Drevet til abstraktion

I 1961, efter at have opnået sin bachelorgrad i matematik fra University of California i Berkeley, besluttede Barbara Liskov (dengang Barbara Huberman) at søge ind på en kandidatskole i Princeton.

Skolen svarede med et formularbrev, der forklarede, at den ikke accepterede kvindelige elever. Jeg blev bare forbløffet, da jeg fik det, siger Liskov. Et lille postkort. Set i bakspejlet, siger hun, var jeg meget naiv.

Denne historie var en del af vores januar 2010-udgave

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

Selvom andre kvinder på det tidspunkt måske vidste, at de ikke var velkomne til at banke på visse døre, brugte Liskov aldrig meget tid på at bekymre sig om, hvad hun måtte eller ikke måtte. Resultatet har været en bemærkelsesværdig karriere. I 1968 blev Liskov, som nu er institutprofessor ved Institut for Elektroteknik og Datalogi og leder af CSAIL's Programming Methodology Group, den første kvinde – ja, en af ​​de første – i USA, der fik en ph.d. en datalogisk afdeling. Hendes forskning har ført til store gennembrud inden for så grundlæggende områder som operativsystemer, distribuerede systemer, programmeringssprog og programmeringsmetodologi. Hendes ideer var med til at danne grundlaget for moderne programmeringssprog som Java, som er designet til at gøre brug af selvstændige moduler af data og instruktioner, der kan udvikles én gang og genbruges til mange forskellige formål. Hendes arbejde med, hvordan man holder distribuerede systemer pålidelige, lagde grunden til resultater som Googles verdensomspændende arkitektur med billige hyldeservere. Sidste sommer blev hendes præstationer anerkendt med Turing-prisen fra Association for Computing Machinery – en hæder, der er blevet kaldt Nobelprisen for computing.

Det er svært at forestille sig, hvordan nutidens programmering og distribuerede systemer ville være uden Barbaras mange afgørende bidrag, skrev John Guttag, en professor i datalogi og teknik, som har kendt Liskov i mere end tre årtier, i et brev fra 2008, der støttede hendes forfremmelse til institutprofessor. . Guttag, der også nominerede Liskov til Turing-prisen, bemærker, at snesevis af fremtrædende dataloger, fra hvem han søgte støtte til denne nominering, var konsekvente, idet de alle sagde, at arbejdet var fantastisk, men inkonsekvent med hensyn til, hvilket stykke af hendes arbejde de ville vælge. at sige var fantastisk. Og det, siger han, er et vidnesbyrd om bredden og gennemslagskraften i Liskovs karriere.

RESSOURCER

• Læs 'Teori og praksis: At sidde med på et Liskov-foredrag'

• Hør Barbara Liskovs foredrag fra 2001 om praktisk byzantinsk fejltolerance.

Liskov, en trim, krølhåret kvinde, der bærer finurlige sokker, dvæler ikke ved sine præstationer eller hæder (hun vandt også Institute of Electrical and Electronics Engineers John von Neumann-medalje i 2004). Hun dvæler heller ikke ved de forhindringer, hun skulle overvinde for at klare sig i et stort set mandsdomineret felt.

Da jeg voksede op, havde jeg ingen anelse om, hvor vigtige hendes præstationer var, siger hendes søn, Moses Liskov, SM '01, PhD '04, som nu er adjunkt i datalogi ved College of William and Mary. Hun var altid tilbageholdende med hensyn til sine egne triumfer, tilføjer han, men hun talte med stolthed om sine elever, hvor hun fejrede, når de fik et godt job eller fik fast ansættelse.

Barbara Liskovs karriere inden for datalogi begyndte ved feltets fødsel. I stedet for at forfølge en avanceret grad i matematik efter college fik hun et job som computerprogrammør hos Mitre, en non-profit organisation i Boston-området, der udfører føderalt finansieret forskning i systemteknik og informationsteknologi. Dengang var der næsten ingen, der blev uddannet i datalogi. Nogle af dem havde en uddannelse som ingeniører, men andre havde måske en litteraturuddannelse, fortæller Liskov om sine kolleger. De ansatte folk, som de troede kunne have egnethed.

Fra Mitre gik Liskov videre til at arbejde på et Harvard University-projekt, der søgte at automatisk oversætte engelske sætninger til noget, en computer kunne forstå. Selvom behandling af naturligt sprog er et problem, som dataloger stadig arbejder på, forventede folk dengang, at det ville være løst om et par år.

Hun lærte meget på jobbet, men Liskov besluttede at gå tilbage til skolen, så hun hurtigere kunne dække mere materiale. Hun tog til Stanford University, som snart ville indlede et ph.d.-program i datalogi.

Selvom hun fokuserede sine formelle studier på kunstig intelligens, opdagede Liskov, at hendes virkelige interesser lå i det grundlæggende i computerdesign-operativsystemer og programmeringssprog. AI, følte hun, præsenterede en række tilsyneladende uløselige problemer, og fremskridtene var langsom. Men med systemforskning kunne man bygge applikationer, der gjorde noget, siger hun. Jeg ville bare arbejde i et område, hvor det var lidt nemmere at gøre fremskridt.

Efter Stanford vendte Liskov tilbage til Mitre, denne gang som forsker. Hun sprang direkte ind i et projekt, der skulle blive til Venus-operativsystemet, et eksperiment i at tillade flere mennesker at bruge den samme lille computer på én gang. Mens hun læste videnskabelige artikler om programmeringsmetodologi, husker hun, indså jeg, at jeg havde designet operativsystemet på en måde, der var anderledes, end hvad folk normalt taler om. Hun havde defineret operativsystemet så simpelt som muligt, og bryder mere komplekse elementer ud i deres egne programmer.

Liskov afleverede et papir, der beskriver Venus-operativsystemet, til Symposium on Operating Systems Principles, en konference for forskere fra den akademiske verden og industrien. Jerry Saltzer, nu MIT-professor emeritus i datalogi (se Meet the Author, s. M10), så hendes præsentation og pressede hende til at søge om at undervise på MIT. Hun startede på instituttet i 1972 og blev den første kvinde på det datalogiske fakultet.

På MIT kastede Liskov sig over sine ideer om systemer. I samarbejde med kandidatstuderende Steve Zilles '63, '67, SM '70, EE '70, tænkte hun meget over, hvordan man organiserer computerprogrammer, så de var nemme at skrive, ændre og vedligeholde.

Enhver sofistikeret softwareapplikation er en kompleks struktur af sammenlåsende dele, ofte modificeret over tid af et stort team af ingeniører. Enhver ændring kan have utilsigtede effekter på andre dele af softwaren, hvilket kræver, at programmører i det væsentlige omskriver programmet. Liskov kom op med måder at strukturere programmer i diskrete bidder eller multi-operation moduler, så ændringer ville være mindre tilbøjelige til at påvirke kode uden for visse grænser.

Fordi det var svært at illustrere hendes ideer til programmører, designede Liskov et programmeringssprog, der satte dem direkte i praksis. Jeg havde en meget stærk idé om, hvad der var gode programmer, og hvad der var dårlige programmer, siger hun. Jeg ville gøre det nemt for folk at skrive gode programmer, og selvom man ikke kan forhindre folk i at skrive dårlige programmer, ville jeg ikke gøre det for nemt for dem.

Hendes programmeringssprog, kaldet CLU, havde en enorm indflydelse på en ny høst af sprogdesignere. Det var det første, der gav støtte til dataabstraktion, en teknik Liskov opfandt, som er blevet afgørende for avanceret programmering (se Teori og praksis, s. M21), og introducerede flere andre funktioner, såsom en måde at generalisere programmer på, så de kunne håndtere iterationer. Faktisk var det afgørende i udviklingen af ​​objektorienteret programmering, den fremherskende tilgang i brug i dag.

I 1980'erne blev Liskov interesseret i at støtte applikationer, der fungerer på internettet. Til det formål begyndte hun at tænke på, hvordan et program kunne opdeles, så dele af det kører på mange sammenkoblede maskiner. Blandt andet fandt hun ud af en ny protokol, der kunne drage fordel af redundant hardware, så et distribueret system kunne lide skade – den uundgåelige fejl på computere, kommunikationslinks og lagerdiske – uden at gå i stykker helt. Hendes arbejde hjælper med at redegøre for, hvorfor et system som Googles søgemaskine kan fortsætte med at fungere, når folk samtidig tilføjer, ændrer og sletter data over hele verden.

Mange mennesker udviklede ting, der fungerede fint til 80'ernes systemer, men det er ikke godt for 2000'ernes systemer, siger Guttag. Barbara formåede at udvikle ting i 80'erne, som stadig er relevante eller endnu mere relevante i dag, end det var dengang. Faktisk, siger han, tror jeg, at en af ​​grundene til, at folk kan stille krav til disse komplekse systemer, er, at Barbara hjalp med at vise verden, hvordan man bygger systemer, der fungerer pålideligt.

I disse dage, siger Liskov, er hun interesseret i sikkerheden af ​​oplysninger, der er lagret online – specifikt personlige oplysninger, såsom lægejournaler. Som altid er hun ved at finde måder at designe systemer, der vil tilskynde til gode programmeringsvaner. Hvad kan du sætte ind i en platform, der vil gøre det lettere for programmører at bygge programmer, der ikke utilsigtet lækker information? hun siger.

Information kan lække på mange måder – så mange, at problemet kan virke håbløst, erkender Liskov. Hendes nuværende forskning fokuserer på at beskytte data i tilfælde af de mest åbenlyse brud, såsom tilfælde, hvor brugere mister bærbare computere eller ved et uheld e-mailer følsomme oplysninger til en uautoriseret modtager. Mens politikere og fortalere debatterer fremtiden for online privatliv, arbejder Liskov stille og roligt på at sikre, at de teknologiske løsninger vil være der, når verden vil have dem. Du taler om ny teknologi, og du ved, at det tager et stykke tid, før den politiske proces indhentes, siger hun.

Liskov har altid opmuntret og hjulpet kvindelige studerende og har i de senere år viet stor opmærksomhed på at gøre datalogi til et mere imødekommende felt. Som associeret provost for fakultetets egenkapital ved MIT, arbejder hun på at rekruttere flere kvinder og minoritetsfakultetsmedlemmer og for at hjælpe dem med at styre og fremme deres karriere. Instituttet er i dag et meget andet sted end det, hun mødte i begyndelsen af ​​1970'erne, hvor der kun var en håndfuld kvinder på fakultetet. Dengang, fortæller Liskov, mødte hun ikke mange bevidste fordomme, men hun stødte på indgroede antagelser. Ved en fest hjemme hos præsidenten for at byde årets nyansatte velkommen, henvendte en vigtig gæst sig for eksempel til Liskovs mand med hånden ud og sagde: Velkommen til MIT. Nogle gange forvekslede studerende hende med en sekretær, og hun siger, at hun gennemgik en vis mængde test i klasserne.

At være kvinde i datalogiens tidlige dage ville have været svært for en, der var mere opmærksom på sådanne forhindringer, siger Liskov. Og selvom de barrierer ikke generede hende meget, forhindrede samfundsmæssige forventninger hende i at erkende vigtigheden af ​​hendes karriere, indtil hendes egne forskningsinteresser begyndte at modnes.

Jeg havde altid troet – også efter jeg havde fået min ph.d.-grad – at jeg ville arbejde et stykke tid, og så kunne jeg stoppe, siger hun. Når jeg havde en familie, stoppede jeg måske. På et tidspunkt, mens jeg var på Mitre, indså jeg, at jeg ikke ville være villig til at gøre det. Hendes mand, Nathan Liskov '60, en elektroingeniør, som hun giftede sig med i 1970, støttede denne beslutning, selv efter Moses blev født i 1975.

Men Liskov gjorde det til en prioritet at dyrke et rigt sæt interesser uden for arbejdspladsen, herunder havearbejde og læsning af mysterieromaner (hun kan især lide Tony Hillerman). Jeg har tilrettelagt min arbejdsuge, så jeg er meget intens, når jeg arbejder, men når jeg går hjem, stopper jeg, siger hun.

Hendes søn bekræfter, at da hun ikke var på MIT eller på sit kontor derhjemme, arbejdede hun ikke. Hun brugte heller ikke meget tid på hjemmecomputeren, selvom husstanden fik sin første ret tidligt, i 1983. Næsten alt, hvad Moses lærte om computere som barn, kom fra sin far, siger han: Min mor er en stor tænker om computere, og min far er en faktisk bruger af dem. På trods af al sin dybe forståelse af systemer og metoder, ville hun nogle gange være nødt til at bede sin mand om hjælp til at få et dokument til at udskrive.

Hendes venner har i de seneste år lagt mange kræfter i at sikre, at Liskov får den anerkendelse, hun aldrig søger. Guttag er for det første overbevist om, at hun kunne have vundet Turing-prisen for et årti siden. Men selvom Liskov er dybt taknemmelig for prisen, virker hun nogle gange utilpas ved opmærksomheden. Hendes søn husker, at hun talte vantro om, at hun skulle bruge en hel arbejdsdag på at posere for billeder. Hun gik ud til middag med familien for at fejre modtagelsen af ​​prisen i juni sidste år, men hun virkede lettet, da furoreningen gik over, hvilket gjorde det muligt for hende at vende tilbage til den forskning, der altid har drevet hende.

skjule