sábado, 13 de agosto de 2016

teach yourself programming in ten years [Peter Norvig]

Teach Yourself Programming in Ten Years

Peter Norvig

Why is everyone in such a rush?

Walk into any bookstore, and you'll see how to Teach Yourself Java in 24 Hours alongside endless variations offering to teach C, SQL, Ruby, Algorithms, and so on in a few days or hours. The Amazon advanced search for [title: teach, yourself, hours, since: 2000 and found 512 such books. Of the top ten, nine are programming books (the other is about bookkeeping). Similar results come from replacing "teach yourself" with "learn" or "hours" with "days."
The conclusion is that either people are in a big rush to learn about programming, or that programming is somehow fabulously easier to learn than anything else. Felleisen et al. give a nod to this trend in their book How to Design Programs, when they say "Bad programming is easy. Idiots can learn it in 21 days, even if they are dummies." The Abtruse Goose comic also had their take.
Let's analyze what a title like Teach Yourself C++ in 24 Hours could mean:

  • Teach Yourself: In 24 hours you won't have time to write several significant programs, and learn from your successes and failures with them. You won't have time to work with an experienced programmer and understand what it is like to live in a C++ environment. In short, you won't have time to learn much. So the book can only be talking about a superficial familiarity, not a deep understanding. As Alexander Pope said, a little learning is a dangerous thing.
  • C++: In 24 hours you might be able to learn some of the syntax of C++ (if you already know another language), but you couldn't learn much about how to use the language. In short, if you were, say, a Basic programmer, you could learn to write programs in the style of Basic using C++ syntax, but you couldn't learn what C++ is actually good (and bad) for. So what's the point? Alan Perlis once said: "A language that doesn't affect the way you think about programming, is not worth knowing". One possible point is that you have to learn a tiny bit of C++ (or more likely, something like JavaScript or Processing) because you need to interface with an existing tool to accomplish a specific task. But then you're not learning how to program; you're learning to accomplish that task.
  • in 24 Hours: Unfortunately, this is not enough, as the next section shows.

Teach Yourself Programming in Ten Years

Researchers (Bloom (1985)Bryan & Harter (1899)Hayes (1989)Simmon & Chase (1973)) have shown it takes about ten years to develop expertise in any of a wide variety of areas, including chess playing, music composition, telegraph operation, painting, piano playing, swimming, tennis, and research in neuropsychology and topology. The key is deliberativepractice: not just doing it again and again, but challenging yourself with a task that is just beyond your current ability, trying it, analyzing your performance while and after doing it, and correcting any mistakes. Then repeat. And repeat again. There appear to be no real shortcuts: even Mozart, who was a musical prodigy at age 4, took 13 more years before he began to produce world-class music. In another genre, the Beatles seemed to burst onto the scene with a string of #1 hits and an appearance on the Ed Sullivan show in 1964. But they had been playing small clubs in Liverpool and Hamburg since 1957, and while they had mass appeal early on, their first great critical success, Sgt. Peppers, was released in 1967.
Malcolm Gladwell has popularized the idea, although he concentrates on 10,000 hours, not 10 years. Henri Cartier-Bresson (1908-2004) had another metric: "Your first 10,000 photographs are your worst." (He didn't anticipate that with digital cameras, some people can reach that mark in a week.) True expertise may take a lifetime: Samuel Johnson (1709-1784) said "Excellence in any department can be attained only by the labor of a lifetime; it is not to be purchased at a lesser price." And Chaucer (1340-1400) complained "the lyf so short, the craft so long to lerne." Hippocrates (c. 400BC) is known for the excerpt "ars longa, vita brevis", which is part of the longer quotation "Ars longa, vita brevis, occasio praeceps, experimentum periculosum, iudicium difficile", which in English renders as "Life is short, [the] craft long, opportunity fleeting, experiment treacherous, judgment difficult." Of course, no single number can be the final answer: it doesn't seem reasonable to assume that all skills (e.g., programming, chess playing, checkers playing, and music playing) could all require exactly the same amount of time to master, nor that all people will take exactly the same amount of time. As Prof. K. Anders Ericsson puts it, "In most domains it's remarkable how much time even the most talented individuals need in order to reach the highest levels of performance. The 10,000 hour number just gives you a sense that we're talking years of 10 to 20 hours a week which those who some people would argue are the most innately talented individuals still need to get to the highest level."

So You Want to be a Programmer

Here's my recipe for programming success:
  • Get interested in programming, and do some because it is fun. Make sure that it keeps being enough fun so that you will be willing to put in your ten years/10,000 hours.
  • Program. The best kind of learning is learning by doing. To put it more technically, "the maximal level of performance for individuals in a given domain is not attained automatically as a function of extended experience, but the level of performance can be increased even by highly experienced individuals as a result of deliberate efforts to improve." (p. 366) and "the most effective learning requires a well-defined task with an appropriate difficulty level for the particular individual, informative feedback, and opportunities for repetition and corrections of errors." (p. 20-21) The book Cognition in Practice: Mind, Mathematics, and Culture in Everyday Life is an interesting reference for this viewpoint.
  • Talk with other programmers; read other programs. This is more important than any book or training course.
  • If you want, put in four years at a college (or more at a graduate school). This will give you access to some jobs that require credentials, and it will give you a deeper understanding of the field, but if you don't enjoy school, you can (with some dedication) get similar experience on your own or on the job. In any case, book learning alone won't be enough. "Computer science education cannot make anybody an expert programmer any more than studying brushes and pigment can make somebody an expert painter" says Eric Raymond, author of The New Hacker's Dictionary. One of the best programmers I ever hired had only a High School degree; he's produced a lot of greatsoftware, has his own news group, and made enough in stock options to buy his ownnightclub.
  • Work on projects with other programmers. Be the best programmer on some projects; be the worst on some others. When you're the best, you get to test your abilities to lead a project, and to inspire others with your vision. When you're the worst, you learn what the masters do, and you learn what they don't like to do (because they make you do it for them).
  • Work on projects after other programmers. Understand a program written by someone else. See what it takes to understand and fix it when the original programmers are not around. Think about how to design your programs to make it easier for those who will maintain them after you.
  • Learn at least a half dozen programming languages. Include one language that emphasizes class abstractions (like Java or C++), one that emphasizes functional abstraction (like Lisp or ML or Haskell), one that supports syntactic abstraction (like Lisp), one that supports declarative specifications (like Prolog or C++ templates), and one that emphasizes parallelism (like Clojure or Go).
  • Remember that there is a "computer" in "computer science". Know how long it takes your computer to execute an instruction, fetch a word from memory (with and without a cache miss), read consecutive words from disk, and seek to a new location on disk. (Answers here.)
  • Get involved in a language standardization effort. It could be the ANSI C++ committee, or it could be deciding if your local coding style will have 2 or 4 space indentation levels. Either way, you learn about what other people like in a language, how deeply they feel so, and perhaps even a little about why they feel so.
  • Have the good sense to get off the language standardization effort as quickly as possible.
With all that in mind, its questionable how far you can get just by book learning. Before my first child was born, I read all the How To books, and still felt like a clueless novice. 30 Months later, when my second child was due, did I go back to the books for a refresher? No. Instead, I relied on my personal experience, which turned out to be far more useful and reassuring to me than the thousands of pages written by experts.
Fred Brooks, in his essay No Silver Bullet identified a three-part plan for finding great software designers:
  1. Systematically identify top designers as early as possible.
  2. Assign a career mentor to be responsible for the development of the prospect and carefully keep a career file.
  3. Provide opportunities for growing designers to interact and stimulate each other.
This assumes that some people already have the qualities necessary for being a great designer; the job is to properly coax them along. Alan Perlis put it more succinctly: "Everyone can be taught to sculpt: Michelangelo would have had to be taught how not to. So it is with the great programmers". Perlis is saying that the greats have some internal quality that transcends their training. But where does the quality come from? Is it innate? Or do they develop it through diligence? As Auguste Gusteau (the fictional chef in Ratatouille) puts it, "anyone can cook, but only the fearless can be great." I think of it more as willingness to devote a large portion of one's life to deliberative practice. But maybe fearless is a way to summarize that. Or, as Gusteau's critic, Anton Ego, says: "Not everyone can become a great artist, but a great artist can come from anywhere."
So go ahead and buy that Java/Ruby/Javascript/PHP book; you'll probably get some use out of it. But you won't change your life, or your real overall expertise as a programmer in 24 hours or 21 days. How about working hard to continually improve over 24 months? Well, now you're starting to get somewhere...

References

Bloom, Benjamin (ed.) Developing Talent in Young People, Ballantine, 1985.
Brooks, Fred, No Silver Bullets, IEEE Computer, vol. 20, no. 4, 1987, p. 10-19.
Hayes, John R., Complete Problem Solver Lawrence Erlbaum, 1989.
Chase, William G. & Simon, Herbert A. "Perception in Chess" Cognitive Psychology, 1973, 4, 55-81.
Lave, Jean, Cognition in Practice: Mind, Mathematics, and Culture in Everyday Life, Cambridge University Press, 1988.

Answers

Approximate timing for various operations on a typical PC:
execute typical instruction1/1,000,000,000 sec = 1 nanosec
fetch from L1 cache memory0.5 nanosec
branch misprediction5 nanosec
fetch from L2 cache memory7 nanosec
Mutex lock/unlock25 nanosec
fetch from main memory100 nanosec
send 2K bytes over 1Gbps network20,000 nanosec
read 1MB sequentially from memory250,000 nanosec
fetch from new disk location (seek)8,000,000 nanosec
read 1MB sequentially from disk20,000,000 nanosec
send packet US to Europe and back150 milliseconds = 150,000,000 nanosec

Español

Aprende a programar en diez años

Por Peter Norvig.  Teach Yourself Programming in Ten Years
Traducción libre al español por Carlos Rueda - http://loro.sf.net 

¿Por qué todos tienen tanto afán?

Entra a cualquier librería y encontrarás Aprende Java en 7 Días y demás variaciones interminables ofreciendo enseñar Visual Basic, Windows, Internet, etc., en unos pocos días u horas. Yo hice la siguiente búsqueda avanzada (power search) en Amazon.com :
     pubdate: after 1992 and title: days and
      (title: learn or title: teach yourself)
y obtuve 248 ítems de resultado. Los primeros 78 fueron libros de computación (el número 79 era Aprende Bengali en 30 días -- Learn Bengali in 30 days ). Remplacé "days" (días) por"hours" (horas) y obtuve, sorprendentemente, resultados similares: 253 libros más, con 77 libros de computación seguidos de Aprende Gramática y Estilo en 24 horas (Teach Yourself Grammar and Style in 24 Hours) en el número 78. Del total de los primeros 200, 96% fueron libros de computación.La conclusión es que, o bien la gente tiene un gran afán por saber de computadoras, o bien las computadoras son algo fabulosamente más fácil de aprender que cualquiera otra cosa. No hay libros sobre cómo aprender Beethoven, o Física Cuántica, o incluso Estética Perruna en pocos días.
Analicemos lo que podría significar un título como Aprende Pascal en Tres Días (Learn Pascal in Three Days):
  • Aprende: En 3 días no tendrás tiempo de escribir varios programas significativos, y de aprender de tus éxitos y errores con ellos. No tendrás tiempo de trabajar con un programador experimentado y entender lo que es vivir en ese ambiente. En resumen, no tendrás tiempo de aprender mucho. Así que esos libros sólo podrán lograr una familiaridad superficial, no un entendimiento profundo. Como dijo Alexander Pope, poco aprendizaje es asunto peligroso.
  • Pascal: En 3 días puedes aprender la sintaxis de Pascal (si ya conoces un lenguaje similar), pero no podrás aprender mucho cómo usarla. En síntesis, si fueras, digamos, un programador Basic, podrías aprender a escribir programas en el estilo de Basic usando la sintaxis de Pascal, pero no aprenderías realmente para lo que Pascal es bueno (o malo). Entonces ¿cuál es el objetivo? Alan Perlis dijo alguna vez: "Un lenguaje que no afecte tu manera de pensar acerca de la programación, no merece conocerse". Un objetivo posible es que tienes que aprender un poco de Pascal (o más probablemente, algo como Visual Basic o JavaScript) porque necesitas tener una interface con una herramienta existente para realizar una cierta tarea. Pero entonces no estás aprendiendo cómo programar; estás aprendiendo cómo realizar esa tarea.
  • en Tres Días: Desafortunadamente, no son suficientes, como se describe en la siguiente sección.

Aprende a programar en diez años

Algunos investigadores (Hayes , Bloom) han mostrado que toma aproximadamente diez años desarrollar habilidades en cualquiera de una amplia variedad de áreas, incluyendo el juego de ajedrez, la composición musical, la pintura, el piano, la natación, el tenis, y la investigación en neurosicología y topología. Parece no haber atajos: incluso Mozart, prodigio musical a los 4 años, se tomó 13 más antes de empezar a producir música de calidad mundial. En otro género, parece que los Beatles llegan a escena apareciendo en el espectáculo de Ed Sullivan en 1964. Pero ellos habían estado tocando desde 1957, y aunque tenían una masa de seguidores desde antes, su primer gran éxito, Sgt. Peppers , apareció en 1967. Samuel Johnson pensaba que se requieren más de diez años: "La excelencia en cualquier área puede lograrse sólo mediante el trabajo de toda una vida; no es algo que pueda adquirirse a un menor precio." Y Chaucer se quejaba "the lyf so short, the craft so long to lerne."Aquí está mi receta para el éxito en programación:
  • Interésate en la programación, y haz programación porque es divertida. Asegúrate que se mantiene tan divertida que estarás en disposición de invertir diez años.
  • Habla con otros programadores. Lee otros programas. Esto es más importante que cualquier libro o curso.
  • Programa. El mejor tipo de aprendizaje es aprender haciendo (learning by doing) . Para decirlo más técnicamente, "El máximo nivel de desempeño de los individuos en un dominio dado, no se logra automáticamente como función de experiencia extendida, sino que el nivel de desempeño puede incrementarse incluso en individuos altamente experimentados como resultado de esfuerzos deliberados por mejorar." (p. 366) y "el aprendizaje más efectivo requiere una tarea bien definida con un apropiado nivel de dificultad acorde con el individuo, retroalimentación informativa, y oportunidades de repetición y corrección de errores." (p. 20-21) El libro Cognition in Practice: Mind, Mathematics, and Culture in Everyday Life es una interesante referencia sobre este punto de vista.
  • Si quieres, dedica cuatro o cinco años en una universidad (o más en una escuela de graduados). Esto te dará acceso a algunos posiciones que requieren credenciales, y te dará un entendimiento más profundo del campo, pero si no disfrutas la escuela, puedes (con algo de dedicación) obtener una experiencia similar trabajando. Como sea, la lectura de libros por sí sola no será suficiente. "La educación en computación no puede hacer a nadie un expero programador más que el estudio de pinceles y pigmentos puede hacer a alguien un pintor experto" dice Eric Raymond, autor de The New Hacker's Dictionary. Unos de los mejores programadores que yo haya contratado alguna vez tenía sólamente un grado de bachiller (High School); pero ha producido una gran cantidad de excelentes programas , tiene su propio grupo de noticias (news group) , y sin duda es mucho más rico de lo que yo llegue a ser.
  • Trabaja en proyectos con otros programadores. Sé el mejor programador en algunos proyectos; sé el peor en otros. Cuando eres el mejor, tienes que poner a prueba tus habilidades para liderar un proyecto y para inspirar a otros con tu visión. Cuando eres el peor, aprendes lo que los maestros hacen, y aprendes lo que a ellos no les gusta hacer (pues te ponen a hacerlo por ellos).
  • Trabaja en proyectos después que otros programadores. Proponte entender un programa escrito por otra persona. Mira cuánto toma entenderlo y hazle correcciones cuando los programadores originales no están allí. Piensa en cómo diseñar tus programas para facilitarles el trabajo a aquellos que le harán mantenimiento después de tí.
  • Aprende por lo menos una media docena de lenguajes de programación. Incluye uno con soporte para abstracciones de clases (como Java o C++), uno que dé soporte a la abstracción functional (como Lisp o ML), uno que dé soporte a la abstracción sintáctica (como Lisp), uno que dé soporte a especificationes declarativas (como Prolog o plantillas C++), uno que dé soporte a corutinas (como Icon o Scheme), y uno que dé soporte al paralelismo (como Sisal).
  • Recuerda que hay "computadoras" en la "ciencia de la computación". Conoce cuánto le toma a tu computadora ejecutar una instrucción, alcanzar una palabra de la memoria (con y sin cache), leer palabras consecutivas de disco, y ubicar una nueva localización en disco. (Respuestas aquí.)
  • Involúcrate en un plan de estandarización de algún lenguaje. Podría ser en el mismo comité ANSI C++, o podría ser simplemente decidir si tu estilo de codificación tendrá niveles de identación de 2 ó 4 espacios. Como sea, averigua lo que les gusta a otras personas en un lenguaje, cómo lo perciben, y quizá incluso un poco de por qué lo perciben como lo hacen.
  • Ten el buen juicio para lanzar el plan de estandarización del lenguaje tan pronto como sea posible.
Con todo lo anterior en mente, es cuestionable qué tan lejos puedes llegar sólo leyendo libros. Antes de que naciera mi primer hijo, leí todos los libros Aprende a (How To), y sin embargo me sentía como un tonto principiante. 30 meses después, cuando nació mi segundo hijo, ¿acaso regresé a los libros? No. Al contrario, me apoyé en mi experiencia personal, que me resultó mucho más útil y confiable que las miles de páginas escritas por los expertos.Fred Brooks, en su ensayo No Silver Bullets, identificó un plan de tres partes para encontrar grandes diseñadores de programas:
  1. Sistemáticamente identificar a los diseñadores líderes lo más pronto posible.
  2. Asignar un tutor de carrera para que sea responsable del desarrollo del prospecto y mantenga cuidadosamente un registro de seguimiento.
  3. Ofrecer oportunidades a los diseñadores en crecimiento para que interactúen y se motiven mutuamente.
Esto asume que algunas personas ya tienen las cualidades necesarias para ser grandes diseñadores; la tarea es persuadirlos apropiadamente. Alan Perlis lo dice de manera más sucinta: "A cualquiera se le puede enseñar a esculpir: A Miguel Angel habría que habérsele enseñado cómo no hacerlo. Así pasa con los grandes programadores".Así que adelante, compra ese libro de Java; probablemente obtendrás algo de él. Pero no cambiará tu vida o tus reales habilidades como programador en 24 horas, días o incluso meses.

Referencias

Bloom, Benjamin (ed.) Developing Talent in Young People, Ballantine, 1985.Brooks, Fred, No Silver Bullets, IEEE Computer, vol. 20, no. 4, 1987, p. 10-19.
Hayes, John R., Complete Problem Solver Lawrence Erlbaum, 1989.
Lave, Jean, Cognition in Practice: Mind, Mathematics, and Culture in Everyday Life, Cambridge University Press, 1988.

Respuestas

Tiempos de demora de varias operaciones en una PC típica de 1GHz, verano de 2001:
execute single instruction 1 nsec = (1/1,000,000,000) sec 
fetch word from L1 cache memory 2 nsec 
fetch word from main memory 10 nsec 
fetch word from consecutive disk location 200 nsec 
fetch word from new disk location (seek) 8,000,000nsec = 8msec
Source / Fuente : http://norvig.com/21-days.html

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