Drivs till abstraktion

1961, efter att ha tagit sin grundexamen i matematik från University of California i Berkeley, bestämde sig Barbara Liskov (då Barbara Huberman) för att söka till forskarskolan i Princeton.

Skolan svarade med ett standardbrev som förklarade att den inte accepterade kvinnliga elever. Jag blev bara förvånad när jag fick det, säger Liskov. Ett litet vykort. I efterhand, säger hon, var jag väldigt naiv.

Den här historien var en del av vårt januarinummer 2010

• Se resten av frågan
• Prenumerera

Även om andra kvinnor vid den tiden kanske visste att de inte var välkomna att knacka på vissa dörrar, spenderade Liskov aldrig mycket tid på att oroa sig för vad hon fick eller inte fick göra. Resultatet har blivit en anmärkningsvärd karriär. 1968 blev Liskov, som nu är institutsprofessor vid avdelningen för elektroteknik och datavetenskap och chef för CSAILs programmeringsmetodikgrupp, den första kvinnan – ja, en av de första – i USA att doktorera från en datavetenskaplig institution. Hennes forskning har lett till stora genombrott inom så grundläggande områden som operativsystem, distribuerade system, programmeringsspråk och programmeringsmetodik. Hennes idéer bidrog till att bilda grunden för moderna programmeringsspråk som Java, som är designade för att använda sig av fristående moduler med data och instruktioner som kan utvecklas en gång och återanvändas till många olika ändamål. Hennes arbete med hur man kan hålla distribuerade system tillförlitliga lade grunden för prestationer som Googles världsomspännande arkitektur med billiga, färdiga servrar. Förra sommaren belönades hennes prestationer med Turing-priset från Association for Computing Machinery – en ära som har kallats Nobelpriset i datoranvändning.

Det är svårt att föreställa sig hur dagens programmering och distribuerade system skulle se ut utan Barbaras många framstående bidrag, skrev John Guttag, professor i datavetenskap och teknik som har känt Liskov i mer än tre decennier, i ett brev från 2008 som stödde hennes befordran till institutsprofessor. . Guttag, som också nominerade Liskov till Turing-priset, noterar att dussintals framstående datavetare från vilka han sökte stöd för den nomineringen var konsekventa i och med att de alla sa att arbetet var fantastiskt men inkonsekvent när det gäller vilken del av hennes arbete de skulle välja. att säga var bra. Och det, säger han, är ett bevis på bredden och effekten av Liskovs karriär.

RESURSER

• Läs 'Teori och praktik: Att sitta på en Liskov-föreläsning'

• Hör Barbara Liskovs föreläsning 2001 om praktisk bysantinsk feltolerans.

Liskov, en trim, lockig kvinna som bär nyckfulla strumpor, uppehåller sig inte vid sina prestationer eller utmärkelser (hon vann också Institute of Electrical and Electronics Engineers John von Neumann-medaljen 2004). Inte heller uppehåller hon sig vid de hinder hon var tvungen att övervinna för att ta sig fram i ett till stor del mansdominerat fält.

När jag växte upp hade jag ingen aning om hur viktiga hennes prestationer var, säger hennes son, Moses Liskov, SM '01, PhD '04, som nu är biträdande professor i datavetenskap vid College of William and Mary. Hon var alltid återhållsam när det gäller sina egna triumfer, tillägger han, men pratade med stolthet om sina elever och firade när de fick bra jobb eller beviljades anställning.

Barbara Liskovs karriär inom datavetenskap började vid fältets födelse. Istället för att ta en avancerad examen i matematik efter college fick hon jobb som datorprogrammerare på Mitre, en ideell organisation i Boston-området som bedriver federalt finansierad forskning inom systemteknik och informationsteknologi. På den tiden var knappast någon utbildad i datavetenskap. Några av dem hade utbildning till ingenjörer, men andra kanske hade en litteraturexamen, säger Liskov om sina kollegor. De anställde personer som de trodde kunde ha lämplighet.

Från Mitre gick Liskov vidare till att arbeta med ett Harvard University-projekt som försökte automatiskt översätta engelska meningar till något en dator kunde förstå. Även om bearbetning av naturliga språk är ett problem som datavetare fortfarande arbetar med, förväntade man sig då att det skulle vara löst inom några år.

Hon lärde sig mycket på jobbet, men Liskov bestämde sig för att gå tillbaka till skolan så att hon kunde ta upp mer material snabbare. Hon begav sig till Stanford University, som snart skulle starta ett doktorandprogram i datavetenskap.

Även om hon fokuserade sina formella studier på artificiell intelligens, upptäckte Liskov att hennes verkliga intressen låg i grunderna för datordesign-operativsystem och programmeringsspråk. AI, ansåg hon, presenterade en uppsättning till synes svårlösta problem, och framstegen gick långsamt. Men med systemforskning kunde man bygga applikationer som gjorde något, säger hon. Jag ville bara jobba inom ett område där det var lite lättare att göra framsteg.

Efter Stanford återvände Liskov till Mitre, denna gång som forskare. Hon hoppade direkt in i ett projekt som skulle bli operativsystemet Venus, ett experiment med att låta flera personer använda samma lilla dator samtidigt. När hon läste vetenskapliga artiklar om programmeringsmetodik, minns hon, insåg jag att jag hade designat operativsystemet på ett sätt som var annorlunda än vad folk normalt pratade om. Hon hade definierat operativsystemet så enkelt som möjligt och delat ut mer komplexa element i sina egna program.

Liskov lämnade in ett dokument som beskriver operativsystemet Venus till Symposium on Operating Systems Principles, en konferens för forskare från akademi och industri. Jerry Saltzer, nu MIT-professor emeritus i datavetenskap (se Meet the Author, s. M10), såg hennes presentation och pushade henne att ansöka om att undervisa vid MIT. Hon började på institutet 1972 och blev den första kvinnan på den datavetenskapliga fakulteten.

På MIT kastade sig Liskov över sina idéer om system. När hon arbetade med doktoranden Steve Zilles ’63, ’67, SM ’70, EE ’70, funderade hon mycket på hur man organiserade datorprogram så att de var lätta att skriva, ändra och underhålla.

Varje sofistikerad mjukvaruapplikation är en komplex struktur av sammankopplade delar, ofta modifierad över tiden av ett stort team av ingenjörer. Varje förändring kan ha oavsiktliga effekter på andra delar av programvaran, vilket kräver att programmerare i huvudsak skriver om programmet. Liskov kom på sätt att strukturera program i diskreta bitar, eller multioperationsmoduler, så att förändringar skulle vara mindre sannolikt att påverka koden utanför vissa gränser.

Eftersom det var svårt att illustrera hennes idéer för programmerare, designade Liskov ett programmeringsspråk som omsatte dem direkt i praktiken. Jag hade en väldigt stark uppfattning om vad som var bra program och vad som var dåliga program, säger hon. Jag ville göra det enkelt för människor att skriva bra program, och även om du inte kan hindra folk från att skriva dåliga program, ville jag inte göra det för lätt för dem.

Hennes programmeringsspråk, kallat CLU, hade ett enormt inflytande på en ny skörd av språkdesigners. Det var det första som gav stöd för dataabstraktion, en teknik som Liskov uppfann som har blivit väsentlig för avancerad programmering (se Teori och praktik, s. M21), och introducerade flera andra funktioner, såsom ett sätt att generalisera program så att de kunde hantera iterationer. Det var faktiskt avgörande i utvecklingen av objektorienterad programmering, det dominerande tillvägagångssättet som används idag.

På 1980-talet blev Liskov intresserad av att stödja applikationer som fungerar på Internet. För det ändamålet började hon fundera på hur ett program kunde delas upp så att delar av det körs på många sammankopplade maskiner. Bland annat kom hon på ett nytt protokoll som kunde dra fördel av redundant hårdvara så att ett distribuerat system kunde utsättas för skada – det oundvikliga felet på datorer, kommunikationslänkar och lagringsdiskar – utan att gå sönder helt och hållet. Hennes arbete hjälper till att förklara varför ett system som Googles sökmotor kan fortsätta att fungera eftersom människor samtidigt lägger till, ändrar och raderar data över hela världen.

Många människor utvecklade saker som fungerade bra för 80-talets system, men det är inte bra för 2000-talets system, säger Guttag. Barbara lyckades utveckla saker på 80-talet som fortfarande är relevanta eller ännu mer relevanta idag än då. I själva verket, säger han, tror jag att en av anledningarna till att människor kan ställa krav på dessa komplexa system är att Barbara hjälpte till att visa världen hur man bygger system som fungerar tillförlitligt.

Nuförtiden, säger Liskov, är hon intresserad av säkerheten för information som lagras online – specifikt personlig information, såsom medicinska journaler. Som alltid hittar hon sätt att designa system som uppmuntrar till goda programmeringsvanor. Vad kan du lägga in i en plattform som kommer att göra det lättare för programmerare att bygga program som inte oavsiktligt läcker information? hon säger.

Information kan läcka på många sätt – så många att problemet kan verka hopplöst, erkänner Liskov. Hennes nuvarande forskning fokuserar på att skydda data i händelse av de mest uppenbara intrång, till exempel fall där användare tappar bort bärbara datorer eller av misstag e-postar känslig information till en obehörig mottagare. När beslutsfattare och förespråkare debatterar framtiden för sekretess på nätet, arbetar Liskov tyst för att se till att de tekniska lösningarna kommer att finnas där när världen vill ha dem. Du pratar om ny teknik, och du vet att det tar ett tag för den politiska processen att komma ikapp, säger hon.

Liskov har alltid uppmuntrat och hjälpt kvinnliga studenter och har under de senaste åren ägnat stor uppmärksamhet åt att göra datavetenskap till ett mer välkomnande område. Som biträdande provost för fakultetsrättigheter vid MIT arbetar hon för att rekrytera fler kvinnor och minoritetsfakultetsmedlemmar och för att hjälpa dem att hantera och avancera sina karriärer. Idag är institutet en helt annan plats än den hon mötte i början av 1970-talet, då det bara fanns en handfull kvinnor på fakulteten. Då, säger Liskov, stötte hon inte på många medvetna fördomar, men hon stötte på invanda antaganden. På en fest hemma hos presidenten för att välkomna årets nyanställda, till exempel, gick en viktig gäst fram till Liskovs man med handen ut och sa: Välkommen till MIT. Studenter trodde ibland att hon var en sekreterare, och hon säger att hon gick igenom en viss mängd tester i klasserna.

Att vara kvinna i datavetenskapens tidiga dagar hade varit svårt för någon som uppmärksammade sådana hinder mer, säger Liskov. Och även om dessa barriärer inte störde henne mycket, hindrade samhälleliga förväntningar henne från att erkänna vikten av hennes karriär tills hennes egna forskningsintressen började mogna.

Jag hade alltid trott – även efter att jag disputerade – att jag skulle jobba ett tag och sedan kanske sluta, säger hon. När jag hade familj kunde jag sluta. Någon gång när jag var på Mitre insåg jag att jag inte skulle vara villig att göra det. Hennes man, Nathan Liskov 60, en elektroingenjör som hon gifte sig med 1970, stödde det beslutet, även efter att Moses föddes 1975.

Men Liskov gjorde det till en prioritet att odla en rik uppsättning intressen utanför arbetsplatsen, inklusive trädgårdsarbete och att läsa mysterieromaner (hon gillar särskilt Tony Hillerman). Jag har organiserat min arbetsvecka så att jag är väldigt intensiv när jag jobbar, men när jag går hem slutar jag, säger hon.

Hennes son bekräftar att hon inte arbetade när hon inte var på MIT eller på sitt kontor hemma. Hon spenderade inte heller mycket tid på hemdatorn, även om hushållet fick sin första ganska tidigt, 1983. Nästan allt Moses lärde sig om datorer som barn kom från sin far, säger han: Min mamma är en stor tänkare om datorer, och min pappa är en verklig användare av dem. Trots all sin djupa förståelse för system och metoder måste hon ibland ringa sin man för att få hjälp att få ett dokument att skriva ut.

Hennes vänner har ansträngt sig mycket under de senaste åren för att Liskov ska få den hyllning som hon aldrig söker. Guttag, till exempel, är övertygad om att hon kunde ha vunnit Turingpriset för ett decennium sedan. Men samtidigt som Liskov är djupt tacksam för priset, verkar hon ibland vara obekväm med uppmärksamheten. Hennes son minns att hon pratade otroligt om att hon måste ägna en hel arbetsdag åt att posera för bilder. Hon gick ut på middag med familjen för att fira mottagandet av priset i juni förra året, men hon verkade lättad när uppståndelsen gick över, vilket gjorde att hon kunde återvända till forskningen som alltid har drivit henne.

Dölj