專訪Bruce Douglass，談嵌入式經(jīng)驗

不同尋常的個人經(jīng)歷

CSDN：你曾學(xué)習(xí)生理學(xué)和醫(yī)學(xué)，這些經(jīng)歷對你在計算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展有怎樣的影響？

Bruce：我的經(jīng)歷頗有些特別，14歲從中學(xué)直接進(jìn)入大學(xué)，開始的專業(yè)是數(shù)學(xué)，后來轉(zhuǎn)到運動生理學(xué)專業(yè)，直到碩士畢業(yè)，我的博士學(xué)位是South Dakota大學(xué)的Neurocybernetics（神經(jīng)控制論）。這些經(jīng)歷給予我基本的科學(xué)素養(yǎng)，而計算機(jī)工程正是一種科學(xué)應(yīng)用。對不同領(lǐng)域的涉獵，讓我有著更強(qiáng)的推理分析能力及更寬闊的視野。

舉例來說，我為幾家公司做顧問時，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部的明顯錯誤，而處在內(nèi)部的他們卻未曾察覺。好比交往中的男女，你所有的朋友都說與你交往的人太差勁了，但你卻因為愛他/她而全然不覺，直到某天分手后再回頭看，可能才會后悔。機(jī)構(gòu)往往如此，恰似經(jīng)營一段錯誤的婚姻般當(dāng)局者迷。只有脫離組織本身，完全獨立地看待問題，才能做出最客觀的分析――開發(fā)、工程管理等皆是如此。

還有一個例子，一家德國汽車制造廠有一個為期18個月的汽車檢修流程，前6個月稱為“特征構(gòu)建”，后12個月稱為“特征穩(wěn)固”。也就是說，這個流程要先花6個月制造缺陷，再花12個月修復(fù)缺陷。這是一個很明顯的問題，為什么不能在第一階段通過檢測設(shè)備、高效仿真等手段避免缺陷的產(chǎn)生？分析問題的關(guān)鍵就在于如何定義問題，以及如何從宏觀角度尋找不同的解決辦法。

CSDN：是什么吸引你開始編程的，并進(jìn)入現(xiàn)在的領(lǐng)域？

Bruce：表面上看，編程就是想要實現(xiàn)什么就寫什么代碼；但事實是，敲代碼只是軟件開發(fā)過程中很小的一部分，程序員的工作還包括安全分析、責(zé)任分析、產(chǎn)品驗證、產(chǎn)品分析等。

我第一次寫程序是在做碩士究生論文時，論文的主題是“甲狀腺素和去甲腎上腺素在冷壓力下的相互反應(yīng)”，那是在1978年，為了實現(xiàn)大規(guī)模統(tǒng)計分析，我買了一臺擁有4KB內(nèi)存的電腦，編寫了我的第一個程序――1000多行的VB統(tǒng)計分析軟件。之后讀博期間，為了完成一套生物神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)信息處理的數(shù)據(jù)分析（即生物神經(jīng)計算），我寫了很多軟件，其中包括一些系統(tǒng)驅(qū)動程序。

CSDN：在從業(yè)過程中，你如何提高自己的技能？

Bruce： 最重要的是實踐，就像要練好標(biāo)槍就必須勤加練習(xí)，編程也是一樣。在我的書中，我一直都嘗試加入更多的實例設(shè)計；在《Real Time UML Workshop for Embedded Systems》中，我寫了一個無人機(jī)的設(shè)計案例；另外一本書中，設(shè)計了一個星際旅行傳輸機(jī)的有趣案例。我正在寫這本關(guān)于“敏捷系統(tǒng)工程”的書中，我設(shè)計了一種可穿戴的機(jī)器人盔甲，類似于電影《異形》里機(jī)器人穿的那種，不過比電影中的大8倍，重達(dá)1500kg，可每小時跑80km。

從我參與過許多系統(tǒng)的開發(fā)――計算機(jī)斷層掃描、醫(yī)療（如心臟起搏器、呼吸機(jī)）、無人機(jī)、自動化、航空航天、運載火箭系統(tǒng)等――我發(fā)現(xiàn)不同行業(yè)有著不同的應(yīng)用環(huán)境，但同時也有共通性，我們需要在不斷的實踐中總結(jié)知識。經(jīng)歷會帶給人財富，有一次我兒子問我，怎樣才能成為作家（他想寫小說），我告訴他，首先你要開始寫作。

CSDN：在這些不同領(lǐng)域系統(tǒng)的開發(fā)過程中？你有哪些經(jīng)驗總結(jié)？

Bruce：有很多。

一是要發(fā)散思維克服目光短淺。我做顧問時，經(jīng)常看到一些根本不可能實現(xiàn)的案例，當(dāng)事人卻置身其中毫無察覺。面對問題時，我們需要走出定勢思維，從不同的角度尋找解決辦法，并通過思考尋找問題的底層機(jī)理所在。比如，大學(xué)時我基本沒上過化學(xué)課，但能通過推測解答試題的辦法通過了考試（我可不推薦大家使用這種方法應(yīng)付考試）。我們要學(xué)會看到事情之外，退一步想想事情發(fā)生的根本原因，總結(jié)所做過的嘗試、預(yù)測以及最終成功的方法，然后在確保成功的前提下嘗試更多的解決辦法.。我們需要制定相應(yīng)的度量標(biāo)準(zhǔn)，用來記錄并展示過程中的成與敗及最總目標(biāo)。

二是要建立數(shù)學(xué)思維，提高準(zhǔn)確性。一些人常常固執(zhí)己見，忽略事實，即使現(xiàn)實已經(jīng)證明他們的理論和想法不實際，他們卻依然堅持――這是沒有意義的行為。理論需要實踐來驗證對與錯。在做開發(fā)工作時，我們需要一套度量標(biāo)準(zhǔn)用于評測，要以取得進(jìn)步為目的，而不只是實現(xiàn)某個計劃（計劃只是某種意義上的理論，不一定是正確的），相較于“如何實現(xiàn)計劃”，“如何實現(xiàn)目的”則是更好的度量標(biāo)準(zhǔn)。

三是要學(xué)會合理地做計劃。通常軟件行業(yè)制作的計劃都有兩種目的，一種是用于申請計劃所需時間及經(jīng)費；另一種則是用于激勵員工努力工作，這種計劃本身就存在著矛盾。合理的計劃一定要基于現(xiàn)實，并有相應(yīng)的度量標(biāo)準(zhǔn)來記錄工作進(jìn)度及工時。我在做項目管理時就有很多這樣的度量規(guī)則，我一般只會預(yù)估完成一半任務(wù)所需的時間，這樣前后兩部分任務(wù)可在時間上做靈活調(diào)整；對于具體某個人的進(jìn)度，我不會做預(yù)估，因為基本都會延時。統(tǒng)計學(xué)中有一個“中心極限定理”――通常我們只有50%的幾率能夠達(dá)成預(yù)估時間表。

CSDN：你開始寫書的原因是什么，想要解決怎樣的問題？

Bruce：我寫的第一本書是在畢業(yè)后，當(dāng)時我經(jīng)營著一家軟件公司，因為發(fā)表了不少計算機(jī)雜志專欄和文章，于是有出版社找到我，我因此寫作了自己的第一本，關(guān)于數(shù)據(jù)分析的書。我在寫作的過程中，總會追尋兩個目標(biāo)――為個人和讀者的都帶來收獲。對于一個問題的理解，我覺得有三個層面：第一層是自己聽說某項技術(shù)，但并不真正理解；第二層是開始應(yīng)用，這屬于比較深層的理解；第三層是能將知識傳授給其他人，表明不僅自己可以應(yīng)用，還能教授給不同技術(shù)背景和學(xué)習(xí)方式的人們。對讀者來說，在很多行業(yè)，如飛行器、高速公路系統(tǒng)，金融領(lǐng)域等，都不乏聰慧的人，但在這些領(lǐng)域中卻存在著糟糕的實踐，特別是那些對安全性要求較高的行業(yè)中（包括醫(yī)療、航空電子設(shè)備、機(jī)動車設(shè)備、重工業(yè)、造船業(yè)、軍事，以及金融業(yè)），我覺得可以做出更多改進(jìn)。

CSDN：寫書通常需要花很長時間，你是如何堅持的？對你寫作影響最大的人是誰？

Bruce：我寫一本書大概要用2000小時，這樣對工作量聽起來令人畏懼。寫書是持久戰(zhàn)，且萬事開頭難，開始時需要先組織語言列出提綱等。這好比參加鐵人三項，乍一看似乎不可能完成，但是當(dāng)你一項一項去做，終點就會在前方。

不少人對我的寫作都有影響，我很喜歡Grady Booch（UML創(chuàng)建者之一，IBM院士）的寫作風(fēng)格，他是位條理十分清晰的作者。我不喜歡那種典型的枯燥無味的技術(shù)書，所以我會盡可能在書里添加一些詼諧因素，讓它讀起來更有趣（不過也不是所有人都懂我書里的幽默，我妻子就不懂）。Grady也經(jīng)常在書里添加娛樂元素，用有趣又有意義的故事替無聊的文字，更容易被讀者接受。

編程以及嵌入式軟件開發(fā)經(jīng)驗總結(jié)

CSDN：開發(fā)者在嵌入式軟件系統(tǒng)領(lǐng)域有哪些常見誤區(qū)？

Bruce：首先，人們常在沒有實踐的情況下做出判斷。比如有些人經(jīng)常想當(dāng)然的認(rèn)為不過是軟件/硬件，沒有什么難的。沒有實踐，任何事情看起來都很簡單。只有當(dāng)你深入某個領(lǐng)域時，才能慢慢意識該領(lǐng)域的復(fù)雜性。如今的系統(tǒng)已經(jīng)比幾年前復(fù)雜數(shù)百倍，相應(yīng)的安全性及可靠性也隨之提高，相關(guān)的工作變得更復(fù)雜。

其次，人們通常認(rèn)為緊湊的工期能夠激勵員工更努力的工作。事實上，這種激勵方式最多只能生效一次。第一次，員工可能會乖乖一天拼命工作20個小時以完成任務(wù)，第二次他們就開始有些遲疑，到了第三第四次，他們也就不以為然了。我曾經(jīng)有個老板說“現(xiàn)實是友好的”，我卻始終認(rèn)為現(xiàn)實就是現(xiàn)實，不友好但也不壞，現(xiàn)實不容忽視，我們要時刻保持理性。我發(fā)現(xiàn)很多組織內(nèi)部都存在著各種架構(gòu)或者工期制定的問題，他們從不根據(jù)事實制定計劃，不認(rèn)真思考總結(jié)，只通過憑空想象，然后期望能夠如期完成。

CSDN：在醫(yī)療、航空、自動化及軍事這些時刻關(guān)系到生命的領(lǐng)域，可靠性和安全性至關(guān)重要。對開發(fā)者來說，在這些領(lǐng)域，有哪些特殊的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)需要遵循？

Bruce：最重要對在于，需要根據(jù)這些系統(tǒng)推理出所需的可靠性和安全性。

我曾創(chuàng)建一個關(guān)于安全推理的UML Profile，可以通過結(jié)合預(yù)設(shè)條件與故障組合展示故障風(fēng)險。比如設(shè)置一個想要避免的場景，然后通過對這個場景的分析，判斷出其所需的安全控制措施。任何一個做安全軟件或系統(tǒng)的人都會說他們需要保障安全性，但通常只停留在對安全性的需求層面，并沒有去深入理解為什么需要安全性。我的Profile核心部分稱為Assert，它有多種存在形式，有時類似信用卡密碼，我們要確保它不被盜取；有時類似于心臟起搏器，我們要確保它不被干擾；還有時是一種具體物品，我們需要確保它不被隨意移動。當(dāng)我們想要找出這些Asset的時候，需要預(yù)設(shè)一些條件來制造相應(yīng)的缺陷，然后才能找到相應(yīng)的可提高安全性的對策。通過不同的手段找到安全缺陷、分析安全漏洞，進(jìn)而得知通過增強(qiáng)安全性所要保護(hù)的內(nèi)容。現(xiàn)在大部分人根本不清楚做安全的目的是什么，所以深入的了解增強(qiáng)安全性的目的至關(guān)重要。

CSDN：與早些年相比，嵌入式軟件開發(fā)領(lǐng)域最大的變化是什么？

Bruce：我覺得變化主要有三點。第一是范圍，我開發(fā)的第一個軟件，心臟起搏器，是一個基于6502處理器的、很小的、實時多任務(wù)操作系統(tǒng)的匯編程序，系統(tǒng)只有8KB。如今系統(tǒng)的空間和功能實現(xiàn)跟以前比起來，早已不在一個量級，過去的系統(tǒng)很小而且功能簡單，現(xiàn)今的系統(tǒng)要比以前復(fù)雜千倍。

第二是規(guī)則變化，包括一些安全可靠性服務(wù)。如今的安全監(jiān)管功能增加了很多對開發(fā)的質(zhì)量要求規(guī)則。以前如果機(jī)器壞了我們可以直接關(guān)掉，如今卻不行，例如輸氧設(shè)備或者正在駕駛的飛機(jī)，我們并不能直接關(guān)掉它，也就是說如今的質(zhì)量需求要比以前多得多。

第三是集成。當(dāng)今世界是一個億萬臺設(shè)備相互連接的互聯(lián)空間，這同時意味著我們正面臨著史無前例的安全隱患。有一篇發(fā)表在“Planet Black Hack”上的研究報告稱，他們已經(jīng)找到了可以黑入普通移動設(shè)備、主板、娛樂系統(tǒng)、自動系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)的不同途徑。在這些設(shè)備中，他們不僅可以開關(guān)機(jī)、開啟或鎖定防火墻，還可以盜取信息、重寫引擎軟件。在過去如果有人想偷車，就必須先把車門撬開；而如今，只需要黑入汽車系統(tǒng)改寫軟件就能把車偷走。這是安全級別的一個巨大改變，50年前還沒有電力系統(tǒng)，20年前有了電力系統(tǒng)，但是還沒有軟件，如今一個病毒就可以攻擊幾萬臺設(shè)備并導(dǎo)致一座城市的癱瘓。

CSDN：對中國的開發(fā)者，你還有哪些建議想與他們分享？

Bruce：在我看來，開發(fā)者即革新者，而革新一定不能畏懼失敗，不能因為他人的不認(rèn)可而輕易放棄。另外，作為一名開發(fā)者，不能只關(guān)注系統(tǒng)的功能實現(xiàn)，還要關(guān)注質(zhì)量保障，系統(tǒng)功能的實現(xiàn)要圍繞著安全、可靠和高效進(jìn)行實施。要擁有獨立并機(jī)智地使用不同技能的能力，勇于面對錯誤并及時修正。根據(jù)我的經(jīng)驗，在新事物的應(yīng)用過程中，通常會有25%的錯誤概率，如果沒有，那你一定沒有努力地應(yīng)用新技術(shù)。大部分人都喜歡恪守陳規(guī)，而我寧愿是個例外，這同時意味著會做出一些令人難以置信的錯誤決定，不過沒有什么大不了，下次改正就好了。

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