Роберт Мартин - Чистая архитектура. Искусство разработки программного обеспечения

Я купил компилятор C в компании Whitesmiths и запустил его на PDP-11. Он производил код на языке ассемблера, синтаксис которого был совместим с компилятором 8085 от Boston Systems Office . То есть у нас появилась возможность писать программы на C для 8085! Мы были готовы к работе.

Теперь оставалась единственная проблема — убедить программистов, пишущих на ассемблере, что они должны перейти на C. Но эту кошмарную историю я расскажу в другой раз...

Наша платформа на процессоре 8085 не имела операционной системы. Мой опыт работы с системой MPS на ЭВМ M365 и знание простейших механизмов прерываний в IBM System 7 подсказывали, что нам нужен простой диспетчер задач для 8085. Поэтому я задумал написать BOSS: Basic Operating System and Scheduler (базовая операционная система с планировщиком) [85] Позднее эта аббревиатура получила другую расшифровку: Bob’s Only Successful Software (успешное программное обеспечение Боба). .

Значительная часть BOSS была написана на C. Она могла конкурентно выполнять несколько задач. Многозадачность не была вытесняющей — переключение происходило не по прерываниям, а так же, как в системе MPS для M365, с помощью простого механизма опроса. Опрос происходил всякий раз, когда задача блокировалась в ожидании события.

Вызов, блокирующий задачу, выглядел в BOSS так:

block(eventCheckFunction);

Этот вызов приостанавливал текущую задачу, помещал eventCheckFunction в список опроса и связывал ее с только что заблокированной задачей. Затем выполнялся цикл опроса, в котором последовательно вызывались функции из списка, пока одна из них не возвращала true. Затем возобновлялось выполнение задачи, связанной с этой функцией.

То есть, как я говорил выше, это был простой невытесняющий диспетчер задач.

Это программное обеспечение стало основой для большого количества проектов, разрабатывавшихся в следующие несколько лет. Но одним из первых был pCCU.

Конец 1970-х — начало 1980-х годов было шумным временем для телефонных компаний. Одной из причин волнений стала цифровая революция.

В предыдущем веке коммутационный узел и телефон клиента связывала пара медных проводов. Эти провода связывались в кабели, образующие разветвленную сеть по всей стране. Иногда их подвешивали на столбах, иногда прокладывали под землей.

Медь — дорогой металл, и телефонные компании владели тоннами, буквально тоннами этого металла в виде проводов, опутывающих страну. Капиталовложения были огромными. Большую часть этих капиталовложений можно было сэкономить передачей телефонных разговоров через цифровые соединения. Одна пара медных проводов могла бы переносить сотни диалогов в цифровой форме.

В ответ телефонные компании приступили к замене старого аналогового коммутационного оборудования современными цифровыми коммутаторами.

Наш продукт 4-Tel тестировал медные провода, но не мог тестировать цифровые соединения. В цифровой среде все еще использовались медные провода, но они были намного короче, чем раньше, и сосредоточены в основном рядом с телефонами клиентов. Сигнал от телефонной станции передавался в цифровой форме до местного распределительного пункта, где преобразовывался обратно в аналоговую форму и доставлялся до клиента по обычной паре медных проводов. Это означало, что наша измеряющая аппаратура должна находиться там, где начинаются медные провода, но устройство соединения с ним должно было оставаться в телефонной станции. Проблема в том, что все наши компьютеры COLT объединяли устройство соединения и аппаратуру измерения в одном корпусе. (Мы могли бы сэкономить целое состояние, узнав об этой очевидной архитектурной границе на несколько лет раньше!)

В результате мы задумали продукт с новой архитектурой: CCU/CMU (COLT control unit/COLT measurement unit — модуль управления COLT/модуль измерения COLT). По задумке модуль CCU должен находиться в телефонной станции и обеспечивать выбор телефонных линий для тестирования. Модуль CMU должен находиться в местных распределительных пунктах и измерять уровень сигнала в медных проводах, идущих к телефону клиента.

Проблема состояла в том, что на каждый модуль CCU приходилось много модулей CMU. Информация о том, какой модуль CMU использовать для каждого телефонного номера, содержалась в самом цифровом коммутаторе. То есть модуль CCU должен был опросить цифровой коммутатор, чтобы определить, с каким модулем он должен взаимодействовать.

Мы пообещали телефонным компаниям, что создадим эту новую архитектуру к моменту их перехода. Мы знали, что это займет месяцы, если не годы, поэтому чувствовали себя раскованно. Мы также знали, что для разработки нового программно-аппаратного комплекса CCU/CMU потребуется несколько человеко-лет.

С течением времени у нас постоянно всплывали какие-то неотложные вопросы, для решения которых мы были вынуждены откладывать разработку архитектуры CCU/CMU. Мы были уверены в своем решении, потому что телефонные компании тоже все время откладывали разработку цифровых коммутаторов. Заглядывая в их графики, мы были уверены, что у нас еще масса времени, поэтому мы постоянно откладывали нашу разработку.

Но настал день, когда мой начальник вызвал меня к себе в кабинет и сказал: «Один из наших клиентов развертывает цифровой коммутатор в следующем месяце. К тому времени у нас должен быть рабочий комплекс CCU/CMU» .

Я был в ужасе! Как за месяц выполнить работы, требующие одного человеко-года? Но у моего начальника был план...

На самом деле нам не нужна была полная архитектура CCU/CMU. Телефонная компания, устанавливающая цифровой коммутатор, была маленькой. У них была только одна телефонная станция и всего два местных распределительных пункта. Важно отметить, что «местные» распределительные пункты были не совсем местными. Фактически они являлись старыми добрыми аналоговыми коммутаторами, к которым было подключено несколько сотен клиентов. К тому же эти коммутаторы принадлежали к типу, который успешно можно тестировать компьютерами COLT. Но самое замечательное, что телефонные номера клиентов включали всю информацию, необходимую для определения распределительного пункта. Если номер телефона включал цифру 5, 6 или 7 в определенной позиции, это означало, что он подключен к распределительному пункту 1; иначе — к распределительному пункту 2.

Итак, как объяснил мне мой начальник, нам в действительности нужна не полная архитектура CCU/CMU, а только простой компьютер в телефонной станции, связанный модемными линиями с двумя стандартными компьютерами COLT в распределительных пунктах. Компьютер SAC мог бы связываться с нашим компьютером в телефонной станции, а тот, в свою очередь, мог бы декодировать телефонный номер и посылать команды на выполнение тестирования в компьютер COLT, находящийся в соответствующем распределительном пункте.