Perché le barre di avanzamento sono così imprecise? [chiuso]

Computer e linguaggi di programmazione tendono ad essere deterministici e prevedibili. Tuttavia, le barre di avanzamento sembrano l'opposto, soprattutto se l'operazione è complessa. Anche per i prodotti professionali di livello mondiale, alcune barre di avanzamento fanno ben poco per riflettere il reale progresso di un'operazione. Li ho visti passare dal 10% al 90% in un balzo dopo aver fatto nulla per 4 ore. Ho anche visto alcuni passi indietro, suggerendo che è stata scoperta un'elaborazione inaspettata extra.

Concesso che potrebbero esserci operazioni su database, elaborazione di rete e operazioni parallele, ma sembra che ciò possa essere quantificato in qualche modo e una percentuale stimata. Dopotutto, ci deve essere una quantità finita di istruzioni eseguite per completare un'operazione. È semplicemente una codifica scadente o c'è qualche motivo fondamentale che rappresenta il progresso è difficile?

Per aggiungere alle risposte più generali finora posso fornire alcuni esempi dal mio campo in cui le barre di avanzamento non funzionano e perché;

Programmi di progettazione assistita da computer: i programmi che eseguono analisi termiche o la meccanica dei fluidi possono essere generalmente terribili con le barre di avanzamento. Saltano in avanti, indietro, fanno passi incoerenti e non c'è quasi nulla a guardarli. Ciò è dovuto alla natura iterativa di questi tipi di simulazioni e alla necessità di trovare convergenza. Questo è meglio visto non da una barra di avanzamento ma da un diagramma di iterazione v convergenza.

Simulazioni complesse: ho scritto un programma che simula un ambiente complesso con molti fattori correlati. Era per una linea temporale fissa, quindi la barra di avanzamento potrebbe essere il momento giusto? Nel mio caso la simulazione è troppo lunga con ogni nuovo passo temporale, quindi la barra di avanzamento diventa sempre più lenta - non eccezionale. Ho trovato un'altra metrica per quanto tempo impiega la simulazione media in base al numero di elementi nella simulazione che era più vicino all'accurata, ma non ideale poiché a volte la barra del processo non si riempiva mai (la simulazione si era fermata prima) o raggiungeva il 100% all'inizio (simulazione eseguita più del previsto).

In entrambi i casi, una barra completa di avanzamento puro sarebbe impossibile calcolare il massimo in anticipo (caso 1) o nessuno lineare e quindi non molto utile (caso 2)

Tutti e due. A volte è difficile stimare quanto tempo ci vorrà per un'operazione, perché non si sa in anticipo quanto lavoro deve essere fatto. A volte le sue stime semplicistiche e imprecise.

Esempio: sto scaricando quattro file contemporaneamente. Qualcuno sa quanto è grande ogni file, quanto è stato scaricato e quanti megabyte al secondo sono stati scaricati per ogni file. Sembra facile prevedere quanto tempo ci vorrà. Tuttavia, so che dopo aver scaricato un file, gli altri verranno scaricati più velocemente. Ancora di più dopo aver scaricato 3 file; l'ultimo verrà scaricato quattro volte più velocemente. Non ho mai visto alcuna barra di avanzamento che ne tenga conto.

Esempio: stai copiando una cartella grande. La barra di avanzamento presuppone che copiate X megabyte al secondo, sappia quanti megabyte ci sono e la vostra velocità media finora. Il problema è che "megabyte al secondo" è molto impreciso: in pratica, ci vogliono x millisecondi per file, più y millisecondi per megabyte. Quindi molti file di piccole dimensioni impiegano molto più tempo di quanto anticipato dalla barra di avanzamento.

Il problema è che gli sviluppatori di software potrebbero interessarsene, ma i loro gestori non si fermano finché il computer non si arresta in modo anomalo.

Penso che la risposta generale sia che spesso è troppo complesso (o impossibile) calcolare il tempo necessario.

A volte sarebbe solo una questione di ridurre i tempi di elaborazione per stimare meglio la quantità di lavoro richiesta (ad esempio, fare una migliore analisi dei file da copiare o applicare un calcolo più complesso per stimare meglio il numero di passaggi necessari per completa una simulazione).

Altre volte è piuttosto indeterminato. Quando il tuo sistema installa un nuovo programma, spesso ha molte dipendenze da verificare se sono installate. E generalmente non ha idea di quanto tempo impiegherà ognuno e di quali dipendenze potrebbero avere bisogno a loro volta. Potresti avere già tutte le dipendenze installate e potrebbero essere necessari 30 secondi, oppure potresti mancarne dozzine e potrebbero volerci ore. Difficile dare un campo di gioco equo, soprattutto quando ogni situazione sarà unica.

Inoltre, altri scarichi nel sistema possono cambiare nel tempo (a causa di ciò che l'utente fa ... o in background / processi pianificati).

A volte la stima potrebbe essere migliorata se il programmatore vi dedicasse un po 'più di lavoro. Ma poi è un'altra realtà che questa probabilmente non è la preoccupazione principale della maggior parte degli sviluppatori, rispetto a promuovere le attività produttive effettive che l'applicazione può svolgere.

Alla fine, in questo momento, credo che abbastanza spesso sia solo una stima lineare - uno sguardo a quante delle attività di base richieste ha completato il programma. Quindi tende davvero ad essere una stima molto approssimativa, e dovresti generalmente considerarla come tale.

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Una buona analogia potrebbe essere quando stai leggendo un libro.
E decidi che vorresti avere un'idea di quanto tempo ci vorrà per finire il libro ...
Puoi controllare il conteggio delle pagine e ottenere una rapida stima in base al ritmo finora.
Potrebbe essere una cattiva stima se hai appena iniziato a leggere, perché la tua velocità potrebbe non essere ancora tipica. Ma spesso sarebbe una supposizione approssimativa.
Oppure potresti anche sfogliare il libro, avere un'idea approssimativa di quante immagini ci sono e della spaziatura del testo. E poi avere un'idea migliore di ciò che devi affrontare.
Ma può essere ancora una stima scadente se, ad esempio, la leggibilità del testo diminuisce, forse passando da una prosa semplice a una complessa. Oppure la stima potrebbe finire in modo errato perché non sei riuscito ad anticipare un'altra attività che distoglierà la tua attenzione.
Potresti ottenere una grande stima applicando una grande quantità di tempo per analizzare attentamente ciò che rimane nel libro pagina per pagina, e allo stesso modo puoi migliorarlo controllando il tuo calendario e mantenendo un elenco di passi di lettura a lungo termine per vari libri.
Ma alla fine, è il tempo necessario per farlo, vale la pena aspettare solo a leggere il libro?

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Tutti ameremmo indicatori migliori. Ma com'è, probabilmente dovremo fare i conti con stime approssimative, almeno fino a quando i computer nel loro insieme non inizieranno a migliorare gli algoritmi standardizzati, e saranno abili nel pesare "in modo" intelligente e nell'anticipare i fattori dinamici (come i tuoi modi)!

E la barra di avanzamento su questo è forse bloccata al 5% in questo momento. Dovremo solo vedere come va Cool Cool

Aggiungerei alla risposta di @ gnasher729 che questa è un'altra conseguenza nascosta dell'indecidibilità del problema di arresto.

Mettendo da parte l'imprevedibilità intrinseca dei calcoli interattivi, anche quelli che possono essere isolati possono avere un tempo di esecuzione (e "ritmo"), la cui prevedibilità non può essere affrontata con un metodo generale.

Purtroppo, una barra di avanzamento è spesso una metafora inutile. Quali sarebbero le alternative, potresti chiedere. Se l'utente è consapevole di ciò che sta succedendo "sotto il cofano", l'aggiunta di alcune informazioni semantiche all'interfaccia può essere un'opzione, passando a un'esecuzione simile alla modalità traccia. In caso contrario, creare un'atmosfera calma che riduce le aspettative.

Educare l'utente a comprendere i nostri limiti è - a lungo termine - la terza opzione.

Le barre di avanzamento vengono disegnate in base al numero di attività secondarie completate anziché al tempo trascorso / richiesto per il completamento.

Ad esempio, supponiamo che un'operazione X abbia quattro diversi passaggi secondari, alla fine di ogni passaggio aumenti la barra di avanzamento del 25%. Se l'esecuzione di un passaggio richiede più tempo, è probabile che tu veda il comportamento che hai descritto: dall'1 al 90% in una volta e ore per il resto.

La logica dietro l'utilizzo del numero di attività secondarie come unità piuttosto che nel tempo è che quest'ultima è imprevedibile. Anche nel caso del download di un file, la connessione potrebbe interrompersi, quindi il tempo non può essere utilizzato come unità. Preferiresti utilizzare la quantità di byte scaricati e non il tempo richiesto come unità di avanzamento.