全球首位女性图灵奖得主去世,三次到访中国,曾是IBM首位女院士

全球首位图灵奖女性得主、首位 IBM 女院士弗朗西斯·艾伦(Frances Allen),因阿尔茨海默病并发症去世。
 
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全球首位图灵奖女性得主、首位 IBM 女院士弗朗西斯·艾伦(Frances Allen),因阿尔茨海默病并发症去世,去世当天是 8 月 4 日,正好是她 88 岁生日。

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图|弗朗西斯·艾伦(Frances Allen)

艾伦的主要研究方向是编译器优化,编译器是一种程序,可以将用计算机语言编写的指令,转换为由机器执行的程序。

亲自见过艾伦的伊利诺伊大学香槟分校计算机科学系的助理教授、《麻省理工科技评论》2020 年度全球 “35 岁以下科技创新 35 人” 上榜者李博回忆称:“我博士期间曾有幸去IBM,给她老人家讲过一次我的研究课题,她人非常 nice,也很有耐心。”

对于艾伦的离开,李博也很惋惜:“弗朗西斯·艾伦是编译原理的鼻祖,她的离开是计算机乃至整个科学领域的一个损失。艾伦在编译系统架构和优化并行等方面的开创性研究,对我们当今计算机发展有着深远的影响。她一生潜心研究,提携了许多后辈,是学术研究和教育行业的‘双重’楷模,其学术成果及科学精神将继续影响更多后辈。”

对于她的不幸去世,中国科学院计算技术研究所研究员、国内编译器专家冯晓兵告诉DeepTech:“弗朗西斯·艾伦的去世非常令人惋惜,像她这样的业界巨擘寥寥无几。艾伦本身也是计算机科学的先驱之一,其在编译系统架构、程序分析、优化技术等方面做出的开创性和基础性工作至今影响深远。其于 2007 年斩获图灵奖可谓实至名归。此外,艾伦长期致力于鼓励女性、特别是青年女性投身于科学(包括计算机科学)事业,这也是她令人心生敬佩的另一原因。”
而最初艾伦投身计算机科学领域,起源于一场“意外”。
 
“误打误撞” 进入 IBM

1954 年,艾伦从纽约州立大学奥尔巴尼分校,获得数学学士学位后,来到当地一所中学教书。为获得工作所需的认证,在中学工作两年后,她进入密歇根大学学习数学,并于 1957 年获得数学硕士学位。

当时,IBM 恰好来到密歇根大学做校园招聘,出生于普通家庭的艾伦,为偿还读研欠下的债务,决定加入 该公司 做程序员。但她原本把 IBM 的 offer 当作 “一次性工作”,打算还完债务后就离开 IBM,结果一待就是半辈子。

其在 IBM 的第一项工作,是教给新员工 FORTRAN 语言的基础知识(FORTRAN 是Formula Translation 的缩写,意为 “公式翻译”)。如今,FORTRAN 已经是最古老的计算机语言之一,但在当时这是 IBM 引入的全新高级编程语言。和 FORTRAN 的接触,也是艾伦从事高性能计算编译器的开始。

继该项目之后,她的另一代表项目,是 1960 年代初的 Stretch-Harvest 计算机项目,该项目旨在处理美国国家安全局(National Security Agency,NSA)的机密密码破解和情报收集工作。日后,该项目为 NSA 服役了长达 14 年。

完成 NSA 的项目后,她参与了 IBM 的高级计算系统项目,期间她设计并构建出一套编译器优化组件。基于这项工作,艾伦于 1966 年发表一篇围绕 “程序优化” 的开创性论文,该论文描述了一个可用于程序评估和程序优化的新框架。

1970 年,艾伦发表一篇主题为 “控制流分析” 的论文,并提出 “间隔(intervals)” 和 “节点优势关系(node dominance relations)”的概念,这对此前该领域的研究,做出了重要改进。

两年后,她在另一篇论文《优化转换目录》“A Catalog of Optimizing Transformations” 中,首次提到系统化编译器优化转换。该论文的合作伙伴是她在 IBM 同事约翰·科克(John Cocke),后者曾被誉为 “RISC 体系结构之父”。

1980 年至 1995 年期间,艾伦领导着一个研究并行计算科学的团队,该团队曾提出独创性想法——用低成本、高性能的微处理器来进行并行处理(Parallel Processing)。

除本职工作以外,艾伦还是 IBM 的热心导师,在职期间她一直努力培养女性的计算机科学兴趣。1989 年,她成为首位女性 IBM 终生院士(IBM Fellow Emerita),IBM Fellow 也是该公司技术人员的最高荣誉,此外她还是 IBM 技术研究院的主席。

此后多年,她在全球各地不断发表讲话,以敦促女性从事科学技术工作。2000 年,为表彰她的努力,IBM 以她的名字设立了 Frances E. Allen 科技女性导师奖。

2002 年,在 IBM 工作 45 年后,艾伦退休,但她仍然是该公司的荣誉员工。

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图|弗朗西斯·艾伦老年照片世界首位图灵奖女性得主

艾伦去世的第二天,IBM 研究院专门撰文怀念。

IBM 研究院院长达里奥·吉尔(Dario Gil)也在邮件中向其致敬,他说艾伦将被铭记为计算领域的先驱,她在优化编译器领域做出了开创性贡献。达里奥·吉尔还表示,她在 IBM 也留下了不朽烙印,这不仅基于她的技术远见和技术遗产,更是因为她给别人带来了启发和帮助,尤其是在激发女性从事科学的热情方面。

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图|IBM 缅怀艾伦的文章

2006年,因 “在优化编译器技术的理论和实践领域做出先驱性贡献,奠定了现代优化编译器和自动并行执行技术的基础”,艾伦成为图灵奖自 1966 年设立以来的、第一位女性得主。此后至今,只有另外两名女性获得该奖项:2008 年的芭芭拉·里斯科夫(Barbara Liskov)和 2012 年的沙菲·戈德瓦瑟(Shafi Goldwasser)。另外,她还获得了计算机女性协会颁发的 Augusta Ada Lovelace 奖。

除图灵奖外,艾伦还曾获得许多其他荣誉。

2020 年初,IBM 和电气和电子工程师协会(IEEE),合作设立 IEEE Frances E. Allen 奖章,艾伦和其他数十位科学名人已经获得该奖章,该奖章将于 2022 年在 IEEE 荣誉典礼上首次颁发,据悉这也将是 IEEE 的最高奖项,而她获奖理由是毕生致力于开发计算领域并开拓新突破,以及专注于激励年轻人、特别是女性来从事和她一样的工作。

除在 IBM 工作以外,艾伦还是美国国家工程院、美国哲学学会、美国艺术与科学研究院的成员,同时也是计算机科学协会(ACM)、IEEE和计算机历史博物馆的院士。凭借在计算领域的杰出贡献,她已被授予两个荣誉博士学位,并被选入国际科技女性名人堂(WITI,Women in Technology International)。

具体来说,艾伦的成果意义在于,自二十世纪五十年代末以来,在大型主机上工作的程序员,需要逐行手动编写程序,并且还得花时间调整慢速软件,而这会导致软件出现错误。而软件编译器的出现,允许程序员对软件进行自动优化,从而节省宝贵时间。

艾伦作为编译器组织和优化算法的先驱,其在并行计算方面的工作,至今仍处于编译器研究的前沿。她通过把并行计算转移到 STRETCH HARVEST 编译器、COBOL 编译器等产品之中,从而让并行计算得到简化。与此同时,艾伦作为编译器组织和优化算法的先行者,为编译器优化技术奠定了基础,在计算机领域做出了开拓性贡献。

加州大学伯克利分校名誉电子工程和计算机科学教授里卡纳(Ricana Bajcsy)对媒体表示,艾伦的工作给编译器设计和机器体系结构带来显著进步,而这些进步是现代高性能计算的基础。里卡纳认为,她的贡献涵盖了计算机科学的大部分历史。她以一己之力,影响整个计算机发展历程。

而艾伦的人生,也颇为励志。
 
出生农场家庭,被启蒙老师激发数学兴趣

1932 年 8 月 4 日,适逢美国大萧条时期,艾伦出生于美国纽约州秘鲁镇的一个农场家庭,父亲是一位农民,母亲则是小学教师,家中 6 个孩子,她排行老大。

她的幼年生活很是清贫,从小和家人住在一间没有电、也没有暖气的农舍中,但她非常热爱学习,大部分时间都在读书。高中时,一位老师激起了她的数学兴趣,这也为她后续从事计算机研究奠定基础。

个人生活上,艾伦曾与计算机科学家雅各布·施瓦兹(Jacob Schwartz)合作。施瓦兹曾以访问学者的身份来到 IBM 公司,与艾伦和约翰·科克合作,三人在编译器优化、软件工具等方面做了许多开创性工作。

艾伦后来成为施瓦兹的第二任妻子,两者于 1972 年结婚,这段婚姻最终以劳燕分飞告终。施瓦兹也因患上肝癌,于 2009 年撒手人寰。
科学家身份之外的艾伦,还是一位探险家,她是美国高山俱乐部和加拿大高山俱乐部的成员,曾作为中美联合西部登山探险队的队员,三次到访中国。

她还曾探索加拿大第一大岛、世界第五大岛屿巴芬岛(Baffin Island)。2008 年,她告诉美国国家新闻社:“在巴芬岛(Baffin Island)的探索之旅中,我们的团队进行了六次首次登顶,绘制了未知的山脉。在加拿大北极群岛(Arctic Archipelago)之旅中,我们建立了穿越该岛的新路线。”

不过,探险只是艾伦的业余兴趣,她认为自己长达半个世纪的计算研究经验,才是一次真正的旅行。斯人已去,愿她安息。

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分享 2020-08-10

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