设计的未来在哪里

原文：https://www.jianshu.com/p/4a7d652c9ba2
作者：肖锋钢

前面在探讨设计的价值时提到设计方法、设计原则、设计模式这些过程都是为了“半自动化”的产生代码，从设计、开发、测试到发现问题再反馈到设计的过程实际上一种人参与的强化学习。
人的参与使得设计上会出现差异性，有些设计优雅被称作艺术，有些则非常糟糕不堪一用。更加不幸地是消除差异性的代价异常高（上面提到的原则、模式都是试图消除差异的探索，但显然没有完全做到），以致于常被神秘色彩笼罩，比如天赋、直觉。因此未来的道路究竟在哪里呢？

另一种可能性的探索

对于未来的道路，前篇文章中“另一种可能性”提供了一种探索方向"系统的行为、约束和属性是严格、精确、抽象和简洁的，将设计过程自动化直接从系统行为、约束和属性产生代码"。这话听上去比较宽泛，下面用一个例子来说明。

语义的抽象

先来看这样一段代码。

if currentLocation() == Korea then
    say "안녕하세요"
else
    say "Hello"
fi

这段代码很容易理解，是在用两种不同的方式说“你好”，条件分支是根据当前所处的国家来选择说英语还是韩语。这里我们发散一下，选择条件不仅可以根据国家来区分，还可以有很多其它的条件。如果从外部行为来看，好像就是有时在说韩语，有时在说英语，至于条件的内容我们并不关心，就像这样：

if ??? then
    say "안녕하세요"
else
    say "Hello"
fi

如果再进一步把说的内容抽象，比如我们不单单可以打招呼，也可以是任何其它事情，即不再关注具体的内容，可能是P也可能是Q，那么代码就可以演变为：

if ??? then P else Q fi

是否可以再抽象一点？比如：

P + Q

这样是不是很抽象，可以表达的内容更多？从上述过程不难看出语义模型就是系统行为的集合，抽象是这个集合大小的度量，越抽象行为集合越大，比如我们说程序A是程序B的抽象，就可以记做

抽象

综上总结语义的抽象：

• 用不确定性忽略无关的行为
• 用状态变迁关系表达语义
• 状态变迁是初始状态到所有可能结束状态的集合
• 状态是变量到值的映射

从规格说明导出程序

• 一个简单的语言

一个简单的语言

• 语义定义

语义定义

假如我们要用这个语言实现如下的规格说明，如何做？

要实现的规格说明

• 句法的精化计算

精化计算

• 程序推导
  根据上面的精化计算规则如下，因为程序是推导出来的，所以其正确性是有保证的。

推导

未来的一丝曙光

上面的例子使我们相信程序的自动导出是有可能的，要实现这个过程必须得有以下要素的帮助。

• 严格、精确的系统规格说明（目标）
  • 行为、属性、约束
• 程序导出、变换（生成规则)
  • 语义模型
  • 抽象-精化（Abstraction-Refinement）
  • Equational Reasoning

在这些基础上，借助一些适当的方法与工具就可以有效、快速的生成源代码，帮助我们克服由人参与设计过程造成的瓶颈。现在这样的工具已经开始显现出来，比如机器学习，这就像黎明前的一道曙光，为我们的未来之路开辟了一种有力支撑的可能，因此未来值得期待！

结语

虽然设计未来的曙光已经开始显露，但在其完全揭示之前尚有一段较长的夜路需要摸索。对于我们而言，与其枯等它的降临不若为未来规划与准备，去打造抵御“诸神黄昏”的女武神。