комментарии в программах на APL, которые хранятся на диске, чем в программах на PL/I, которые хранятся на перфокартах.

Однако одновременно мы движемся к хранению в активных устройствах текстовых документов, доступ к которым и изменение осуществляется с помощью компьютеризированных текстовых редакторов. Как указывалось выше, слияние текста и программы сокращает общее количество хранимых символов.

Аналогичное возражение вызывает аргумент, что самодокументирующиеся программы требуют больше ввода с клавиатуры. В печатном документе требуется, по меньшей мере, одно нажатие на клавишу для каждого символа на каждый черновой экземпляр. В самодокументирующейся программе суммарное количество символов меньше, и на один символ приходится меньше нажатий на клавиши, так как черновики не перепечатываются.

А что же блок-схемы и структурные графы? Если используется только структурный граф самого высокого уровня, он вполне может содержаться в отдельном документе, поскольку редко подвергается изменениям. Но конечно, его можно включить в исходный текст программы в качестве комментария, что будет благоразумно.

В какой мере описанные выше приемы применимы для программ на языке ассемблера? Я думаю, что базовый подход документирования применим всюду. Свободным пространством и форматами можно пользоваться с меньшей степенью свободы, и поэтому они используются не так гибко. Имена и объявления структур, несомненно, можно использовать. Очень могут помочь макросы. Интенсивное использование параграфов комментарием является хорошей практикой в любом языке.

Но подход на основе самодокументирования стимулирован применением языков высокого уровня и обретает наибольшую мощь и наивысшее оправдание в языках высокого уровня, используемых в режиме он-лайн, будь то в пакетном режиме или интерактивно. Как я доказывал, такие языки и системы очень сильно облегчают жизнь программистов. Поскольку машины сделаны для людей, а не люди для машин, их использование оправдано как с экономической точки зрения, так и чисто по-человечески.