今天給大家介紹兩個(gè)軟件，一個(gè)體現(xiàn)了人類在軟件開發(fā)流程上的極致，另外一個(gè)則體現(xiàn)了程序員個(gè)體能力的巔峰。

一、航天飛機(jī)飛控軟件

先來說第一個(gè)，航天飛機(jī)飛行控制軟件，就是下圖這個(gè)大家伙。

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航天飛機(jī)重達(dá)120噸，還攜帶著2000噸的燃料。

它有四臺(tái)硬件相同，軟件也相同的計(jì)算機(jī)對(duì)發(fā)射過程進(jìn)行精準(zhǔn)控制，從幾千個(gè)傳感器中提取信息，每秒做出幾百個(gè)決定，并且對(duì)每個(gè)決定進(jìn)行投票。

第五臺(tái)計(jì)算機(jī)，則運(yùn)行著不同的軟件，隨時(shí)待命，準(zhǔn)備替換其他發(fā)生故障的計(jì)算機(jī)。

這些計(jì)算機(jī)要確定什么時(shí)候?qū)χ靼l(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，什么時(shí)候下令固體火箭助推器點(diǎn)火，火箭姿態(tài)控制....

每次發(fā)射，軟件都控制著價(jià)值40億美元的設(shè)備，六名航天員的生命，以及國(guó)家的夢(mèng)想。

這個(gè)軟件不能崩潰，不能重啟，最小的誤差都不允許：一個(gè)三分之二秒的計(jì)時(shí)錯(cuò)誤就會(huì)使航天飛機(jī)偏離航線近5公里。

洛克希德馬丁公司的航天飛機(jī)小組實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)：軟件幾乎沒有錯(cuò)誤，接近完美。

軟件的最后三個(gè)版本，每個(gè)版本(42萬(wàn)行代碼)只有一個(gè)Bug。

最后的11個(gè)版本一共有17個(gè)錯(cuò)誤，同等復(fù)雜度的商業(yè)程序有5000個(gè)。

這樣的軟件是如何煉成的呢？

答案是極為苛刻軟件流程。

洛克希德馬丁公司的航天飛機(jī)軟件小組有260名員工，這些人創(chuàng)造了一種完全不同的開發(fā)文化。

沒有超級(jí)明星程序員，開發(fā)軟件的整個(gè)流程都是有意設(shè)計(jì)的，不依賴任何特定的人。

這個(gè)流程使得他們過上正常的生活，滿足最后期限，交付完全符合其承諾的軟件。

這個(gè)流程包含幾個(gè)要點(diǎn)：

1. 軟件的質(zhì)量取決于軟件的計(jì)劃

在航天飛機(jī)軟件開發(fā)小組，軟件開發(fā)周期中有三分之一的時(shí)間不寫代碼，而是和NASA一起用來討論需求：軟件應(yīng)該做什么事情。

即使是最微小的細(xì)節(jié)也要達(dá)成一致。不是口頭達(dá)成一致，而是寫下來，文檔化，形成規(guī)范，非常專業(yè)和精確。

未經(jīng)雙方的同意，規(guī)范中的任何內(nèi)容都不會(huì)更改。

沒有良好定義的規(guī)范，程序員不會(huì)改任何一行代碼。

例如讓航天飛機(jī)使用GPS導(dǎo)航，這一變化僅涉及6366行代碼，占程序總量的1.5%， 但是相關(guān)的文檔長(zhǎng)達(dá)2500頁(yè)，涵蓋了各種各樣的條件，分支，幾乎就是偽代碼了。

而航天飛機(jī)系統(tǒng)的軟件，總文檔足足有30卷，40000頁(yè)！

2. 兩個(gè)百科全書式的數(shù)據(jù)庫(kù)

一個(gè)是代碼歷史的數(shù)據(jù)庫(kù)，每一行代碼都有注釋，顯示每次的更改時(shí)間，更改原因，更改目的，有哪些文檔詳細(xì)說明了更改。

對(duì)于代碼發(fā)生的一切都記錄在這里，每一行代碼的“祖譜”都可以立刻提供給每個(gè)人。

第二個(gè)是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄了軟件在編寫和運(yùn)行時(shí)發(fā)生的每一個(gè)錯(cuò)誤，可以追溯到近20年前。

每個(gè)錯(cuò)誤都會(huì)記錄下它被發(fā)現(xiàn)的時(shí)間，是誰(shuí)發(fā)現(xiàn)了它，當(dāng)時(shí)正在發(fā)生什么活動(dòng)（測(cè)試，訓(xùn)練，飛行），錯(cuò)誤是如何引入的，為什么逃過了設(shè)計(jì)階段，開發(fā)階段，測(cè)試階段的嚴(yán)格審查.....

由于積累了如此多的數(shù)據(jù)，以至于他們開發(fā)了一個(gè)代碼模型，能預(yù)測(cè)某個(gè)版本中可能有多少錯(cuò)誤。

如果開發(fā)人員和測(cè)試人員發(fā)現(xiàn)的Bug太少，大家會(huì)重復(fù)流程，努力使得現(xiàn)實(shí)和預(yù)測(cè)相匹配。

3.不止要修復(fù)錯(cuò)誤，要修復(fù)任何引入錯(cuò)誤的東西

如果軟件存在缺陷，那么編寫它的方式一定存在問題。

在計(jì)劃階段沒有發(fā)現(xiàn)的Bug，是如何逃過檢查的？檢查流程是否出了問題，是不是要在checklist上增加一項(xiàng)檢查？

重要的是，不要將錯(cuò)誤歸咎于個(gè)人。流程要承擔(dān)責(zé)任---啟動(dòng)一個(gè)分析的流程來發(fā)現(xiàn)Bug的原因。

航天飛機(jī)軟件開發(fā)小組的流程是如此強(qiáng)大，不僅僅通過了SEI CMM5的認(rèn)證，而且SEI的不少標(biāo)準(zhǔn)就來自于這個(gè)小組的各種實(shí)踐。

洛克希德馬丁開發(fā)了近乎完美的軟件，大家肯定會(huì)想到一個(gè)問題：這種開發(fā)方式會(huì)不會(huì)扼殺創(chuàng)造力？

他們的回答是：會(huì)，因?yàn)榇蠹冶仨毎凑帐謨?cè)上規(guī)定的流程去做，并且時(shí)時(shí)刻刻都有人在背后監(jiān)督。

人們必須將創(chuàng)造力用于改變流程，而不是改變軟件。

二、排版軟件TEX

經(jīng)典巨著《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的藝術(shù)》在程序員界可謂是無(wú)人不知，無(wú)人不曉了。

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1973年，這部剛出到第三卷的書（計(jì)劃寫七卷）已被計(jì)算機(jī)界視為“神作”, 1974年美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)就“迫不及待”的把計(jì)算機(jī)界的最高獎(jiǎng)圖靈獎(jiǎng)授予高德納。

此時(shí)高德納僅僅36歲 ！只靠一套還沒有完成的書就獲得ACM圖靈獎(jiǎng)，不但是前無(wú)古人，估計(jì)也后無(wú)來者了。

然而令人大跌眼鏡的是， 拿到圖靈獎(jiǎng)以后， 高德納宣布暫停寫作， 理由竟然是現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)排版系統(tǒng)太差，破壞了書的美感 ！然后單槍匹馬開發(fā)出了革命性的排版系統(tǒng)TEX , TEX至今仍是全球?qū)W術(shù)排版的不二之選。

TEX功能強(qiáng)大，幾乎無(wú)懈可擊，其版本號(hào)也很有意思，不是數(shù)字(3.0， 3.1, 3.2....) 也不是年份(Windows 95, 98, 2000...),而是不斷逼近的圓周率 （3.1415926...) ,這從側(cè)面反映了軟件幾近完美，不需要做改進(jìn)了。

高德納曾表示“最后一次升級(jí)是（于我過世后）將版本數(shù)改為 π，那時(shí)任何余下的漏洞將被看作程序的功能！

有趣的是高納德為此還設(shè)置了獎(jiǎng)金，誰(shuí)能從TEX 發(fā)現(xiàn)第一個(gè)Bug ，獎(jiǎng)勵(lì)2.56美元，然后每年翻一倍，5.12，10.24......

作為算法的大師，不可能不知道指數(shù)增長(zhǎng)的可怕性，但高德納對(duì)自己的代碼質(zhì)量非常有信心，事實(shí)上，當(dāng)獎(jiǎng)金達(dá)到327.68美元以后，基本上就沒什么Bug報(bào)出來了。 

那些找到Bug 的人收到高德納簽名的支票以后也不去兌換， 而是作為珍品收藏了 :-)

高德納編程能力之強(qiáng)可以說是碾壓硅谷的所有程序員，面向?qū)ο蟮陌l(fā)明人Alan Kay（2003年圖靈獎(jiǎng)）這么說過：

60年代末，當(dāng)我在斯坦福從事AI項(xiàng)目時(shí)，每個(gè)感恩節(jié)我們都會(huì)和硅谷的編程高手們舉行編程競(jìng)賽，McCarthy（人工智能之父，1971年獲圖靈獎(jiǎng)）出題， 獎(jiǎng)品是好像是一只火雞。

高德納參與的那一年，把我們都給虐了， 他的代碼無(wú)論是程序執(zhí)行和算法執(zhí)行都是最快的，并且他用的是一臺(tái)最慢的批處理機(jī)器！

我們問高德納：“你是怎么做到的？”

他說：“當(dāng)我學(xué)習(xí)編程時(shí)，如果每天有五分鐘的時(shí)間使用機(jī)器，就高興得不得了， 所以必須要讓程序一次運(yùn)行成功，沒有錯(cuò)誤，算法設(shè)計(jì)達(dá)到最佳?！?/p>