Με αφορμή τον μήνα ιστορίας των γυναικών, εξετάζουμε πώς οι καινοτομίες τους προωθούν τον τομέα του προγραμματισμού υπολογιστών.
Πολύ πριν οι προγραμματιστές λογισμικού καθίσουν μπροστά στα πληκτρολόγιά τους σε μοντέρνα, ευρύχωρα γραφεία τεχνολογίας, γυναίκες έθεσαν τα θεμέλια του σύγχρονου προγραμματισμού υπολογιστών, σε συνθήκες κάθε άλλο παρά λαμπερές.
ΔΙΑΦΉΜΙΣΗ
ΔΙΑΦΉΜΙΣΗ
Για μεγάλο μέρος της πρώιμης ιστορίας του, ο προγραμματισμός θεωρούνταν επαναληπτική και κουραστική δουλειά. Πολλοί ιστορικοί έχουν δείξει ότι ήταν οι γυναίκες που έκαναν μεγάλο μέρος αυτής της δουλειάς, σύμφωνα με το Smithsonian American Women’s History Museum.
Καθώς ο Μήνας Ιστορίας των Γυναικών φτάνει στο τέλος του, εξετάζουμε τις καινοτομίες των γυναικών που διαμόρφωσαν την επιστήμη των υπολογιστών, από τη συγγραφή του πρώτου προγράμματος υπολογιστή έως την «ύφανση» του λογισμικού που μετέφερε Αμερικανούς αστροναύτες στη Σελήνη.
Το πρώτο πρόγραμμα υπολογιστή
Καθώς μετέφραζε ένα άρθρο του μαθηματικού Λουίτζι Μεναμπρέα για τη Μηχανή Ανάλυσης, που θεωρείται γενικά ο πρώτος υπολογιστής, η Βρετανίδα μαθηματικός Άντα Λάβλεϊς βρέθηκε να διορθώνει τις σημειώσεις του. Και, στην πορεία, να γράφει το πρώτο πρόγραμμα υπολογιστή.
Η Λάβλεϊς, κόρη του ποιητή Λόρδου Μπάιρον, είχε κλίση στα μαθηματικά από παιδί. Το ταλέντο της την οδήγησε σε στενή επαγγελματική συνεργασία με τον μαθηματικό και εφευρέτη Τσαρλς Μπάμπατζ, ιδίως πάνω στη Μηχανή Ανάλυσής του.
Το 1843, όταν μετέφραζε το άρθρο του Μεναμπρέα, οι εκτενείς υποσημειώσεις της Λάβλεϊς αποτέλεσαν τη καθοριστική της συμβολή στην επιστήμη των υπολογιστών. Σε αυτές ήταν η πρώτη που πρότεινε ότι μια μηχανή μπορεί όχι μόνο να επεξεργάζεται αριθμούς και να παράγει μαθηματικό αποτέλεσμα, αλλά και να χειρίζεται σύμβολα.
Η Μηχανή Ανάλυσης «θα μπορούσε να ενεργεί πάνω σε άλλα πράγματα πέρα από αριθμούς, εφόσον βρεθούν αντικείμενα των οποίων οι θεμελιώδεις μεταξύ τους σχέσεις μπορούν να εκφραστούν με όρους της αφηρημένης επιστήμης των πράξεων και που να μπορούν επίσης να προσαρμοστούν στη δράση της λειτουργικής σημειογραφίας και του μηχανισμού της μηχανής», έγραψε σε μία από τις σημειώσεις της ως μεταφράστριας (πηγή στα Αγγλικά).
Η Λάβλεϊς πρότεινε επίσης ότι οι αριθμοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να αναπαραστήσουν περισσότερα από απλές ποσότητες και ανέδειξε το εύρος του ρόλου μιας μηχανής πέρα από τον υπολογισμό. Περιέγραψε την πιθανή μετατροπή «ήχων» και «μουσικής σύνθεσης» σε πράξεις που μια μηχανή μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιήσει για να «συνθέτει περίτεχνα και επιστημονικά μουσικά έργα οποιουδήποτε βαθμού πολυπλοκότητας ή έκτασης», όπως έγραψε στις σημειώσεις της.
Οι υπολογισμοί και τα σχόλια της μαθηματικού σχεδόν τριπλασίασαν την έκταση του αρχικού άρθρου και αποτέλεσαν το πρώτο σύνολο οδηγιών για υπολογιστές. Οι σημειώσεις της Λάβλεϊς αξιοποιήθηκαν αργότερα από τον Βρετανό μαθηματικό και λογικό Άλαν Τιούρινγκ στο έργο του για την αποκρυπτογράφηση κωδίκων κατά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο.
Ο μεταγλωττιστής και η επικοινωνία με τις μηχανές
Για χρόνια, οι άνθρωποι έγραφαν επίπονα προγράμματα υπολογιστών ως μακριές ακολουθίες αριθμών, ώστε να μπορούν να τα καταλαβαίνουν οι υπολογιστές.
Ύστερα, το 1952, η επιστήμονας υπολογιστών και πρώην αξιωματικός του Πολεμικού Ναυτικού των ΗΠΑ Γκρέις Χόπερ δημιούργησε τον μεταγλωττιστή, ένα πρόγραμμα που μετατρέπει τον κώδικα από μια γλώσσα προγραμματισμού υψηλού επιπέδου στην οποία γράφεται (η Java και η Python είναι μερικά σύγχρονα παραδείγματα) σε γλώσσες χαμηλού επιπέδου που μπορεί να καταλάβει ένας υπολογιστής, όπως ο δυαδικός κώδικας.
Ο μεταγλωττιστής αυτός, που ονομάστηκε A-0, μετέφραζε συμβολικό μαθηματικό κώδικα σε κώδικα αναγνώσιμο από τη μηχανή και υπήρξε καθοριστικός για την ανάπτυξη των σύγχρονων γλωσσών προγραμματισμού.
Ο μεταγλωττιστής της Χόπερ ήταν αποτέλεσμα πολυετών προσπαθειών για την απλοποίηση του προγραμματισμού.
Όταν εργαζόταν πάνω στον Mark I, τον πρώτο αυτόματο υπολογιστή μεγάλης κλίμακας, κατά τη διάρκεια του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου, η Χόπερ παρατήρησε ότι ορισμένοι υπολογισμοί επαναλαμβάνονταν μέσα στην ίδια διαδικασία και δημιούργησε ένα μικρό αρχείο με συχνά χρησιμοποιούμενα τμήματα κώδικα.
Από εκεί γεννήθηκε η σύγχρονη έννοια των υπορουτινών, μικρών τμημάτων κώδικα που γράφονται μέσα σε ένα μεγαλύτερο πρόγραμμα και εκτελούν εργασίες που μπορεί να χρειαστεί να γίνουν πολλές φορές στο κύριο πρόγραμμα. Οι υπορουτίνες εξοικονομούν χρόνο, καθώς ο κώδικας έχει ήδη γραφτεί και δοκιμαστεί.
Ο μεταγλωττιστής A-0 της Χόπερ, που αναπτύχθηκε αρκετά χρόνια μετά τον πόλεμο, επέτρεπε στους χρήστες να περιγράφουν τον σκελετό ενός προγράμματος σε απλουστευμένη γλώσσα. Η Χόπερ εμπλούτιζε συνεχώς το αρχείο των υπορουτινών της, τις οποίες κατέγραφε σε ταινία και τους έδινε αριθμούς κλήσης. Όταν ο χρήστης όριζε το πρόγραμμα που χρειαζόταν, ο μεταγλωττιστής εντόπιζε αυτόματα τις απαιτούμενες υπορουτίνες στην ταινία και τις τοποθετούσε με τη σωστή σειρά.
Στη συνέχεια η Χόπερ συνέβαλε στην ανάπτυξη μιας από τις πρώτες γλώσσες προγραμματισμού υψηλού επιπέδου βασισμένες στα αγγλικά: της COBOL (Common Business-oriented Language). Βοήθησε στον σχεδιασμό και την ανάπτυξη μεταγλωττιστών για αυτήν.
Με τον A-0 και την COBOL, η Χόπερ έκανε ευκολότερη την επικοινωνία με τις μηχανές.
Τελειοποιώντας το σύγχρονο GPS
Η δουλειά της Αμερικανίδας μαθηματικού Γκλάντις Γουέστ βρίσκεται πίσω από την ακρίβεια του σύγχρονου συστήματος Παγκόσμιου Εντοπισμού Θέσης (GPS), μιας τεχνολογίας σχεδόν πανταχού παρούσας σήμερα, που χρησιμοποιούν εξίσου τουρίστες, οδηγοί ταξί και πιλότοι.
Όταν εντάχθηκε στο US Naval Proving Ground το 1956, όντας τότε η δεύτερη Αφροαμερικανίδα γυναίκα που προσλαμβανόταν εκεί, η Γουέστ ανέλαβε την ηγεσία μιας ομάδας αναλυτών που χρησιμοποιούσε δεδομένα από αισθητήρες δορυφόρων για να υπολογίσει το σχήμα και το μέγεθος της Γης και τις τροχιές γύρω από αυτήν.
Αυτοί οι υπολογισμοί αποτελούν τη βάση για τις τροχιές πτήσης που χαράσσουν σήμερα οι δορυφόροι του GPS.
Το έργο της Γουέστ έμεινε ουσιαστικά στην αφάνεια μέχρι το 2018, όταν τιμήθηκε με το βραβείο Space and Missiles Pioneers της Πολεμικής Αεροπορίας των ΗΠΑ. Το 2021 έγινε η πρώτη γυναίκα που έλαβε το μετάλλιο Prince Philip της Βασιλικής Ακαδημίας Μηχανικής του Ηνωμένου Βασιλείου.
Υφαίνοντας λογισμικό για το ταξίδι στη Σελήνη
Σε μια εγκατάσταση λίγο έξω από τη Βοστόνη, γυναίκες υφάντριες αποθήκευαν τις οδηγίες λογισμικού για τις αποστολές Απόλλων σε ένα μακρύ, λεπτό «σχοινί».
Η Αμερικανίδα επιστήμονας υπολογιστών και προγραμματίστρια λογισμικού Μάργκαρετ Χάμιλτον ηγήθηκε της ανάπτυξης και παραγωγής του λογισμικού για τις αποστολές Απόλλων των ΗΠΑ, και η δουλειά της ήταν καθοριστική για τις έξι αποστολές στη Σελήνη την περίοδο 1969-1972.
Υπό την καθοδήγησή της, η ομάδα βρήκε έναν ευφυή τρόπο αποθήκευσης των προγραμμάτων για τους Υπολογιστές Πλοήγησης του Απόλλων: τα «ύφαιναν» πάνω σε ένα χάλκινο σχοινί.
Οι υπολογιστές αποθηκεύουν πληροφορίες σε δυαδικό κώδικα, μια ακολουθία από άσους και μηδενικά. Η μνήμη των σύγχρονων υπολογιστών αποθηκεύει συνήθως αυτές τις πληροφορίες σε μικρά τσιπ πυριτίου. Την εποχή των αποστολών, οι πληροφορίες αυτές αποθηκεύονταν με τη μαγνήτιση μικρών πυρήνων σε σχήμα δαχτυλιδιού.
Ένα σύρμα περνούσε μέσα από την τρύπα για να αναπαραστήσει το δυαδικό ένα ή λύγιζε γύρω από τον πυρήνα, παρακάμπτοντας την τρύπα, για να αναπαραστήσει το μηδέν. Αυτή η τεχνολογία ονομάστηκε μνήμη core-rope.
Κατά τη διάρκεια των αποστολών Απόλλων, μόλις ένα πρόγραμμα γραφόταν, μεταφραζόταν σε κώδικα και τρυπιόταν σε χάρτινες κάρτες, τις λεγόμενες punch cards, ο κώδικας στελνόταν σε μια εγκατάσταση όπου γυναίκες, συνήθως πρώην εργάτριες σε υφαντουργεία, ύφαιναν τα χάλκινα σύρματα και τους πυρήνες σε ένα μακρύ σχοινί για να αποθηκεύσουν τεράστιες ποσότητες κώδικα.
Πέρα από αυτή την ευρηματική λύση αποθήκευσης, ο βασικός στόχος της Χάμιλτον ήταν ο σχεδιασμός λογισμικού που θα εντοπίζει σφάλματα του συστήματος και θα ανακτά το λογισμικό σε περίπτωση κατάρρευσης του υπολογιστή, κάτι που αποδείχθηκε κρίσιμο για την αποστολή Απόλλων 11 που προσεδαφίστηκε με επιτυχία στη Σελήνη.
«Η ίδια η εμπειρία του λογισμικού (ο σχεδιασμός, η ανάπτυξη, η εξέλιξή του, το να το βλέπεις να λειτουργεί και να μαθαίνεις από αυτό για μελλοντικά συστήματα) ήταν τουλάχιστον εξίσου συναρπαστική με τα γεγονότα γύρω από την αποστολή», είχε πει (πηγή στα Αγγλικά) η Χάμιλτον στο MIT News το 2009, αναλογιζόμενη την εμπειρία της από τις αποστολές Απόλλων.
«Αναδρομικά, ήμασταν οι πιο τυχεροί άνθρωποι στον κόσμο· δεν υπήρχε άλλη επιλογή από το να είμαστε πρωτοπόροι· δεν υπήρχε χρόνος για να είμαστε αρχάριοι».