miércoles, 18 de diciembre de 2013

La historia de Mel

Una historia clásica de un pasado mejor. Nada mejor para estas fiestas navideñas. Citado de aquí.


Fuente: utastro!nather (Ed Nather), 21 de Mayo de 1983.



La historia de Mel


En un artículo reciente, hablando del lado macho de la programación, se hizo la simple y llana afirmación:

Los Verdaderos Programadores escriben en FORTRAN

Quizá lo hagan ahora, en esta era decadente de cerveza sin alcohol, calculadoras de bolsillo y programas "user-friendly" pero en los Viejos Buenos Tiempos, cuando el término "software" sonaba a broma y los Verdaderos Ordenadores estaban hechos de tambores y tubos de vacío los Verdaderos Programadores escribían en código máquina. No FORTRAN. No RATFOR. Ni siquiera ensamblador. Código máquina. Crudos, sin adornos, inescrutables números hexadecimales. Directamente

Toda una nueva generación de programadores creció en la ignorancia de este glorioso pasado, por lo que me siento obligado a describir, tan bien como me sea posible debido al salto generacional, cómo un Verdadero Programador escribía código.

Le llamaré Mel, porque ese era su nombre.


Conocí a Mel cuando empecé a trabajar para Royal McBee Computer Corp., una extinta subsidiaria de una compañía de maquinas de escribir. La empresa producía el LGP-30, un pequeño y barato (para los estándares de la época) ordenador con memoria de tambor, y empezaba a producir el RPC-4000, un ordenador con memoria de tambor mejorado, más grande y más rápido. Estos ordenadores costaban demasiado, y tampoco duraron mucho de todas formas (es por esto que no habéis oído hablar de la compañía ni del ordenador)


 Había sido contratado para escribir un compilador de FORTRAN para esta nuevo portento y Mel fue mi guía a sus maravillas. Mel no soportaba a los compiladores.

– ¿Si un programa no puede rescribir su propio código — preguntó — qué tiene de bueno?

Mel había escrito, en hexadecimal, el programa de ordenador más conocido que la compañía poseía. Corría sobre el LGP-30 y jugaba al blackjack con los compradores potenciales en las exposiciones de ordenadores. Su efecto era increíble. El stand del LGP-30 estaba siempre lleno en cada exposición, y los vendedores de IBM estaban allí de pie sin poder hacer otra cosa que hablar entre ellos. Si aquello servía para vender ordenadores o no era una pregunta que nadie se planteó nunca.

El trabajo de Mel era reescribir el programa de blackjack para el RPC-4000 (¿Portable? ¿Qué significa eso?). El nuevo ordenador tenia un sistema de direccionamiento de uno más uno, en donde cada instrucción máquina, aparte del código de operación y de la dirección del operando utilizado, tenía una segunda dirección que indicaba donde estaba la próxima instrucción en el tambor giratorio.
¡Una forma moderna de contarlo sería que cada instrucción estaba seguida de un GOTO! Pon eso en la pipa de Pascal y fúmatelo.

Mel amaba al RPC-4000 porque podría optimizar su código: es decir, localizar las instrucciones en el tambor de modo que cuando una hubiera terminado su trabajo, la próxima estuviera pasando por debajo de la cabeza lectora y, por lo tanto, estuviera disponible para su inmediata ejecución. Había un programa que se usaba para hacer eso, un "optimizador de código de ensamblador", pero Mel se oponía a usarlo.

– Nunca sabes donde va a poner las cosas — explicaba — por lo que deberías utilizar constantes separadas.

Tardé un buen tiempo antes de poder entender esa extraña frase. Como Mel conocía el valor numérico de cada código de operación, y había asignado sus propias direcciones en el tambor, cada instrucción que escribía podía también ser considerada como una constante numérica. Podía tomar una instrucción "add" anterior, por ejemplo, y multiplicar algo con ella, si tenía el valor numérico que necesitaba. Su código no era muy sencillo de modificar por otra persona que digamos.

Comparé los programas optimizados a mano de Mel con el mismo código pasado por el programa de optimización de código de ensamblador, y los de Mel siempre se ejecutaban más rápido. Esto era debido a que el sistema de programación "top-down" no había sido inventado aún, y Mel no lo habría utilizado de todas formas. Escribía las partes más internas de los bucles de su programa primero, para que se pudieran situar en las direcciones optimas del tambor. El optimizador de código ensamblador simplemente no era lo suficientemente listo para hacerlo de ese modo.

Mel nunca escribía bucles de espera, a pesar de que la Flexowriter requería un tiempo de espera entre los caracteres de salida para funcionar correctamente. Simplemente situaba las instrucciones en el tambor de forma que cada una ya hubiera pasado por debajo de cabeza cuando se necesitaba; de forma que el tambor debía realizar otra revolución completa para encontrar la instrucción que acababa de pasar. Acuñó un término inolvidable para este proceso. A pesar de que "óptimo" es un término absoluto, como "único", se convirtió en una costumbre hacerlo relativo: "no del todo óptimo" o "menos óptimo" o "o no muy óptimo". Mel llamaba a las localizaciones con mayor tiempo de espera las "más pésimas".

Después de terminar el programa de blackjack y conseguirlo ejecutar ("Incluso el inicializador está optimizado" dijo orgullosamente), recibió una Petición de Modificación desde el departamento de ventas. El programa utilizaba un elegante (y optimizado) generador de números aleatorios para barajar las "cartas" y repartirlas desde el "montón", y algunos de los vendedores creían que esto era demasiado justo, porque a veces los compradores perdían. Querían que Mel modificara el programa para que, cuando se cambiara un interruptor en el panel, pudieran cambiar la suerte y dejar al comprador ganar.

Mel protestó. Creía que la proposición era sencillamente deshonesta, que lo era, y que chocaba con su integridad personal como programador, lo que pasaba de veras, por lo que se negó a hacerlo. El Director de Ventas habló con Mel, igual que lo hizo el Gran Jefe, y, a petición del jefe, unos cuantos Compañeros Programadores. Mel finalmente se rindió y escribió el código, pero hizo la comprobación al revés, y, cuando el interruptor se pulsaba, el programa hacia trampas, ganando todo el rato. Mel estaba encantado con ello, proclamando que su subconsciente era incontrolablemente ético, y se negó estoicamente a arreglarlo

Después de que Mel dejara la compañía en busca de pa$to$ más verdes, el Gran Jefe me preguntó si podía mirar el código y ver si podía encontrar la comprobación y darle la vuelta. Un poco reticente acepté mirar. Seguir el código de Mel era una verdadera odisea.

A veces creo que programar es un arte, y su valor solo puede ser apreciado por otra persona versada en ese arcano arte; existen gemas maravillosas y brillantes ocultas a la vista y admiración humanas, algunas veces para siempre, por la naturaleza misma del proceso. Puedes aprender un montón sobre alguien sólo leyendo su código, incluso en hexadecimal. Mel era, creo, un genio incomprendido.

Quizá mi mayor conmoción fue cuando encontré un inocente bucle que no contenía ninguna condición. Nada. El sentido común me decía que tenía que ser un bucle cerrado, donde el programa se ejecutaría para siempre, sin fin. Sin embargo el control del programa pasaba a través de él hasta el otro extremo sin problemas. Me llevó dos semanas descubrir lo que sucedía.

El RPC-4000 tenía un dispositivo realmente moderno llamado registro índice. Permitía al programador escribir un bucle que utilizara una instrucción indexada en su interior; cada vez que se pasaba por ese punto el valor en el registro índice era añadido a la dirección del operando de aquella instrucción, por lo que se referiría al próximo dato de una serie. Sólo tenía que incrementar el registro índice cada vez. Mel nunca lo utilizó

En su lugar, él ponía la instrucción en un registro de la máquina, añadia uno a su dirección y la almacenaba de nuevo. Entonces ejecutaba la instrucción modificada, directamente desde el registro. El bucle estaba escrito de forma que este tiempo adicional de ejecución se tenía en cuenta, cuando la instrucción en curso terminaba la próxima estaba justo bajo la cabeza de lectura del tambor, lista para ser ejecutada. Pero el bucle no tenía comprobación.

La pista vital llegó cuando me di cuenta que el bit del registro índice, el bit que estaba entre la dirección y el código de operación en la palabra de la instrucción estaba activo… a pesar de que Mel nunca utilizaba el registro índice, dejándolo a cero todo el tiempo. Cuando la luz brilló, casi me cegó.

Mel había situado los datos en los que trabajaba cerca de la parte alta de la memoria, las direcciones más grandes que las instrucciones podían direccionar por lo que, después de que el último dato hubiera sido utilizado, incrementar la dirección de la instrucción haría que se desbordara. El acarreo añadiría uno al código de operación, cambiándolo a la siguiente instrucción en el juego: una instrucción de salto. Además la próxima instrucción de programa estaba en la dirección cero, y el programa seguiría felizmente su recorrido

No me he mantenido en contacto con Mel, por lo que no se si se rindió a los cambios que los tiempos han introducido en las técnicas de programación desde esos días desaparecidos hace mucho tiempo. Me gusta pensar que no lo hizo. De todas maneras me impresionó tanto aquello que dejé de buscar la comprobación, diciéndole al Gran Jefe que no podía encontrarla. No pareció sorprendido.

Cuando dejé la compañía el programa de blackjack seguía haciendo trampas si activabas el interruptor, y creo que es como debe ser. No me siento a gusto hackeado el código de un Verdadero Programador

Mel está de pie a la derecha

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