| 
  • If you are citizen of an European Union member nation, you may not use this service unless you are at least 16 years old.

  • Stop wasting time looking for files and revisions. Connect your Gmail, DriveDropbox, and Slack accounts and in less than 2 minutes, Dokkio will automatically organize all your file attachments. Learn more and claim your free account.

View
 

Глава 5

Page history last edited by PBworks 13 years, 8 months ago

ПРОБЛЕМА УЛУЧШЕНИЯ РАБОТЫ УМА:

НОВЫЙ КОГНИТИВНЫЙ ПОДХОД

 Разум! Когда же кончится столь долгое несовершеннолетие твое!

Уильям Гэзлит

ТЕКСТ КАК ЗРИТЕЛЬНАЯ СЦЕНА

Сетчатка человеческого глаза состоит из 126,5 миллионов чувствительных элементов — рецепторов. Она способна воспринимать свет с различной длиной волны (в пределах 380...760 нанометров), отражаемый объектами, находящимися в поле зрения, и преобразовывать его в электрические импульсы, которые направляются в высшие отделы мозга по зрительному нерву. Свет воздействует на чувствительное вещество (родопсин) рецепторов, вызывает изменения в структуре белка (опсина) и запускает цепь биохимических процессов в сетчатке, инициирующих передачу импульсов по зрительному нерву.

Какую информацию о физических объектах внешнего мира передают эти импульсы? Глаз способен воспринять не любые характеристики физических объектов, а только те, что связаны со световой энергией, т. е. оптические характеристики. Для глаза внешний мир — это оптический внешний мир, а составляющие его объекты — оптические объекты. Импульсы, бегущие в мозг по зрительному нерву, несут информацию только об оптических свойствах внешнего мира. Следовательно, с точки зрения глаза, любой текст и любая компьютерная программа, находящаяся в поле зрения, — это всего-навсего оптическое явление, т. е. оптический текст и оптическая программа.

Диосцена — Двумерная Информационная Оптическая сцена, предназначенная для зрительного восприятия информации человеком, целиком лежащая в поле зрения и предъявляемая человеку на бумаге или экране компьютера. Диосцена обычно имеет форму прямоугольника, размеры которого удобно задавать с помощью понятия “формат диосцены”. Для простоты ограничимся форматами, принятыми в стандарте ЕСКД (Единая Система Конструкторской Документации): А0, А1, А2, А3, А4, А4×4. Для зрительного восприятия важен не только формат диосцены, но и ее телесный угол, зависящий от расстояния между глазом и диосценой.

Диопрограмма — это любая компьютерная программа (будь то один из чертежей технологии I-CASE, исходный текст, распечатка объектного кода и т. д.), рассматриваемая как диосцена.

СИМУЛЬТАННОЕ И СУКЦЕССИВНОЕ ВОСПРИЯТИЕ

За миллионы лет эволюции система “глаз — мозг” изменялась таким образом, чтобы решать две задачи: “видеть, как можно больше (одномоментно), и видеть, как можно отчетливее”.

Для решения первой задачи у человека, во-первых, сформировалось поле зрения чрезвычайно больших размеров: 100...110° по вертикали и 120...130° — по горизонтали; во-вторых, образовался аппарат периферийного зрения. Для решения второй задачи в сетчатке глаза возникла область высокой остроты зрения (фовеа) и образовался аппарат центрального (фовеального) зрения.

Глаз и мозг способны работать в двух режимах: симультанном (быстрый панорамный прием обзорной информации с помощью периферийного зрения) и сукцессивном (медленный прием детальной информации с помощью центрального зрения). Их оптимальное сочетание позволяет получить важный приспособительный эффект. При симультанном (simultaneous) восприятии система “глаз — мозг” обладает способностью быстро, практически мгновенно воспринимать огромные объемы зрительной информации. Симультанно мы воспринимаем человеческие лица, картины природы, уличные сценки и многое другое. При сукцессивном (successive) восприятии производится тщательный последовательный анализ важной информации, первичное выделение которой произошло в ходе симультанного восприятия.

При чтении длинного словесного текста глаз и мозг работают преимущественно в сукцессивном режиме (т. е. медленно), при восприятии изображений доминирует симультанный (быстрый) режим. Если одну и ту же информацию можно представить и в текстовой, и в графической форме, последняя обеспечивает более высокую скорость понимания за счет того, что преимущественно сукцессивный режим восприятия текста заменяется на преимущественно симультанный режим анализа изображения.

КАК ПОВЫСИТЬ ПРОДУКТИВНОСТЬ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО МОЗГА?

Сетчатка человеческого глаза является двумерной поверхностью, по-этому любую информацию о внешнем мире фотокамера глаза превращает в двумерное изображение на сетчатке. Нас интересует восприятие двумерных искусственных зрительных сцен (диосцен и диопрограмм). Полезно заметить, что искусственные двумерные сцены и естественные трехмерные сцены окружающего мира имеют “общую судьбу”, ибо фотокамера глаза приводит их к одному знаменателю, преобразуя в двумерный сетчаточный зрительный образ. Учитывая этот факт и опираясь на известные результаты эволюционной теории, нейробиологии и психологии, можно сформулировать несколько постулатов, которые имеют важное значение для дальнейшего анализа.

  • Чтобы повысить продуктивность мозга при работе с текстами и чертежами, необходимо реализовать возможно более полное использование тех особенностей работы глаза и мозга, которые выработались за миллионы лет эволюции, выбрать наилучшее сочетание симультанного и сукцессивного восприятия, центрального и периферийного зрения.
  • Сетчаточный образ диосцены по своим параметрам должен (в пределах разумного) уподобляться сетчаточному образу естественных зрительных сцен. Структура, размеры и телесный угол искусственных зрительных сцен (диосцен) во многих отношениях могут и должны быть приближены к соответствующим параметрам естественных сцен, что позволяет с наибольшей эффективностью использовать уже имеющиеся в человеческом мозгу механизмы, сформировавшиеся в процессе восприятия естественных сцен и, прежде всего, мощные механизмы симультанного восприятия.
  • Чтобы задействовать указанные механизмы как можно лучше в целях повышения продуктивности мозга, диосцены, их оптический алфавит и оптический синтаксис следует проектировать с помощью специально разработанных научно-обоснованных когнитивных методов. Для этого когнитивно-значимые параметры диосцен нужно согласовать с конструктивными характеристиками глаза и мозга.
  • Диосцена должна отражать не только сущность, но и структуру проблемной ситуации, облегчать мышление, придавать ему большую точность и силу.
  • Желательно, чтобы диосцена выглядела не как набор изолированных фрагментов с разорванными линиями, а как законченный целостный зрительный образ, имеющий четкий контур, причем фрагменты этого образа также имели бы контур из замкнутых линий. Наличие замкнутых контуров облегчает выделение смысловой фигуры из зрительного фона как на уровне всего чертежа, так и на уровне его фрагментов1.

Наша ближайшая цель состоит в том, чтобы подвести читателя к следующему выводу: замена текста эквивалентным ему чертежом (например, переход от текстового программирования к визуальному) обеспечивает более высокую продуктивность мозга за счет “симультанизации”, т. е. увеличения скорости работы мозга при переходе от медленного сукцессивного восприятия текста к быстрому симультанному восприятию чертежа.

КОГНИТИВНЫЙ НЕДОСТАТОК ТЕКСТОВОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗНАНИЙ

Органический, принципиально неустранимый порок текстового представления знаний (в частности, текстового программирования) состоит в том, что оно не позволяет задействовать огромные резервы производительности человеческого мозга, связанные с его способностью к скоростной обработке больших массивов симультанно воспринимаемой информации.

Обоснование этого вывода состоит в следующем. Если встать на позиции нейробиологии и когнитивной эргономики, то — вопреки общепринятой точке зрения — изобретение текстовых книг, текстового программирования и компьютеров с текстовым пользовательским интерфейсом было в некотором смысле “противоестественным” событием. Во-первых, рабочее поле зрения ощутимо сузилось, так как телесный угол страницы текста или экрана текстового дисплея во много раз меньше физиологического поля зрения. Во-вторых, значительно уменьшилась скорость обработки информации в мозгу, ибо зрительный анализатор, созданный эволюцией прежде всего для быстрого симультанного восприятия огромных массивов информации, находящейся в широкоугольном поле зрения, мгновенного выделения из нее наиболее важных сведений и быстрого принятия решения, принудительно начал работать в искусственно замедленном и потому неэффективном сукцессивном режиме, неизбежном при чтении текста. Таким образом, ювелирная работа эволюции по формированию мощных симультанных механизмов периферийного зрения при чтении текста оказалась частично невостребованной. Возник нежелательный перекос в распределении нагрузки между двумя зрительными системами — центральной и периферийной, в результате чего роль последней оказалась ослабленной.

Между тем периферийная система важнее центральной в том смысле, что “для адекватного понимания зрительной сцены важнее способность к одномоментному крупномасштабному схватыванию отношений между предметами, чем возможность тонкого... анализа отдельных деталей”. Из клинической практики известно, что поражение всех зон поля зрения, кроме центральной (фовеальной) области практически равносильно слепоте. Таким образом, создав текстовые книги, текстовое программирование и компьютеры с текстовым пользовательским интерфейсом, т. е. искусственно отключив значительную часть периферийного зрения, авторы названных изобретений обрекли читателей деловой литературы, программистов и пользователей на частичную “слепоту”, образно говоря, выключили из работы значительную часть их мозга, вследствие чего громадные резервы коллективного интеллекта этих людей не используются.

Во всех случаях, когда дальнейший рост продуктивности мозга работников становится неотложной и приоритетной задачей, можно прогнозировать, что текстовое представление знаний и текстовое программирование будет уступать место визуальному (графическому).

Когнитивную сущность изложенных соображений можно охарактеризовать как принцип симультанизации: если текст и чертеж эквивалентны (содержат одну и ту же информацию), замена текста удачным чертежом увеличивает продуктивность мозга работников за счет более активного включения в работу симультанных механизмов восприятия и мышления. Слово “мышление” добавлено не случайно, ибо, как показал В. Глезер, можно “отождествить зрительное восприятие с конкретным предметным мышлением”.

КАКИМ ДОЛЖЕН БЫТЬ ФОРМАТ ДИОСЦЕНЫ?

При традиционном подходе вопрос о выборе формата диопрограммы (т. е. ее габаритов — высоты и ширины) перед программистом почти никогда не встает. В самом деле, если компьютер и принтер уже куплены, то размеры экрана дисплея и формат страницы листинга жестко заданы. Вместе с тем следует иметь в виду, что выбор оптимального формата может оказать сильное влияние на производительность труда.

Итак, каким должен быть формат диосцены? Какой формат диопрограммы обеспечивает максимальную продуктивность человеческого мозга? Ответ будет разным для текстового и визуального программирования.

Для текстового случая обычно используемый формат экрана и принтера А4, видимо, близок к оптимальному. Однако для визуального программирования дело обстоит иначе.

Принцип зависимости эффективности восприятия от используемой доли поля зрения. Скорость симультанного восприятия визуальной диосцены зависит от ее габаритов и телесного угла, т. е. от фактически используемой доли поля зрения. Если эта доля невелика, скорость будет незначительной, если велика — большой. Если доля слишком мала, следует говорить о недоиспользовании возможностей симультанного восприятия, т. е. об искусственно вызванной частичной “слепоте”, которая отрицательно влияет на продуктивность мозга.

Другой недостаток состоит в том, что необоснованное уменьшение формата визуальной диосцены может привести к когнитивной перегрузке мозга. Предположим, имеется чертеж визуальной программы, занимающий всю площадь большого листа бумаги формата А1. Предположим далее, что мы в исследовательских целях разрезали его на восемь страниц формата А4 и стали поочередно предъявлять их человеку, который должен прочитать чертеж программы и детально в ней разобраться.

Чтобы выявить суть дела, прибегнем к аналогии. Допустим, нужно опознать человека по фотографии. Если перед нами нормальная фотография, задача решается легко. Но что будет, если фотография разорвана на восемь частей, на которые запрещается смотреть одновременно и которые предъявляются только по очереди? Очевидно, при таких условиях решение задачи опознания становится чрезвычайно трудным, а с увеличением числа фрагментов — невозможным.

Возвращаясь к примеру с чертежом программы, можно сказать, что расчленение целостного зрительного образа визуальной программы на несколько фрагментов есть искусственно вызванное усложнение задачи, приводящее к неоправданной перегрузке мозга. В условиях подобного расчленения 95% интеллектуальных усилий тратится на надуманную работу по воссозданию целостного зрительного образа и лишь 5% — на решение основной задачи (понимание программы). В самом деле, чтобы понять смысл ансамбля из восьми диосцен, читатель должен, постоянно листая страницы программы взад и вперед, поочередно прочитать, понять и запомнить все восемь фрагментов чертежа программы, найти и мысленно соединить все отрезки, обозначающие переход линий с листа на лист; после этого его мозг должен “склеить” фрагменты в единый взаимоувязанный образ. Все эти трудозатраты оказываются ненужными, когда мы смотрим на диопрограмму формата А1.

Для условий описанного примера справедливо заключение: если заменить восемь “рваных кусков” формата А4 на единую стройную картину формата А1, можно значительно увеличить скорость мышления и продуктивность мозга программиста. Этот вывод подтверждается мировой практикой создания машиностроительных чертежей и электрических схем, где широко используются большие форматы А1 и А0, что нашло закрепление в соответствующих международных и национальных стандартах.

Изложенные соображения позволяют сформулировать принцип приоритета целостного образа. Если имеются два эквивалентных графических представления одной и той же программы: 1) в виде одного большого чертежа (например, формата А4×4, А1 или А0), который хорошо отражает структуру проблемной ситуации в форме целостного и стройного визуального образа, и 2) в виде набора из нескольких маленьких чертежей (например, четырех, восьми или шестнадцати форматок А4), то замена набора мелких чертежей на один большой увеличивает продуктивность мозга за счет увеличения активно используемой доли физиологического поля зрения, замены образов памяти на образы восприятия, устранения паразитной когнитивной нагрузки и более эффективного использования симультанных механизмов.

КОГНИТИВНЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Говорят, один рисунок стоит тысячи слов, и это действительно так при условии, что рисунок хороший. Последнее условие является существенным, так как неумелое использование чертежей и рисунков может принести только вред. Возникает вопрос: при каких условиях замена текста изображением дает максимальный когнитивный выигрыш с точки зрения интенсификации работы мозга?

Говоря упрощенно, таких условий всего два: визуальная диосцена должна иметь, во-первых, хорошие размеры, во-вторых, хорошую структуру1.

Что значит хорошие размеры? Размеры зависят от когнитивной сложности проблемы. Для более простых случаев можно использовать форматы А4 и А3, для более сложных — форматы А4×4, А1, для особо сложных А0. Напомним еще раз, что все эти форматы прошли массовую проверку в мировой инженерной практике. Они начинают применяться и в практике программирования. Например, при использовании CASE-инструмента ProKit WORKBENCH фирмы McDonnel Douglas Information Systems используются программные чертежи размером 3 × 4 фута (91 × 122 см) — что-то среднее между форматами А1 и А0.

Что значит хорошая структура? Ниже дается примерный ответ, но не для общего случая, а только для блок-схем (потому что язык ДРАКОН строится на основе блок-схем; большинство программных чертежей методологии RAD — тоже блок-схемы)2. По нашему мнению, блок-схемы обладают хорошей структурой, если при их создании учитываются (возможно, с исключениями) следующие правила.

  • Структура диосцены должна быть не хаотичной, а регулярной и предсказуемой.
  • Диосцену желательно разбить на зоны, имеющие зрительно-смысловое значение3 (зона обычно содержит несколько блоков).
  • Назначение зон желательно разъяснить с помощью надписей, расположение которых в поле чертежа подчиняется визуальной логике картины и облегчает ее понимание.
  • Границы зон (выделяемые пробелами или линиями) должны иметь простую прямоугольную форму.
  • Структурные зоны, блоки и их связи желательно упорядочить по двум декартовым осям. Предварительно нужно четко определить критерии ориентации содержания диосцены по осям х и у, специально оговорив критерии и смысл движения взгляда по указанным осям как в прямом, так и в обратном направлении.
  • Соединительные линии между блоками должны быть вертикальными и горизонтальными. Наклонные линии не рекомендуются.
  • Желательно, чтобы входы и выходы блоков имели однозначную ориентацию. Например, если определено, что входная линия присоединяется к блоку сверху, то иное присоединение (справа, слева и снизу) следует считать не очень хорошим.
  • Число пересечений, обрывов и изломов на соединительных линиях нужно минимизировать.
  • Следует избегать визуальных помех, т. е. избыточных обозначений, без которых можно обойтись и которые отвлекают внимание от главного.
  • Замкнутые контуры предпочтительнее, чем разорванные линии.
  • Следует использовать простые и интуитивно ясные средства, позволяющие отделить смысловую фигуру (простую или составную) от фона.
  • Линии контура блоков должны быть жирнее, чем соединительные линии.
  • Следует использовать также некоторые правила, рекомендуемые в инженерной психологии для проектирования средств отображения информации, например правило метра и ритма.

Подчеркнем еще раз, что перечисленные рекомендации не претендуют на роль армейских приказов, которые следует неукоснительно выполнять во всех пунктах. Выражаясь портновским языком, это скорее стандартные выкройки, которые для каждого клиента следует подогнать по фигуре. Иначе говоря, это общие положения, однако на их основе — после учета особенностей проектируемого класса блок-схем — могут быть сформулированы конкретные правила. В последующих главах будут изложены, тщательно обоснованы и снабжены многочисленными примерами детально разработанные наборы эргономических правил, использованные при создании языка ДРАКОН.

ЗАЧЕМ НУЖНЫ ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ?

Современный подход к когнитивному проектированию языковых средств программирования состоит из шести частично перекрывающихся этапов:

  • разработка теоретических положений когнитивного программирования;
  • трансформация их в конкретные эргономические правила проектирования языковых средств;
  • разработка желаемого языка программирования с нужными когнитивными и иными характеристиками с учетом указанных правил;
  • проверка когнитивной эффективности конструкций нового языка с помощью управляемого психологического эксперимента, построенного в соответствии со строгими критериями, принятыми в экспериментальной психологии;
  • оценка когнитивного качества нового языка методом экспертных оценок, полученных на основе использования языка в нескольких программных проектах;
  • доработка языка с целью устранения когнитивных недостатков.

Цель данного параграфа — подчеркнуть особую значимость управляемого психологического эксперимента как мощного средства контроля, необходимого для улучшения когнитивного качества проектируемых языков.

Термин “психология программирования” ввел Том Лав, психолог фирмы “Дженерал Электрик”, занимавшийся методами усовершенствования производства программ. Психология программирования призвана решить ряд задач, в частности, исключить случайные и субъективные факторы, обусловленные сиюминутными проектными и коммерческими соображениями и приводящие к приблизительным, качественным суждениям о том, “что людям должно нравиться” или “что проще в использовании”. Для экспериментального обоснования своих рекомендаций психология программирования предпочитает использовать точные количественные методы исследования человеческой деятельности.

Если вчера многие разработчики языков программирования зачастую обосновывали свою позицию с помощью аргументов типа “это удобно”, “это наглядно и понятно каждому”, “это предельно ясная и читабельная языковая конструкция”, “так проще”, “так быстрее”, “так доходчивее”, то сегодня все яснее становится крайняя неопределенность, слабость и субъективность подобных утверждений. Несостоятельность традиционных методов оценки наглядности и удобства особенно ярко проявляется в тех ситуациях, когда в ходе полемики на тему “чья нотация лучше?”, каждый из авторов, отстаивающих диаметрально противоположные точки зрения, объявляет свою систему нотаций “более наглядной” и “более удобной”.

Чтобы устранить споры, необходим корректно поставленный психологический эксперимент. В частности, чтобы выяснить, какая из двух языковых конструкций (или форм представления знаний) является более понятной, можно провести эксперимент на двух представительных выборках (группах людей, например, студентов), из которых первая группа решает задачу с помощью первой языковой конструкции или нотации, а вторая — пользуется конкурирующими структурами и обозначениями. Сравнивая объективные количественные показатели, такие, как среднее время решения задачи или среднее по группе число правильных ответов на контрольные вопросы, можно получить объективную оценку, говорящую в пользу той или иной языковой структуры, нотации, формы визуального чертежа и т. д. Использование хорошо отработанной технологии управляемых психологических экспериментов позволяет устранить субъективизм, преодолеть разногласия между разными разработчиками — соавторами языка, устранить когнитивные погрешности и за счет этого существенно улучшить когнитивное качество проектируемых языков.

К сожалению, в нашей стране психология программирования развита слабо и практически не имеет связей с кафедрами информатики, вычислительной математики и программирования вузов. По мнению автора, в качестве первого шага следует ввести курс психологии программирования или когнитивных основ программирования для студентов факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ, а также на соответствующих кафедрах других ведущих ВУЗов, готовящих программистов.

ОШИБКА ДЖЕЙМСА МАРТИНА

Джеймс Мартин — специалист мирового класса, признанный авторитет в области компьютерных наук, автор многих книг, в том числе фундаментального руководства по методологии RAD. Он — один из тех, к кому прислушиваются, чье мнение во многом определяет стиль работы и практические действия многих организаций и специалистов во всем мире.

Вот почему имеет смысл обратить внимание читателя на одно спорное, чтобы не сказать ошибочное положение, которое Мартин систематически отстаивает в своих трудах на протяжении многих лет. Речь идет о рекомендации Мартина использовать для графического представления программ чертежи “нормального размера”, которые можно напечатать на обычном принтере. Некорректность связанных с этим аргументов иллюстрирует табл. 1, в левой графе которой приводятся рекомендации Мартина, а в правой — опровергающие их соображения.

“ЭТО ЧУДАКАМ-ИНЖЕНЕРАМ НУЖНЫ БОЛЬШИЕ ЧЕРТЕЖИ,

А МЫ, ХИТРЕЦЫ-ПРОГРАММИСТЫ, ОБОЙДЕМСЯ МАЛЕНЬКИМИ”

По мнению автора, позиция Мартина отражает общее заблуждение, глубоко укоренившееся в умах многих специалистов по информатике и препятствующее прогрессу в деле повышения продуктивности мозга программистов.

Проследим ход рассуждений Мартина. Они весьма просты. Персональные компьютеры и дешевые принтеры получили массовое распространение и доступны всем. В отличие от них плоттеры встречаются сравнительно редко. Поэтому при выборе формата визуальных чертежей следует ориентироваться на имеющуюся технику. Исходя из этого, Мартин, жертвуя наглядностью ради уменьшения формата, предлагает тщательно продуманную систему мер, позволяющих сократить размеры чертежей, чтобы использовать “дешевые принтеры” и сэкономить на плоттерах. Хотя в каких-то частных ситуациях такой подход может оказаться разумным, однако в масштабе национальной или мировой экономики идея “дешевых принтеров” не улучшает, а наоборот, ухудшает экономические показатели информационной отрасли, так как, выигрывая по стоимости плоттеров, мы несоизмеримо проигрываем на производительности труда. Это значит, что в стратегическом плане Мартин пожертвовал не пешку за ферзя, а наоборот, ферзя за пешку.

Утверждение МартинаВозражение
Чертежи программ должны быть компактнымиКомпактность — не самоцель. К ней следует стремиться в тех случаях, когда она увеличивает производительность. Если же компактность чертежа затрудняет понимание вопроса и снижает продуктивность, разумно от нее отказаться
Чертежи программ следует выполнять на бумаге формата А4Это верно, если проблема простая и иллюстрирующий ее рисунок целиком размещается на листе формата А4. Если же проблема сложная и требует, например, 400 форматок А4, выгодней перейти к большим форматам. В этом случае понадобится всего 50 листов формата А1 или 25 листов формата А0. Большие чертежи, нарисованные в соответствии с когнитивно-эргономическими правилами с помощью технологии I-CASE, снижают когнитивную нагрузку на мозг читателя и повышают умственную производительность в процессе понимания и анализа сложных программных проектов
Большие чертежи неудобны тем, что их трудно посылать другим людям или брать домойЭто неверно. Во всем мире инженеры пользуются большими чертежами: их постоянно пересылают из одной организации в другую, берут для работы домой и т. д. Автор сам это делал много раз и может поручиться, что при этом не возникает никаких проблем. Чертежи форматов А1 и А0 известным способом несколько раз перегибаются и укладываются в папку для бумаг формата А4
Некоторые аналитики, программисты и администраторы данных любят рисовать цветные настенные схемы шириной шесть футов (2 м 10 см). Это можно сделать с помощью плоттера CALCOMP, однако такие плоттеры дороги и недоступны большинству аналитиков и программистов. Нужно отказаться от подобных громадных чертежей и ограничиться форматом, который можно напечатать с помощью обычного персонального компьютера и принтераРассуждение некорректно, ибо Мартин рассматривает две крайние позиции: либо роскошные двухметровые цветные чертежи, сделанные на сверхдорогом плоттере, либо маленькие форматки обычного персонального компьютера. В действительности существует промежуточный вариант: малогабаритный щелевой плоттер с рапидографом, позволяющий рисовать черно-белые чертежи формата А1. Такие плоттеры относительно недороги и представляют собой разумный компромисс. Существуют и другие приемлемые варианты плоттеров
Иногда чертеж требует больших размеров бумаги. В этом случае следует увеличивать не горизонтальный, а вертикальный размер чертежа, чтобы напечатать его на фальцованной (сложенной на сгибах) бумаге на обычном принтереЭтот совет, как и предыдущие, не учитывает когнитивные вопросы и нарушает известную рекомендацию инженерной психологии: при создании средств отображения информации “следует учитывать особенности биомеханики глаза, в частности, то, что горизонтальные движения глаз совершаются наиболее легко и быстро. Менее быстры вертикальные движения”1

Слабость позиции Мартина состоит в том, что он упускает из виду исключительно важный факт: между размерами программных чертежей и производительностью умственного труда существует связь. Эта связь хорошо понятна: при увеличении формата графической диосцены включаются в работу мощные резервы симультанного восприятия и увеличивается скорость работы мозга за счет ликвидации эффекта “частичной слепоты”.

Против Мартина работает еще один аргумент, связанный с уроками истории. Всемирная практика развития машиностроения и электротехники привела инженеров к двум выводам:

  1. замена текстового описания механических и электрических устройств чертежами повышает производительность;
  2. форматы чертежей в зависимости от обстоятельств целесообразно увеличить до нужных размеров.

Сегодня программисты, можно сказать, уже согласились с первым выводом и решили, что им, как и инженерам, тоже нужны чертежи. Однако второй вывод по-прежнему отвергается, поскольку миф об исключительности программистов оказывается необыкновенно живучим (см. заголовок этого параграфа). Ясно, однако, что зрительный анализатор и мозг программиста по своей конструкции не отличаются от мозга инженера. Механизмы зрительного восприятия чертежей определяются нейро-биологическими и психологическими закономерностями, которые едины для программистов и инженеров. Это значит, что сказав А, нужно сказать и Б. Логично предположить, что рано или поздно в программировании будет узаконен тот же набор форматов чертежей, что и в инженерном деле. Чем скорее это будет сделано, тем лучше.

Чтобы реализовать идею на практике, нужно выполнить три условия. Во-первых, оборудование рабочих мест системных аналитиков и программистов должно содержать не только компьютер и принтер, но и плоттер (коллективного или — по мере удешевления — индивидуального пользования). Речь идет не о единичных случаях, о массовой доукомплектации рабочих мест, чтобы плоттеры стали доступны всем работникам, для которых их использование оправдано с точки зрения производительности, экономических и когнитивных факторов (за вычетом неизбежного периода больших начальных затрат). Во-вторых, инструментальные средства создания программ должны быть снабжены дополнительными интерфейсами с выходом на драйверы плоттеров (которые сегодня отсутствуют). В-третьих, нужна хорошо продуманная система переобучения.

Практическое внедрение идеи целесообразно начать с больших организаций, где разрабатываются и аппаратура, и программы. В таких организациях уже имеются плоттеры, однако сегодня их активно используют инженеры, но не программисты. Последние в большинстве случав даже не догадываются, что могут получить значительный выигрыш от энергичной работы с плоттерами. В связи с этим необходимо создать атмосферу “общественного беспокойства”, стимулирующую осознание полезности больших форматов и плоттеров для роста производительности.

Реализация намеченного плана неизбежно столкнется с немалыми трудностями. Однако они преодолимы и будут уменьшаться по мере приобретения навыков, удешевления техники и увеличения размеров экранов компьютеров. Ясно одно: господствующую сегодня точку зрения, согласно которой плоттеры нужны инженерам и не нужны программистам, следует признать порочной и неприемлемой, поскольку эффективность программирования играет существенную роль в национальной экономике. Даже незначительное в процентном отношении повышение производительности труда в этой сфере деятельности может привести к серьезной экономии.

ВОЗМОЖНА ЛИ СТРАТЕГИЧЕСКАЯ РЕФОРМА

МИРОВОЙ ПРАКТИКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Согласно исследованиям американского специалиста Джона Мусы за двадцать лет между 1965 и 1985 гг. потребность в программном обеспечении увеличилась в сто раз, однако производительность программистов выросла лишь в два раза. А. Питер и Т. Рэймонд характеризуют этот факт, как “кризис производительности”.

Барри Боэм пишет: “Основной причиной того, что повышение производительности разработки ПО (программного обеспечения) стало острой проблемой, является увеличивающийся спрос на новое ПО, не согласующийся с имеющимися возможностями традиционных подходов”. Налицо драматический разрыв между достигнутым уровнем производительности и лавинообразным ростом потребностей, который отражает объективную тенденцию, связанную с непрерывным возрастанием роли программных средств в экономике любой развитой страны. Главное противоречие современности — между мощными процессорами и громоздкими и полными ошибок программами. Именно отсюда, со стороны программного обеспечения может прийти новая революция, и тогда монотонное и пресное течение компьютерных дел прервется новыми неординарными событиями. Но вряд ли это случится в ближайшее время.

По нашему мнению, последнюю оценку следует уточнить: новая революция в производительности труда произойдет тогда, когда при проектировании следующего поколения компьютерных методологий и средств создания программ будет повсеместно осознана и поставлена во главу угла приоритетная роль когнитивного фактора. На практике это означает, что в битве за производительность необходимо перевести из стратегического резерва в действующую армию все три вида “когнитивного оружия”:

  1. переход от текстового представления знаний и текстового программирования к визуальному;
  2. увеличение формата диосцен и диопрограмм до оптимальных размеров, позволяющих устранить эффект “частичной слепоты”;
  3. научно обоснованное увеличение наглядности визуальных форм представления знаний и визуальных программ и проектирование структуры диосцен на основе признанной теории и набора когнитивных правил, уточненных в ходе управляемого психологического эксперимента.

Эти три пункта можно охарактеризовать как предварительный план стратегической реформы мировой практики программирования, который предлагается для обсуждения и критики. Остальную часть книги можно рассматривать как попытку обосновать этот план.

ВЫВОДЫ

  1. С точки зрения нейробиологии и психологии, информационные сообщения, записанные с помощью нотаций письменного языка и предъявляемые человеку на бумаге или экране, поступают в высшие отделы мозга через зрительный анализатор. Следовательно, указанные сообщения есть не что иное как оптический код, представленный в виде одной или нескольких диосцен. Этот код имеет оптический синтаксис и оптическую семантику.
  2. Между оптическими характеристиками диосцен и продуктивностью мозга есть связь: изменяя конструкцию и характеристики диосцен (передающих заданное смысловое сообщение), можно увеличить продуктивность мозга.
  3. Чтобы улучшить работу ума, оптический синтаксис и семантику диосцен следует проектировать так, чтобы характеристики диосцен и характеристики мозга были согласованы между собой.
  4. Новый когнитивный подход — это попытка подготовить теоретическую платформу для разработки некоторых методов повышения интеллектуальной продуктивности человеческого мозга и построения языков следующего поколения, удовлетворяющих критерию улучшения работы ума и сверхвысокого понимания. Предполагается, что это создаст предпосылки для стратегической реформы мировой практики программирования.

Comments (0)

You don't have permission to comment on this page.