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導(dǎo)語(yǔ)：

在今天的文章中，我們將介紹兩個(gè)軟件，它們分別代表了軟件開(kāi)發(fā)的極致和個(gè)體程序員能力的巔峰。首先，我們將深入探討航天飛機(jī)飛行控制軟件，這個(gè)軟件不僅控制著價(jià)值數(shù)十億美元的設(shè)備，還關(guān)系到航天員的生命以及國(guó)家的榮譽(yù)。然后，我們將轉(zhuǎn)向排版軟件TEX，由計(jì)算機(jī)科學(xué)家高德納開(kāi)發(fā)，它如何成為全球?qū)W術(shù)排版的首選，以及高德納對(duì)代碼質(zhì)量的堅(jiān)持。

01 航天飛機(jī)飛控軟件：精確無(wú)比的控制

航天飛機(jī)，一個(gè)龐大的機(jī)械巨獸，重達(dá)120噸，攜帶著2000噸的燃料，它的飛行控制軟件承載著巨大的責(zé)任。這個(gè)軟件由四臺(tái)硬件相同、軟件也相同的計(jì)算機(jī)組成，它們精確控制著航天飛機(jī)的發(fā)射過(guò)程。每秒，它們從數(shù)千個(gè)傳感器中提取信息，并做出數(shù)百個(gè)決策，每個(gè)決策都要進(jìn)行投票。此外，還有第五臺(tái)計(jì)算機(jī)待命，隨時(shí)準(zhǔn)備替換其他出現(xiàn)故障的計(jì)算機(jī)。

這些計(jì)算機(jī)的任務(wù)包括確定何時(shí)點(diǎn)火主發(fā)動(dòng)機(jī)、何時(shí)點(diǎn)火固體火箭助推器、如何控制火箭的姿態(tài)等等。在每次發(fā)射中，這個(gè)軟件不僅要掌控著數(shù)十億美元的設(shè)備，還要確保六名航天員的生命安全，以及國(guó)家的宇航夢(mèng)想。任何崩潰或重啟都是不允許的，即使最微小的誤差，比如一個(gè)三分之二秒的計(jì)時(shí)錯(cuò)誤，都足以使航天飛機(jī)偏離航線近5公里。

洛克希德馬丁公司的航天飛機(jī)小組通過(guò)極為苛刻的軟件開(kāi)發(fā)流程取得了巨大的成功。

這個(gè)小組的260名員工創(chuàng)造了一種不同尋常的開(kāi)發(fā)文化，他們不依賴(lài)超級(jí)明星程序員，而是通過(guò)精心設(shè)計(jì)的流程來(lái)保證軟件的質(zhì)量。這個(gè)流程的核心包括規(guī)范的制定、需求的詳細(xì)文檔化以及嚴(yán)格的審查流程。規(guī)范不僅僅是口頭達(dá)成的，而是書(shū)面記錄，非常專(zhuān)業(yè)和精確。沒(méi)有雙方的同意，規(guī)范中的任何內(nèi)容都不會(huì)改變。這種文檔化的流程確保了每個(gè)細(xì)節(jié)都得到了充分的討論和確認(rèn)。

此外，洛克希德馬丁公司建立了兩個(gè)百科全書(shū)式的數(shù)據(jù)庫(kù)。

一個(gè)用于記錄代碼歷史，每一行代碼都有詳細(xì)的注釋?zhuān)@示了每次更改的時(shí)間、原因和目的。另一個(gè)是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄了軟件在編寫(xiě)和運(yùn)行時(shí)發(fā)生的每一個(gè)錯(cuò)誤，包括錯(cuò)誤的發(fā)現(xiàn)時(shí)間、發(fā)現(xiàn)者、活動(dòng)情況以及錯(cuò)誤的引入方式。這些數(shù)據(jù)庫(kù)為他們提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，甚至開(kāi)發(fā)了一個(gè)代碼模型，可以預(yù)測(cè)某個(gè)版本中可能存在的錯(cuò)誤數(shù)量。

重要的是，他們強(qiáng)調(diào)不僅要修復(fù)錯(cuò)誤，還要解決引入錯(cuò)誤的根本問(wèn)題，這需要對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行深入分析。

這種流程使得航天飛機(jī)軟件幾乎沒(méi)有錯(cuò)誤，接近完美。事實(shí)上，最后的三個(gè)版本中，每個(gè)版本只有一個(gè)Bug，而最后的11個(gè)版本一共只有17個(gè)錯(cuò)誤。這在同等復(fù)雜度的商業(yè)程序中是難以想象的。這種開(kāi)發(fā)方式看似嚴(yán)格，但它確保了軟件的可靠性和穩(wěn)定性。

02 排版軟件TEX：高德納的藝術(shù)之作

1973年，高德納的巨著《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的藝術(shù)》正在持續(xù)寫(xiě)作中，而這部書(shū)已經(jīng)被計(jì)算機(jī)界譽(yù)為'神作'。

當(dāng)高德納在1974年獲得ACM圖靈獎(jiǎng)時(shí)，他選擇了一個(gè)令人大跌眼鏡的決定，宣布暫停寫(xiě)作。原因是他認(rèn)為現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)排版系統(tǒng)太差，嚴(yán)重破壞了書(shū)的美感。于是，他開(kāi)始了單槍匹馬的開(kāi)發(fā)工作，創(chuàng)造出了排版軟件TEX，這個(gè)軟件至今仍然是全球?qū)W術(shù)排版的不二之選。

TEX的功能強(qiáng)大，幾乎無(wú)懈可擊。有趣的是，它的版本號(hào)并不采用傳統(tǒng)的數(shù)字或年份表示，而是不斷逼近圓周率的數(shù)值，這反映了高德納對(duì)軟件質(zhì)量的自信，他曾表示：“最后一次升級(jí)是將版本數(shù)改為π，那時(shí)任何余下的漏洞將被看作程序的功能！”

為了驗(yàn)證TEX的質(zhì)量，高德納設(shè)置了一個(gè)獎(jiǎng)金，獎(jiǎng)勵(lì)那些能從TEX中發(fā)現(xiàn)Bug的人。獎(jiǎng)勵(lì)金額從最初的2

.56美元開(kāi)始，然后每年翻倍增加，5.12美元、10.24美元，以此類(lèi)推。這種獎(jiǎng)金制度反映了高德納對(duì)自己代碼質(zhì)量的極度自信。然而，當(dāng)獎(jiǎng)金達(dá)到327.68美元后，很少有人再報(bào)告Bug了。那些找到Bug的人更愿意將高德納親筆簽名的支票收藏起來(lái)，視之為珍貴的紀(jì)念品。

高德納的編程能力堪稱(chēng)一絕，他曾在一次編程競(jìng)賽中以一臺(tái)性能最慢的批處理機(jī)器取得勝利，碾壓了硅谷的所有程序員。他的編程哲學(xué)是將創(chuàng)造力集中在一次運(yùn)行中，確保沒(méi)有錯(cuò)誤，并設(shè)計(jì)出最佳的算法。這種嚴(yán)謹(jǐn)和專(zhuān)注于細(xì)節(jié)的態(tài)度讓他在編程領(lǐng)域獨(dú)樹(shù)一幟。

總結(jié)：

這兩個(gè)軟件的故事展示了不同的軟件開(kāi)發(fā)方法和個(gè)體程序員的卓越能力。洛克希德馬丁公司的航天飛機(jī)飛控軟件通過(guò)苛刻的軟件開(kāi)發(fā)流程取得了令人印象深刻的成功，確保了航天飛機(jī)的安全和可靠性。

而高德納則以他的排版軟件TEX成為了計(jì)算機(jī)科學(xué)界的傳奇，展現(xiàn)了在追求卓越的過(guò)程中，堅(jiān)守原則和追求完美的重要性。這兩個(gè)故事都告訴我們，在軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，質(zhì)量和專(zhuān)注細(xì)節(jié)是取得成功的關(guān)鍵。

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