专访Bruce Douglass，谈嵌入式经验

不同寻常的个人经历

CSDN：你曾学习生理学和医学，这些经历对你在计算机领域的发展有怎样的影响？

Bruce：我的经历颇有些特别，14岁从中学直接进入大学，开始的专业是数学，后来转到运动生理学专业，直到硕士毕业，我的博士学位是South Dakota大学的Neurocybernetics（神经控制论）。这些经历给予我基本的科学素养，而计算机工程正是一种科学应用。对不同领域的涉猎，让我有着更强的推理分析能力及更宽阔的视野。

举例来说，我为几家公司做顾问时，经常发现其内部的明显错误，而处在内部的他们却未曾察觉。好比交往中的男女，你所有的朋友都说与你交往的人太差劲了，但你却因为爱他/她而全然不觉，直到某天分手后再回头看，可能才会后悔。机构往往如此，恰似经营一段错误的婚姻般当局者迷。只有脱离组织本身，完全独立地看待问题，才能做出最客观的分析——开发、工程管理等皆是如此。

还有一个例子，一家德国汽车制造厂有一个为期18个月的汽车检修流程，前6个月称为“特征构建”，后12个月称为“特征稳固”。也就是说，这个流程要先花6个月制造缺陷，再花12个月修复缺陷。这是一个很明显的问题，为什么不能在第一阶段通过检测设备、高效仿真等手段避免缺陷的产生？分析问题的关键就在于如何定义问题，以及如何从宏观角度寻找不同的解决办法。

CSDN：是什么吸引你开始编程的，并进入现在的领域？

Bruce：表面上看，编程就是想要实现什么就写什么代码；但事实是，敲代码只是软件开发过程中很小的一部分，程序员的工作还包括安全分析、责任分析、产品验证、产品分析等。

我第一次写程序是在做硕士究生论文时，论文的主题是“甲状腺素和去甲肾上腺素在冷压力下的相互反应”，那是在1978年，为了实现大规模统计分析，我买了一台拥有4KB内存的电脑，编写了我的第一个程序——1000多行的VB统计分析软件。之后读博期间，为了完成一套生物神经系统学信息处理的数据分析（即生物神经计算），我写了很多软件，其中包括一些系统驱动程序。

CSDN：在从业过程中，你如何提高自己的技能？

Bruce： 最重要的是实践，就像要练好标枪就必须勤加练习，编程也是一样。在我的书中，我一直都尝试加入更多的实例设计；在《Real Time UML Workshop for Embedded Systems》中，我写了一个无人机的设计案例；另外一本书中，设计了一个星际旅行传输机的有趣案例。我正在写这本关于“敏捷系统工程”的书中，我设计了一种可穿戴的机器人盔甲，类似于电影《异形》里机器人穿的那种，不过比电影中的大8倍，重达1500kg，可每小时跑80km。

从我参与过许多系统的开发——计算机断层扫描、医疗（如心脏起搏器、呼吸机）、无人机、自动化、航空航天、运载火箭系统等——我发现不同行业有着不同的应用环境，但同时也有共通性，我们需要在不断的实践中总结知识。经历会带给人财富，有一次我儿子问我，怎样才能成为作家（他想写小说），我告诉他，首先你要开始写作。

CSDN：在这些不同领域系统的开发过程中？你有哪些经验总结？

Bruce：有很多。

一是要发散思维克服目光短浅。我做顾问时，经常看到一些根本不可能实现的案例，当事人却置身其中毫无察觉。面对问题时，我们需要走出定势思维，从不同的角度寻找解决办法，并通过思考寻找问题的底层机理所在。比如，大学时我基本没上过化学课，但能通过推测解答试题的办法通过了考试（我可不推荐大家使用这种方法应付考试）。我们要学会看到事情之外，退一步想想事情发生的根本原因，总结所做过的尝试、预测以及最终成功的方法，然后在确保成功的前提下尝试更多的解决办法.。我们需要制定相应的度量标准，用来记录并展示过程中的成与败及最总目标。

二是要建立数学思维，提高准确性。一些人常常固执己见，忽略事实，即使现实已经证明他们的理论和想法不实际，他们却依然坚持——这是没有意义的行为。理论需要实践来验证对与错。在做开发工作时，我们需要一套度量标准用于评测，要以取得进步为目的，而不只是实现某个计划（计划只是某种意义上的理论，不一定是正确的），相较于“如何实现计划”，“如何实现目的”则是更好的度量标准。

三是要学会合理地做计划。通常软件行业制作的计划都有两种目的，一种是用于申请计划所需时间及经费；另一种则是用于激励员工努力工作，这种计划本身就存在着矛盾。合理的计划一定要基于现实，并有相应的度量标准来记录工作进度及工时。我在做项目管理时就有很多这样的度量规则，我一般只会预估完成一半任务所需的时间，这样前后两部分任务可在时间上做灵活调整；对于具体某个人的进度，我不会做预估，因为基本都会延时。统计学中有一个“中心极限定理”——通常我们只有50%的几率能够达成预估时间表。

CSDN：你开始写书的原因是什么，想要解决怎样的问题？

Bruce：我写的第一本书是在毕业后，当时我经营着一家软件公司，因为发表了不少计算机杂志专栏和文章，于是有出版社找到我，我因此写作了自己的第一本，关于数据分析的书。我在写作的过程中，总会追寻两个目标——为个人和读者的都带来收获。对于一个问题的理解，我觉得有三个层面：第一层是自己听说某项技术，但并不真正理解；第二层是开始应用，这属于比较深层的理解；第三层是能将知识传授给其他人，表明不仅自己可以应用，还能教授给不同技术背景和学习方式的人们。对读者来说，在很多行业，如飞行器、高速公路系统，金融领域等，都不乏聪慧的人，但在这些领域中却存在着糟糕的实践，特别是那些对安全性要求较高的行业中（包括医疗、航空电子设备、机动车设备、重工业、造船业、军事，以及金融业），我觉得可以做出更多改进。

CSDN：写书通常需要花很长时间，你是如何坚持的？对你写作影响最大的人是谁？

Bruce：我写一本书大概要用2000小时，这样对工作量听起来令人畏惧。写书是持久战，且万事开头难，开始时需要先组织语言列出提纲等。这好比参加铁人三项，乍一看似乎不可能完成，但是当你一项一项去做，终点就会在前方。

不少人对我的写作都有影响，我很喜欢Grady Booch（UML创建者之一，IBM院士）的写作风格，他是位条理十分清晰的作者。我不喜欢那种典型的枯燥无味的技术书，所以我会尽可能在书里添加一些诙谐因素，让它读起来更有趣（不过也不是所有人都懂我书里的幽默，我妻子就不懂）。Grady也经常在书里添加娱乐元素，用有趣又有意义的故事替无聊的文字，更容易被读者接受。

编程以及嵌入式软件开发经验总结

CSDN：开发者在嵌入式软件系统领域有哪些常见误区？

Bruce：首先，人们常在没有实践的情况下做出判断。比如有些人经常想当然的认为不过是软件/硬件，没有什么难的。没有实践，任何事情看起来都很简单。只有当你深入某个领域时，才能慢慢意识该领域的复杂性。如今的系统已经比几年前复杂数百倍，相应的安全性及可靠性也随之提高，相关的工作变得更复杂。

其次，人们通常认为紧凑的工期能够激励员工更努力的工作。事实上，这种激励方式最多只能生效一次。第一次，员工可能会乖乖一天拼命工作20个小时以完成任务，第二次他们就开始有些迟疑，到了第三第四次，他们也就不以为然了。我曾经有个老板说“现实是友好的”，我却始终认为现实就是现实，不友好但也不坏，现实不容忽视，我们要时刻保持理性。我发现很多组织内部都存在着各种架构或者工期制定的问题，他们从不根据事实制定计划，不认真思考总结，只通过凭空想象，然后期望能够如期完成。

CSDN：在医疗、航空、自动化及军事这些时刻关系到生命的领域，可靠性和安全性至关重要。对开发者来说，在这些领域，有哪些特殊的规则和标准需要遵循？

Bruce：最重要对在于，需要根据这些系统推理出所需的可靠性和安全性。

我曾创建一个关于安全推理的UML Profile，可以通过结合预设条件与故障组合展示故障风险。比如设置一个想要避免的场景，然后通过对这个场景的分析，判断出其所需的安全控制措施。任何一个做安全软件或系统的人都会说他们需要保障安全性，但通常只停留在对安全性的需求层面，并没有去深入理解为什么需要安全性。我的Profile核心部分称为Assert，它有多种存在形式，有时类似信用卡密码，我们要确保它不被盗取；有时类似于心脏起搏器，我们要确保它不被干扰；还有时是一种具体物品，我们需要确保它不被随意移动。当我们想要找出这些Asset的时候，需要预设一些条件来制造相应的缺陷，然后才能找到相应的可提高安全性的对策。通过不同的手段找到安全缺陷、分析安全漏洞，进而得知通过增强安全性所要保护的内容。现在大部分人根本不清楚做安全的目的是什么，所以深入的了解增强安全性的目的至关重要。

CSDN：与早些年相比，嵌入式软件开发领域最大的变化是什么？

Bruce：我觉得变化主要有三点。第一是范围，我开发的第一个软件，心脏起搏器，是一个基于6502处理器的、很小的、实时多任务操作系统的汇编程序，系统只有8KB。如今系统的空间和功能实现跟以前比起来，早已不在一个量级，过去的系统很小而且功能简单，现今的系统要比以前复杂千倍。

第二是规则变化，包括一些安全可靠性服务。如今的安全监管功能增加了很多对开发的质量要求规则。以前如果机器坏了我们可以直接关掉，如今却不行，例如输氧设备或者正在驾驶的飞机，我们并不能直接关掉它，也就是说如今的质量需求要比以前多得多。

第三是集成。当今世界是一个亿万台设备相互连接的互联空间，这同时意味着我们正面临着史无前例的安全隐患。有一篇发表在“Planet Black Hack”上的研究报告称，他们已经找到了可以黑入普通移动设备、主板、娱乐系统、自动系统、传感器系统的不同途径。在这些设备中，他们不仅可以开关机、开启或锁定防火墙，还可以盗取信息、重写引擎软件。在过去如果有人想偷车，就必须先把车门撬开；而如今，只需要黑入汽车系统改写软件就能把车偷走。这是安全级别的一个巨大改变，50年前还没有电力系统，20年前有了电力系统，但是还没有软件，如今一个病毒就可以攻击几万台设备并导致一座城市的瘫痪。

CSDN：对中国的开发者，你还有哪些建议想与他们分享？

Bruce：在我看来，开发者即革新者，而革新一定不能畏惧失败，不能因为他人的不认可而轻易放弃。另外，作为一名开发者，不能只关注系统的功能实现，还要关注质量保障，系统功能的实现要围绕着安全、可靠和高效进行实施。要拥有独立并机智地使用不同技能的能力，勇于面对错误并及时修正。根据我的经验，在新事物的应用过程中，通常会有25%的错误概率，如果没有，那你一定没有努力地应用新技术。大部分人都喜欢恪守陈规，而我宁愿是个例外，这同时意味着会做出一些令人难以置信的错误决定，不过没有什么大不了，下次改正就好了。