Bjarne Straustrupの記事「新しいソフトウェア開発者に何を教えるべきですか？ なぜ？」

Communications of the ACMの1月号には、コンピュータサイエンスの教育における問題に関するStraustrupおじさんによる短い記事が掲載されています。 この記事は確かとはほど遠いものであり、確かにアメリカ社会に強く向けられていますが、私たちにとっても興味深いものです。 翻訳（多少文学ですが、オリジナルに近い）私はあなたの注意と議論、それを改善したい人にもたらします- ここにようこそ

若いプログラマーに教えるために必要なものとその理由。

業界がより良く生きるためには、コンピューターサイエンスの教育における根本的な変化が必要です。



コンピュータサイエンスはソフトウェアシステムの開発の中心になければなりません。そうでなければ、個々の経験と経験則に頼って、許容できないほど高い開発とメンテナンスのコストで生産性と信頼性の低いシステムを手に入れる必要があります。

問題は何ですか。

多くの場所で、業界が必要とするものと大学のプログラマーが教えるものとの間にギャップがあります。 以下に例を示します。



有名なコンピューターサイエンスの教授、誇らしげに、 「私たちはプログラミングを教えるのではなく、コンピューターサイエンスを教える」。



産業マネージャー： 「彼らは最も基本的なものをプログラムできません！」



多くの場合、両方とも正しいものであり、一見しただけではありません。 平均的なプログラマーを卒業することは大学の問題ではありませんが、業界には「広い視野を持ったハイレベルな思想家」と「科学者」だけが必要ではありません。



コンピュータサイエンスのもう1人の教授： 「私はプログラミングをしません。」



別のマネージャー： 「コンピューターサイエンス学科の卒業生は採用していません。 この学科の物理学の卒業生を教えるよりも、物理学者にプログラミングの方法を教える方が簡単です。」



どちらもいくつかの点で正しいですが、理想的な世界では両方とも根本的に間違っています。 教授は間違っています、なぜならあなたが練習していないことを教えることは不可能であり（そして多くの場合、練習したことがない）、したがってあなたは理解していないが、マネージャーはソフトウェア品質の要件が非常に低く、物理学者やコンピューターサイエンスの訓練を受けていない他の人々がそれらに対処します。 もちろん、コンピューターサイエンスに多くのエネルギーを費やしている物理学者を意味するわけではありません。このような一連の資質は私にとって理想的です。



情報学教授（学生について）： 「彼は産業で仕事を得た。」



コンピューターサイエンスのもう1人の教授： 「彼は大きな約束を示したので、残念です。」



この矛盾は多くの問題の核心であり、それらを修正する試みを複雑にします。



業界では、少なくとも自分のキャリアの初めに、コンピューターサイエンス部門の卒業生がプログラムを作成することを望んでいます。 多くの場合、高い信頼性要件を備えた分散システムまたは組み込みシステムの長年確立されているソースと連携する必要があります。 しかし、多くの卒業生は、一部のアマチュアエンターテイメントを除いて、実質的に知識やソフトウェア開発スキルを持っていません。 特に、多くの人はプログラミングを最小限の労力で宿題と見なし、体系的なテスト、サポート、ドキュメント、他のプログラマーによる記述コードの使用など、より深いことを考えることはめったにありません。 多くの人は、ある講義で学んだことを別の講義で学んだことと組み合わせることができず、アルゴリズム、データ構造、およびソフトウェアエンジニアリングの成績が良い学生をよく見かけますが、これらは運用クラスですシステムは、すべて同じアルゴリズム、データ構造、およびコードを完全に無視して迅速にコーディングされます。 その結果、私たちは抑制的で手入れの行き届いていないを手に入れました。



多くの人にとって、「プログラミング」は、原則のないハッキングと外国のライブラリーの使用の奇妙な組み合わせになっています（実際に何が起こるかについては非常にあいまいな考えです）。 原則として、「サポート」と「コード品質」の概念は忘れられているか、まったく理解されていません。 業界では、「システム」を理解し、「ソフトウェアを設計できる」卒業生を見つけるのが難しいという苦情は、すでによく知られており、現実を反映しています。

しかし、最近、私のコンピューターは何もクラッシュしていません。

ソフトウェアについて不平を言うのはかなり流行していますが、過去10年間で多くのプログラムが改善されてきました。 残念ながら、人的資源と機械資源の改善には莫大な費用がかかります。 一般に、プログラムの実行と大量テスト中に無限のチェック層を追加することにより、信頼性の低い部品から比較的信頼性の高いシステムを構築する方法を学びました。 コード自体の構造は時々変更されますが、必ずしも良いとは限りません。 多くの場合、多層ソフトウェアと複雑な依存関係により、プログラマーは、たとえ額に7つのスパンがあるとしても、システムを完全に理解できなくなります。 システムの重要な側面を理解できず、測定することさえできないため、これは私たちにとって良い兆候ではありません。



もちろん、肥大化した、あまり理解されていないシステムを構築したいという要望に抵抗したエンジニアがいます。 私たちのコンピューター化された飛行機がnot落しないとき、電話が働くとき、そしてメールが時間通りに到着するとき、彼らは感謝するべきです。 ソフトウェア開発を成熟した信頼性の高い一連の原則、ツール、技術に変える努力に感謝します。 残念ながら、彼らの少数派と肥大化したソフトウェアは、多くの人々の感情と思考を支配しています。



同様に、理論と産業実践のギャップに苦労している教師もいます。 また、サポートと感謝に値します。 実際、私が知っているすべての教育機関は実践的な知識を教えるよう努めており、個々のプログラムのいくつかを促進することに自分の人生を捧げている教授がいます。 ただし、大きな画像はまったく印象的ではありません。 いくつかのプロジェクトやインターンシップは良いスタートですが、バランスの取れたカリキュラムへの本格的なアプローチに代わるものではありません。 「ソフトウェアエンジニアリング」または「情報技術」というラベルの「情報学」の選好は、遠近法の違いを示している可能性がありますが、問題は、風景が変わった後でも新しい装いに現れる非常に悪い性質を持っています。



「産業」と「科学的コミュニティ」の私のイメージは似顔絵に近いですが、少なくとも少しの経験がある人なら誰でも現実の一部を反映していると確信しています。 私の認識は、産業研究者およびマネージャー（AT＆Tベル研究所で24年、うち7名が学部長）であり、過去6年間を大学（工学部コンピュータサイエンス学部）で過ごしたという認識です。 私はよく旅行しますが、毎年アメリカを中心に数十社の技術者や管理者と真剣に話し合います。 大学が生産するものと生産に必要なものとの不一致は、コンピューターサイエンスとコンピューティング業界の両方の実行可能性に対する脅威であると思います。

理論と実践のギャップ

どうする？ 業界は、最新のツールとテクノロジーで完全に訓練された「開発者」を採用することを望みますが、科学の最大の野望は、最高の科学者を大量に生産することです。 私たちが進歩するためには、これらの理想をより良く調整する必要があります。 産業界に入学する卒業生は、ソフトウェア開発について十分に理解する必要があり、産業界は、新しいアイデア、ツール、および手法を吸収するための非常に優れたメカニズムを開発する必要があります。 優れた開発者を半学歴のあるコーダーによる被害から保護するように適応した文化に組み込むことは意味がありません。新しい開発者が本質的に新しく、より良いことをするのは難しいからです。



スケーリングの問題を指摘しましょう。 多くの産業システムは数百万行のコードで構成されていますが、学生は千行を超えるプログラムを書くことなくコンピューターサイエンスの卒業証書を取得できます。 すべての大規模な産業プロジェクトには多くの人々が関与しますが、多くのコンピューターサイエンストレーニングプログラムは個人の仕事を重視し、本質的にグループ作業を妨げます。 これを念頭に置いて、多くの組織は、開発者のスキルへの依存を最小限に抑えるために、ツール、テクノロジー、言語、および操作手順を簡素化しています。 これは、人間の才能と仕事を無駄にするだけです。なぜなら、すべての人とすべての人を最小公分母にまで減らすからです。



業界は、実績のあるツールとテクノロジーに依存したいと考えていますが、同時に、銀の弾丸、魔法の泡、キラーアプリケーションなどの夢に陥りがちです。 彼女は、「建築家」が率いる最低限の資格で、コード品質などの些細なことを処理するには真面目すぎて、交換可能なコーダーと連携できるようにしたいと考えています。 これにより、基本的なツール（プログラミング言語やオペレーティングシステムなど）の選択が過度に保守的になり、単一文化（トレーニングと展開のコストを最小限に抑えるため）につながります。 これにより、相互に互換性のない独自の巨大なインフラストラクチャが出現します。 プラットフォームベンダーは、メインツールの共通性にもかかわらず、開発者がアプリケーションを作成できるように、基本ツールを超えた何かが必​​要です。 インセンティブシステムは、壮大な企業スキームと短期的な成果に報いるものです。 その結果、コストと失敗した新しいプロジェクトの数の両方が驚異的です。



産業の現実やその他の障害に直面して、科学はそれ自体に戻り、できる限りのことを行います。同様の人々の小さなグループが孤立して働くことができる現象を慎重に研究し、強固な理論的基盤を構築し、球馬の完璧な設計と技術を設計します真空中で。 このモデルは、古風なスタイルで書かれた大量のソースコードを操作するための独自のツールには適合しません。 産業と同様に、科学は適切なインセンティブスキームを発明します。 これはすべて、明確に定義された科学科目の飛行コースの継続的な改善に完全に適合しています。 したがって、科学の進歩は、丸穴の正方形のギャグのような産業のニーズに適しており、専門のインフラストラクチャのコストだけでなく、トレーニングのコストも負担する必要があります。



業界がプログラマーにまともな賃金を支払えば問題ないだろうと考える人は常にいるでしょう。 これは理にかなっているかもしれませんが、業界には実際により良い開発者が必要なため、同じ作業に多額の費用を支払うだけではあまり役に立ちません。 低スキルで交換可能な労働者がサービスを提供するパイプラインのようなソフトウェアを開発するという考え方は、根本的に欠陥があり、不適切です。 彼女は最も有能な人々をこの領域から追い出し、学生がそのような科学を研究することを決して奨励しません。 この悪循環を断ち切るために、適切なスキルを持つ卒業生が大学を去るべきであり、産業界はこれらのスキルを使用できるツール、テクニック、プロセスを採用すべきです。

プロフェッショナリズムの夢。

「コンピューターサイエンス」（ コンピューターサイエンス、このテキストではまだ 「コンピューターサイエンス」と訳されています-私のメモ ）は、ひどく誤解を招く用語です。 基本的に、それはコンピューターに関するものではなく、基本的には科学ではありません。 むしろ、コンピューターの使用、およびコンピューティング（「アルゴリズムとコンピューターの考え方」）を含む作業と思考の方法について話している。 多くの場合コンピューターを使用して、科学、数学、工学の特定の側面を組み合わせます。 それに関与するほとんどすべての人々にとって、コンピューターサイエンスは応用分野です。 純粋なコンピューターサイエンスは、応用用途を除いて、通常不毛です。



アプリケーションを構築する2人の人の違いは何ですか。1人はコンピュータサイエンスを知っており、2人目は医学や物理学など他の分野の専門家です。 最初のものは、コンピュータサイエンスの「コア」である基本的な基礎に堪能でなければなりません。 何が含まれますか？ コンピューターサイエンスの確立されたコースのほとんどは、アルゴリズム、データ構造、マシンアーキテクチャ、プログラミングの原則、数学（主に論理的および数値的思考）およびコンピューターシステム（オペレーティングシステム、またはDBMSなど）です。 この知識をすべて収集し、大きなタスクを処理する方法を理解するには、各学生が複数のグループプロジェクトに参加する必要があります（基本的なソフトウェアエンジニアリングと呼ぶことができます）。 本質的なことは、理論と実践の間にバランスがなければならないということです。 コンピュータサイエンスは原則と定理だけでなく、愚かなコーディングだけではありません。



このコアは明らかに、一般的なコンピューティングサイエンスよりもはるかにコンピューター指向です。 したがって、専門分野（グラフィック、ネットワーク、ソフトウェアアーキテクチャ、ヒューマンマシンインタラクション、セキュリティなど）を追加しない限り、誰も情報科学者と呼ぶことはできません。 しかし、これでは十分ではありません。 実践的な情報学は本質的に適用され、学際的であるため、コンピューターサイエンスのすべての専門家は、他の分野（たとえば、物理学、医療工学、歴史、会計、フランス文学など）で中核以外の教育を受ける必要があります。



経験豊富な教師は「しかし、これは不可能です！ これを4年間で学習できるのはどの学生ですか？」 彼らは正しい。何かを犠牲にしなければならない。 私は修士号を最初にすることを提案し、コンピューター科学者の役割を実践する権利を与えます。さらに、最終的な1年または2年の学士号ではなく、実際の修士号を授与します。 さらなる研究を計画している人は、いつものように、候補者の学位を取得しようとします。



多くの教授は「プログラムする時間がありません！」と反対します。しかし、プロの開発者になりたい学生を教える教授はプログラミングの時間を見つけ、機関はそのような教授に報いる手段を見つけるべきだと思います。 コンピューターサイエンスの主な目標は、最高のシステムの作成を支援することです。 それで、長年にわたって一人の患者を見たことのない人に手術の指導を任せますか？ キーボードに触れたことのないピアノ教師をどう思いますか？ 学生がコンピューターサイエンスを学ぶことは、必要な本を読むだけでなく、システム全体でのアプリケーションの改善とコードの美学の感覚を高める方向に進む必要があります。



私はプロという言葉を使います。 それには多くの意味と意味があります。 医学や工学などの業界では、ライセンスが必要です。 ライセンスは非常に微妙で感情的なトピックです。 しかし、私たちの文明はソフトウェアに依存しています。 誰もが自分の趣味と企業ポリシーに基づいてのみコードの重要な部分を変更できるのは妥当ですか？ たとえそうだとしても、50年経った今でも合理的でしょうか？ 何百万人もの人々が依存しているソフトウェアに保証がないことは合理的ですか？ 実際、問題は、ライセンスによって確認されたプロフェッショナリズムが、一般的に利用可能な知識、ツール、およびテクノロジーの大量の存在に依存していることです。 免許を持つ技術者は、一般に受け入れられている材料と技術を使用して建物が建設されたことを確認できます。 コンピュータサイエンスで一般に認められているコンピテンシースキームがない場合に、ソフトウェアで同じことを行う方法はわかりません。 今日、私は、認可された試験（または、より現実的には、医療委員会のようなさまざまな専門分野の試験のセット）を開発するために、人々のグループを選択する方法すら知りません。



業界はギャップを埋めるために何ができますか？ 科学について語るよりも、「産業」と「産業のニーズ」を特徴付けることははるかに困難です。 最終的に、科学機関は目標を達成するためのかなり標準的な構造とアプローチを持っています。 工業企業ははるかに多様です。大小さまざま、商業的ではなく、システムの構築などに高度なアプローチを使用しています。 したがって、私は薬を処方し始めることさえできません。 ただし、科学と業界のギャップに直接関係する1つの見解があります。コンピューティングに大きく依存している多くの組織は、技術的に危険なレベルまで低下しています。



産業マネージャー： 「生き残りたいなら、あなたの技術的能力を誰にも見せないでください」



組織は、新しい才能の検索と開発のための企業の記憶とインフラストラクチャなしでは成功し続けることはできません。 ソフトウェア開発に興味のある科学者とのより緊密な協力は、双方にとって生産的です。 共同研究と、単純なトレーニングコースを超えた長期トレーニングへの重点がこれに大きな役割を果たすことができます。

おわりに

もっと良くしなければなりません。 これを行うまで、インフラストラクチャはリソースをきしみ、膨張させ、吸収し、いつかは最も予測不可能で破壊的な方法で破壊されます（インターネットルーティング、オンラインバンキング、電子投票、電力グリッド管理について考えてください）。 特に、科学と産業のギャップを埋め、双方を変えなければなりません。 ソフトウェア製品と、少なくともそれらを生産するコンピューターサイエンスの専門家のライセンスを目指して、専門分野と応用分野を持つコアに基づくコンピューター教育構造を確立することを提案します。 これは、科学および業界の技術専門家による長期的なサポートと密接に関連しています。