Несогласованность языков программирования

Почему процесс программирования является таким длительным и есть ли какая-либо надежда ускорить его? По-видимому, основная причина состоит в различии между языком вычислительной машины и естественным языком. Как мы видели, для вычислительной машины нужно составить подробную программу ее действий. Очевидно различие между указаниями, которые вы должны дать машине, и указаниями, которые даются человеку, например: «Проинтегрируйте, пожалуйста, эту функцию от нуля до единицы». Кроме того, человек обладает большим запасом информации и здравым смыслом, которые он использует при своей работе. Он знает, например, что тяга ракеты не должна быть отрицательной.

В области сближения языка вычислительной машины с обычным языком достигнут определенный прогресс. Куски программы (рис. 14.1-14.3) не дают понятия о собственно машинном языке, который состоит только из одних цифровых кодов. Команды, написанные на бланке, показанном на рис. 14.1, затем переводятся на язык машины с помощью так называемой транслирующей программы. Такая программа не только переводит обычный язык в цифровые коды, из которых состоит язык машины, а делает гораздо больше.

Например, при использовании машинного языка всегда должно быть известно, в каком месте запоминающего устройства хранится каждое данное число. При использовании транслирующей программы требуется всего лишь присвоить этому числу некоторое наименование (например, Common на рис. 14.1). Каждый раз, когда возникает необходимость, используется это наименование; транслирующая программа снабдит это число конкретным адресом. Транслирующая программа обладает тем свойством, что каждая команда, написанная на ее языке, переводится в одну команду, написанную на языке машины. Существует другой класс программ, которые совершают перевод с так называемых языков посреди и ков; эти программы могут преобразовывать одну команду или одну фразу этого языка в несколько .машинных команд. Таким путем, очевидно, можно значительно сократить объем работы при программировании.

Языки-посредники существенно отличаются от машинного языка (и более похожи на наш обычный язык, хотя, возможно, и не настолько, насколько нам бы хотелось).

Из этих языков-посредников в настоящее время лучше всего известен ФОРТРАН (FORTRAN от слов FORMULA TRANSLATOR - переводчик формул); существуют транслирующие программы, совершающие перевод с этого языка на язык многих вычислительных машин. Другими хорошо известными языками этого типа являются КОБОЛ и АЛГОЛ. На рис. 14.3 приведен пример программы, написанной на языке ФОРТРАН. В данном конкретном случае транслирующая программа преобразовала 14 фраз, написанных на этом языке, в 113 команд для вычислительной машины.

ФОРТРАН хорошо выполняет свое назначение, состоящее в сокращении труда при программировании, в тех случаях, когда соответствующие проблемы могут быть математизированы. Излишне говорить, что для многих проблем он совершенно непригоден. Существуют, конечно, определенные виды на будущее, но для осуществления новых систем требуется длительный подготовительный период, так же как и при программировании в настоящее время. Все эти системы являются также дорогостоящими; стоимость транслирующей программы с языка ФОРТРАН приблизительно равна 500 000 долл.

Заключение

Вычислительные машины быстрее, дешевле и надежнее человека решают задачи, для которых они приспособлены; это положение только усугубится в будущем. Успешное применение вычислительных машин в анализе тесно связано с созданием математической модели. Мы рассмотрели некоторые опасности, подстерегающие тех, кто пользуется вычислительными машинами; они также тесно связаны с опасностями использования моделей. Было указано на скрытый характер этих опасностей. Мы попытались опровергнуть распространенное мнение о том, будто использование вычислительной машины при исследовании непременно гарантирует достоверность его результатов.

Мы попытались также дать некоторое понятие о размерах работы по программированию, необходимой при использовании вычислительных машин, и указали на постоянную и всеобщую тенденцию недооценивать размеры этой работы. Причиной длительности процесса программирования является, по-видимому, различие языка вычислительной машины и нашего обычного языка. Мы коснулись предпринимаемых попыток разрешить эту языковую проблему.

Обсуждая размеры работы по программированию, мы привели несколько примеров не из области исследовательской работы с моделями, а из области обработки информации в предпринимательской деятельности. В этой области существуют дополнительные причины для увеличения объема работы. Здесь представляет большие трудности, например, определение проблемы, над которой стоит работать, а внедрение вычислительных машин часто влечет за собой изменения в стиле работы и реорганизацию предприятия. Когда опыт перехода от обычных к автоматизированным системам обработки информации отсутствует, то возникает дополнительная проблема, связанная с учетом редко встречающихся в практике случаев и обеспечением контроля результатов вычисления.

Мы указали на ряд ограничений возможностей использования вычислительных машин потому, что эти возможности часто сильно переоценивают. Вычислительная машина не оракул, она не поможет вам в решении задач, которые недоступны вашему интеллекту.

С другой стороны, нам не хотелось бы, и недооценивать вычислительные машины. В бухгалтерской работе их появление вызвало, чуть ли не настоящую революцию. Использование вычислительных машин вместе с использованием моделей и современного математического аппарата (включая все методы, которые можно объединить под названием «исследование операций») дает исследователю недоступные раньше возможности анализа.

Я намеренно не высказывал предположений о возмож­ности применения вычислительных машин для работы, тре­бующей разума, но не потому, что не верил в такую воз­можность, а потому, что это дело слишком отдаленного будущего.

В заключение еще раз обратимся к аналогии игры с огнем: вычислительные машины могут быть очень полез­ны, но обращение с ними требует осторожности.

Введение

В гл. 6 М. Хоуг показал роль стоимости и анализа систем. В настоящей главе рассмотрены методы оценки стоимости, показано, как их учитывать в подобном анализе.

До начала обсуждения следует сделать некоторые замечания по общим принципам методов оценки стоимости, предназначенных для использования в конкретных случаях анализа систем. Заявление, что выбор метода «зависит от типа задачи», может показаться банальным. Но так оно и есть на самом деле. Более того, методы могут быть различными на разных этапах решения одной и той же задачи. Например, в начале исследования системы, возможно, потребуется рассмотреть широкий спектр альтернатив. Цель будет заключаться в том, чтобы отсеять явно непригодные альтернативы. Для этого требуются методы, позволяющие дать ориентировочную оценку многих вариантов системы, но при самой грубой оценке их стоимости. Здесь необходимы гибкие методы, не требующие больших затрат времени и средств, направленные, скорее, на выявление общей структуры стоимости, чем на точный ее расчет. В дальнейшем, когда для более детального анализа будет отобрано несколько наиболее перспективных вариантов системы, потребуются более точные, а следовательно, и более громоздкие методы оценки стоимости.

Почему при сравнении альтернатив систем оружия или структуры вида сил[88] мы обязаны давать оценку их стоимости? Самый простой ответ заключается в том, что стоимость является тем элементом выбора, пренебречь которым недопустимо. Для разумного выбора одного из предложений необходимо знать его стоимость и иметь возможность сравнивать ее со стоимостью других предложений.

Мы должны знать возможный выигрыш при нашем выборе и сравнивать его с выигрышами, возможными при других вариантах. Разумное сравнение стоимости и результата действий имеет в военных решениях не менее важное значение, чем в управлении государством или промышленным предприятием. Важность достоверной оценки стоимости оружия и обеспечивающих систем возрастает не только потому, что предположения о создании новых систем бывают часто связаны с большими затратами и требуют существенной доли национальных ресурсов, но также и потому, что обычно существует не одна, а несколько конкурирующих систем, также заслуживающих своего рассмотрения. Все большее и большее признание завоевывает то обстоятельство, что оценку предложения о создании новой системы оружия нельзя дать до тех пор, пока не будут определены ее стоимость и возможности использования и не будет проведено их сравнение с аналогичными данными для альтернативных предложений. Как стоимость, так и возможности очень трудно оценить, особенно когда мы пытаемся сделать прогноз на несколько лет вперед. Однако если такая оценка должна служить основой выбора среди конкурирующих предложений, то ее следует сделать с учетом соответствующей перспективы.

Это предполагает, что проблема неопределенности в оценках является совершенно реальной при анализе стоимости будущих систем оружия и структур видов сил. Здесь эта проблема становится особенно трудной, поскольку анализируемые предложения по системам оружия и структуре сил могут изменяться и обычно действительно изменяются по мере развития событий. Причины этих изменений раз­личны: изменение намерений и возможностей противника, неудачи в создании системы оружия с требуемыми характеристиками или появление новых требований, вызывающие пересмотр состава системы оружия или концепции его боевого применения и пр. Эти и подобные им неопределенности являются характерной чертой процесса оценки стоимости, связанной с наличием ряда ошибок: в исходных данных, в определении соотношения между слагающими, используемыми при расчете стоимости, погрешностей экстраполяции и т. п. Одной из основных проблем анализа стоимости является создание методов, работоспособных в условиях неопределенностей. В этом направлении достигнуты пока скромные успехи, и поэтому мы мало, что сможем сообщить в настоящей главе о возможностях учета неопределенности. Но надеемся, что проводимые в настоящее время как корпорацией РЭНД, так и другими организациями исследования смогут привести к полезным результатам уже в ближайшем будущем.

Основная задача настоящего обзора заключается в кратком изложении методов анализа стоимости, которые были разработаны по заданию проекта РЭНД[89]для оценки стоимости систем оружия, обеспечивающих систем и вида сил.

Наставление ВВС 80-1 определяет понятие системы оружия следующим образом:

«Система оружия состоит из материальной части, опыта личного состава и методов, сочетание которых образует боевое средство, основным элементом которого обычно, но не обязательно может быть аэрокосмический аппарат. Полная система оружия включает все связанные с ней вспомогательные средства, оборудование, оружие, службы и личный состав, необходимый для обеспечения действия системы таким образом, что боевое средство можно рассматривать как автономную единицу ударной силы в предполагаемых условиях боевых действий»[90].

Обеспечивающие системы и системы управления опре­делены аналогичным образом и их стоимость становится все более и более важным элементом полной стоимости. К сожалению, в настоящей главе мы не рассматриваем этот вопрос столь детально, как он того заслуживает. Большая часть нашей работы по созданию методов анализа стоимости таких систем еще не завершена и не может быть представлена для рассмотрения.

При сравнении стоимости военных систем мы предпочитаем говорить об «анализе стоимости», а не об «оценке стоимости», так как определение отдельных элементов стоимости, т. е. разграничение в целях анализа многих сложных взаимосвязанных видов деятельности и оборудования по их элементам, является очень важной частью метода. Анализ стоимости систем оружия - это нечто значительно большее, чем только оценка стоимости оружия как такового. Стоимость закупки оружия может составлять только относительно небольшую долю всех затрат, необходимых на создание средств технического обслуживания на базах, подготовку личного состава и текущей деятельности (операций) строевых частей. Эти и другие слагающие стоимости могут существенно изменяться в каждой системе. Более того, при сравнении перспективных систем оружия и их программировании[91] на 5 или 10 лет вперед следует учитывать также стоимость исследований и разработок. Современный опыт указывает, что доля стоимости исследований и разработок по сравнению с другими видами затрат непрерывно возрастает и следует ожидать, что она будет увеличиваться и дальше по мере ускорения темпов развития техники. Поэтому при сравнении альтернатив необходимо учитывать полные расходы на систему оружия и связанные с ней системы обеспечения от начала ее разработки до ввода в строй и последующей эксплуатации в частях.

Что, собственно, мы подразумеваем под понятием стоимости? В экономике под стоимостью понимают расход ресурсов на приобретение каких-либо возможностей[92]. Таким образом, стоимость национальной безопасности есть мера ресурсов, выделенных на достижение ее целей.

В исследовательской работе, например при анализе систем оружия, мы обычно используем долларовую оценку затрат ресурсов. В большинстве случаев стоимость в долларах является достаточно понятной мерой ресурсов, необ­ходимых для разработки, закупки и эксплуатации системы оружия. Более того, концентрируя свое внимание на системе оружия в целом, мы должны иметь возможность выражать в единой мере многие различные по своей природе ресурсы: рабочую силу, ракеты, искусственные сооружения, учебные заведения для подготовки личного состава и пр. Эти элементы проще всего учесть совместно, если выразить их в долларах, необходимых для их приобретения.

Таким образом, при анализе систем и военном планировании обычно удобно выражать полную сумму ресурсов в долларах. При определении стоимости в долларах, например в анализе стоимости систем оружия, указывают также объем материальных ресурсов, необходимых для создания основных элементов системы. Это определение ресурсов в физической мере часто бывает полезным, поскольку оно привлекает внимание к различиям между системами и позволяет выявить непригодные варианты системы, те, например, которые требуют затрат рабочей силы, больших, чем это возможно.

Использование доллара как меры затрат, естественно, вызывает вопрос о возможном влиянии изменения уровня цен в будущем. Однако по самой задаче анализа очевидно, что изменение уровня цен не скажется существенно на его результатах. Необходимо только иметь метод, позволяющий вести общее сравнение стоимости конкурирующих систем на данный год или несколько лет. Поскольку инфляция или дефляция будет влиять на стоимость систем примерно одинаково, то можно в расчетах принять уровень цен постоянным («неизменяемый доллар»). Однако если есть необходимость в оценке влияния изменения уровня цен, то проще всего оценить сначала стоимость в неизменяемых долларах и затем преобразовать ее в соответствии с ожидаемым курсом цен.

Более того, даже в самых лучших примерах анализа систем другие неопределенности в реальной картине будущего будут очень велики. Состав системы от начала исследований и разработок до закупок серийных образцов может изменяться непредвиденным образом. Эти изменения скажутся на общей стоимости системы больше, чем любое вероятное изменение общего уровня цен. Рассматриваемые методы анализа стоимости учитывают, что при сравнении систем с дальней перспективой существенными будут только коренные различиями между ними. Здесь нет необходимости в расчетах такой точности, как то требуется, например, при оценке объема закупок вооружения или содержания и обучения личного состава при разработке военного бюджета на следующий год.

Хотя возможные изменения уровня цен не играют существенной роли в анализе систем, но уменьшение затрат на систему по годам может иметь большое значение в решении вопроса о включении системы в будущую структуру вооруженных сил, особенно в условиях возможных серьезных бюджетных ограничений. Концепция ежегодного уменьшения затрат занимает поэтому важное место в анализе стоимости систем. Не всегда бывает достаточно выразить стоимость системы в виде одной цифры, суммирующей расходы за длительный срок. Может потребоваться определение расходов по годам (так называемый поток затрат для каждой из рассматриваемых систем). Сравнение потоков затрат для конкурирующих систем бывает более трудным занятием, но часто более полезным, чем простое сравнение «оптовой» стоимости.

С уменьшением расходов на системы оружия по годам тесно связана концепция определения приращения стоимости. Новое поколение оружия часто использует полностью или частично вспомогательные средства, созданные для предшествующих систем оружия. При вводе в строй бомбардировщиков В-52 были использованы многие из существовавших в то время авиационных баз. Поэтому в стоимость оборудования баз для крыльев самолета[93] В-52 необходимо было включать только дополнительные (и в этом случае относительно малые) затраты на модернизацию существовавших средств. Расчет приращения стоимости может существенно влиять на выбор там, где одна из конкурирующих систем использует уже существующие средства.

До последнего времени выбор между системами оружия представлял собой относительно независимое решение в вопросах материально-технического снабжения. Однако за последнее десятилетие выбор оружия во все большей степени становится проблемой военного планирования. Причиной этого является все возрастающие темпы технического прогресса, увеличение сложности новых систем и длительность времени, необходимого для их разработки и освоения производства, их большая зависимость от других боевых и обеспечивающих систем, входящих в состав данного или даже другого вида вооруженных сил.

Эта взаимозависимость систем нашла отражение в развитой корпорацией РЭНД концепции полной стоимости, согласно которой предлагаемую систему следует рассматривать в виде боевых подразделений, способных автономно действовать в реальной оперативной обстановке. Для ВВС такими подразделениями являются обычно крылья, эскадрильи или базы. Так, в стоимость крыла В-52 будет входить, например, не только стоимость собственно техники и стоимость содержания личного состава и авиабаз, определение которой для авиакрыльев достаточно просто, но и стоимость необходимого обеспечения, куда входит, например, подготовка личного состава авиационным учебным командованием, стоимость баз снабжения и ремонта, создаваемых в составе командования тыла ВВС специально для системы оружия В-52.

Из сказанного о важности оценки уменьшения расходов на систему оружия со временем становится очевидной необходимость определения при анализе стоимости системы оружия отдельных ее элементов в реальной последовательности времени. Прежде чем начнется закупка новой системы, следует завершить ее разработку, что требует серии затрат по элементам исследований и разработок. Когда же новая система поступила на снабжение боевых частей, производятся затраты на закупку материальной части, на сооружения баз, на первоначальную подготовку личного состава и пр. Наконец, имеются годовые операционные расходы[94]. Такое естественное распределение расходов по времени отражено в виде самостоятельных категорий расходов в структуре оценки полной стоимости, предложенной корпорацией РЭНД.

Оценки полной стоимости системы даются в процессе анализа и синтеза. Основные виды ресурсов и их элементы должны быть выделены и сгруппированы, дана их оценка стоимости в долларах и подведен итог. Основными категориями расчета полной стоимости системы было предложено считать: 1} стоимость исследований и разработок, 2) капитальные затраты и 3) операционные расходы.

Эти три категории стоимости будут рассмотрены ниже. Здесь необходимо только упомянуть, что анализ стоимости не является механической операцией. Он требует от исследователя разумных суждений, опыта и объективности. Исследователь должен уделить особое внимание тем элементам системы, на которых особенно сказываются различия в характеристиках систем и методах их боевого применения, поскольку именно они часто являются ключом к выявлению разницы в полной стоимости конкурирующих систем.

Следует также подчеркнуть, что первичная задача анализа стоимости заключается в сравнении - в том, чтобы получить оценку сравнительной или относительной стоимости конкурирующих систем, а не в том, чтобы добиться точности, требуемой для подготовки годовых бюджетов. Для такого сравнения необходимо использовать одинаковые методы оценки стоимости и подразделять системы на аналогичные элементы. Такое единство подхода желательно также и потому, что каждая система может иметь преимущества, определяемые возможностью использования уже существующих технических средств.

До этого момента мы говорили так, будто анализ стоимости ограничен задачей сравнения отдельных систем. В прошлом это часто было справедливым. Однако уже то, что было сказано относительно оценки приращения стоимости и ее распределения по срокам должно привести к заключению, что полное сравнение альтернативных систем невозможно без учета других систем или несистемных элементов, образующих существующую или предполагаемую «структуру вида сил»[95].

Если рассчитать полную стоимость данного вида сил при наличии определенной системы или без нее, то разница между этими двумя величинами представит полную стоимость данной системы. Здесь стоимости двух конкурирую­щих систем сравниваются при помощи дополнительной, или «маргинальной», стоимости, связанной с включением новой системы в состав вида сил. Поэтому такое исследование требует более подробного и глубокого анализа стоимости, чем это необходимо для изолированного анализа стоимости систем.

Имеется достаточное основание считать анализ стоимости структуры вида сил одной из главных задач анализа стоимости вооруженных сил. Мы возлагаем наши надежды на эффективность вооруженных сил и вынуждены нести расходы на них. Министерство обороны стремится создать наиболее эффективное сочетание различных систем оружия и других систем при заданном объеме затрат или добиться меньшей их стоимости при заданном уровне эффективности, т. е. оно стремится к наиболее эффективному использованию всех, ресурсов, выделяемых государством на оборону.

С этой точки зрения анализ стоимости отдельных систем оружия является примером так называемой «субоптимизации» в анализе систем. Он стремится к достижению эффективности в малом, в то время как анализ структуры вида сил имеет своей целью добиться эффективности в большом[96]

Нужно признать, что в анализе эффективности альтернативных структур видов сил имеются определенные трудности. Однако, даже если оценка общей эффективности возможных комбинаций систем может быть в значительной мере субъективной, все равно необходимо знать возможную стоимость подобных сил.

Поиск по сайту: