Gedreven tot abstractie

In 1961, na het behalen van haar bachelordiploma in wiskunde aan de University of California in Berkeley, besloot Barbara Liskov (toen Barbara Huberman) zich aan te melden voor een graduate school in Princeton.

De school antwoordde met een standaardbrief waarin werd uitgelegd dat ze geen vrouwelijke studenten accepteerde. Ik was gewoon stomverbaasd toen ik dat kreeg, zegt Liskov. Een kleine ansichtkaart. Achteraf, zegt ze, was ik erg naïef.

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van januari 2010

• Zie de rest van het nummer
• Abonneren

Hoewel andere vrouwen in die tijd misschien wisten dat ze niet welkom waren om op bepaalde deuren te kloppen, besteedde Liskov nooit veel tijd aan het piekeren over wat ze wel of niet mocht doen. Het resultaat is een opmerkelijke carrière. In 1968 werd Liskov, die nu instituutshoogleraar is bij de afdeling Elektrotechniek en Computerwetenschappen en hoofd van de Programming Methodology Group van CSAIL, de eerste vrouw - inderdaad, een van de eerste mensen - in de Verenigde Staten die een doctoraat behaalde aan een afdeling informatica. Haar onderzoek heeft geleid tot grote doorbraken op fundamentele gebieden als besturingssystemen, gedistribueerde systemen, programmeertalen en programmeermethodologie. Haar ideeën vormden de basis voor moderne programmeertalen zoals Java, die zijn ontworpen om gebruik te maken van op zichzelf staande modules met gegevens en instructies die eenmalig kunnen worden ontwikkeld en voor veel verschillende doeleinden kunnen worden hergebruikt. Haar werk over hoe gedistribueerde systemen betrouwbaar te houden, legde de basis voor prestaties zoals Google's wereldomspannende architectuur van goedkope, kant-en-klare servers. Afgelopen zomer werden haar prestaties bekroond met de Turing Award van de Association for Computing Machinery - een eer die de Nobelprijs voor de informatica wordt genoemd.

Het is moeilijk voor te stellen hoe de hedendaagse programmeer- en gedistribueerde systemen eruit zouden zien zonder Barbara's vele baanbrekende bijdragen, schreef John Guttag, een professor in computerwetenschappen en techniek die Liskov al meer dan drie decennia kent, in een brief uit 2008 ter ondersteuning van haar promotie tot instituutshoogleraar . Guttag, die Liskov ook nomineerde voor de Turing Award, merkt op dat tientallen prominente computerwetenschappers die hij om steun voor die nominatie vroeg, consistent waren in dat ze allemaal zeiden dat het werk geweldig was, maar inconsistent over welk stuk van haar werk ze zouden kiezen zeggen was geweldig. En dat, zegt hij, is een bewijs van de breedte en impact van Liskovs carrière.

BRONNEN

• Lees 'Theorie en Praktijk: Meezitten bij een Liskov-lezing'

• Luister naar de lezing van Barbara Liskov uit 2001 over praktische byzantijnse fouttolerantie.

Liskov, een slanke vrouw met krullend haar die grillige sokken draagt, staat niet stil bij haar prestaties of onderscheidingen (ze won ook de John von Neumann-medaille van het Institute of Electrical and Electronics Engineers in 2004). Evenmin staat ze stil bij de obstakels die ze moest overwinnen om haar weg te vinden in een grotendeels door mannen gedomineerd veld.

Toen ik opgroeide, had ik geen idee hoe belangrijk haar prestaties waren, zegt haar zoon, Moses Liskov, SM '01, PhD '04, die nu assistent-professor computerwetenschappen is aan het College of William and Mary. Ze was altijd terughoudend over haar eigen triomfen, voegt hij eraan toe, maar praatte met trots over haar studenten en vierde wanneer ze een goede baan kregen of een vaste aanstelling kregen.

Barbara Liskovs carrière in de informatica begon bij de geboorte van het vakgebied. In plaats van na de universiteit een hogere graad in wiskunde te volgen, kreeg ze een baan als computerprogrammeur bij Mitre, een non-profitorganisatie in de omgeving van Boston die door de federale overheid gefinancierd onderzoek doet op het gebied van systeemtechniek en informatietechnologie. In die tijd was bijna niemand opgeleid in informatica. Sommigen van hen hadden een opleiding tot ingenieur, maar anderen hadden misschien een graad in literatuur, zegt Liskov over haar collega's. Ze namen mensen aan waarvan ze dachten dat ze geschikt waren.

Van Mitre ging Liskov verder om te werken aan een project van de Harvard University dat tot doel had Engelse zinnen automatisch te vertalen in iets dat een computer zou kunnen begrijpen. Hoewel de verwerking van natuurlijke taal een probleem is waar computerwetenschappers nog steeds aan werken, verwachtten mensen destijds dat het binnen een paar jaar zou zijn opgelost.

Ze leerde veel tijdens het werk, maar Liskov besloot terug naar school te gaan, zodat ze sneller meer stof kon verwerken. Ze ging naar Stanford University, die binnenkort een PhD-programma in computerwetenschappen zou opzetten.

Hoewel ze haar formele studies richtte op kunstmatige intelligentie, ontdekte Liskov dat haar echte interesses lagen in de fundamenten van computerontwerp: besturingssystemen en programmeertalen. AI, vond ze, presenteerde een reeks schijnbaar hardnekkige problemen, en de voortgang was traag. Maar met systeemonderzoek zou je applicaties kunnen bouwen die iets doen, zegt ze. Ik wilde gewoon werken in een gebied waar het een beetje makkelijker was om vooruitgang te boeken.

Na Stanford keerde Liskov terug naar Mitre, dit keer als onderzoeker. Ze sprong meteen in een project dat het Venus-besturingssysteem zou worden, een experiment waarbij meerdere mensen dezelfde kleine computer tegelijk konden gebruiken. Terwijl ze wetenschappelijke artikelen las over programmeermethodologie, herinnert ze zich, realiseerde ik me dat ik het besturingssysteem op een andere manier had ontworpen dan waar mensen normaal over spraken. Ze had het besturingssysteem zo eenvoudig mogelijk gedefinieerd en complexere elementen in hun eigen programma's verwerkt.

Liskov diende een paper in waarin het Venus-besturingssysteem wordt beschreven voor het Symposium on Operating Systems Principles, een conferentie voor onderzoekers uit de academische wereld en de industrie. Jerry Saltzer, nu emeritus hoogleraar computerwetenschappen aan het MIT (zie Meet the Author, p. M10), zag haar presentatie en dwong haar om zich aan te melden voor lesgeven aan het MIT. Ze begon bij het Instituut in 1972 en werd de eerste vrouw op de faculteit informatica.

Op het MIT stortte Liskov zich op haar ideeën over systemen. In samenwerking met afgestudeerde student Steve Zilles '63, '67, SM '70, EE '70, dacht ze veel na over het organiseren van computerprogramma's zodat ze gemakkelijk te schrijven, aan te passen en te onderhouden waren.

Elke geavanceerde softwaretoepassing is een complexe structuur van in elkaar grijpende onderdelen, die in de loop van de tijd vaak worden aangepast door een groot team van ingenieurs. Elke wijziging kan onbedoelde effecten hebben op andere delen van de software, waardoor programmeurs het programma in wezen moeten herschrijven. Liskov bedacht manieren om programma's in afzonderlijke brokken of modules met meerdere bewerkingen te structureren, zodat wijzigingen minder snel van invloed zouden zijn op code buiten bepaalde grenzen.

Omdat het moeilijk was om haar ideeën aan programmeurs te illustreren, ontwierp Liskov een programmeertaal die ze direct in de praktijk bracht. Ik had een heel sterk idee over wat goede programma's waren en wat slechte programma's waren, zegt ze. Ik wilde het mensen gemakkelijk maken om goede programma's te schrijven, en hoewel je niet kunt voorkomen dat mensen slechte programma's schrijven, wilde ik het ze niet te gemakkelijk maken.

Haar programmeertaal, CLU genaamd, had een enorme invloed op een nieuwe lichting taalontwerpers. Het was de eerste die ondersteuning bood voor gegevensabstractie, een techniek die Liskov uitvond en die essentieel is geworden voor geavanceerd programmeren (zie Theorie en praktijk, p. M21), en introduceerde verschillende andere functies, zoals een manier om programma's te generaliseren zodat ze iteraties. Het was inderdaad cruciaal bij de ontwikkeling van objectgeoriënteerd programmeren, de overheersende benadering die tegenwoordig wordt gebruikt.

In de jaren tachtig raakte Liskov geïnteresseerd in het ondersteunen van applicaties die op internet werken. Daartoe begon ze na te denken over hoe een programma kan worden opgesplitst, zodat delen ervan op veel onderling verbonden machines draaien. Ze bedacht onder meer een nieuw protocol dat gebruik kon maken van redundante hardware, zodat een gedistribueerd systeem schade kon oplopen - het onvermijdelijke falen van computers, communicatieverbindingen en opslagschijven - zonder helemaal kapot te gaan. Haar werk verklaart waarom een ​​systeem als de zoekmachine van Google kan blijven werken omdat mensen overal ter wereld tegelijkertijd gegevens toevoegen, wijzigen en verwijderen.

Veel mensen ontwikkelden dingen die prima werkten voor de systemen van de jaren '80, maar het is niet goed voor de systemen van de jaren 2000, zegt Guttag. Barbara slaagde erin om in de jaren ’80 dingen te ontwikkelen die vandaag de dag nog steeds relevant of zelfs relevanter zijn dan toen. Hij zegt zelfs dat een van de redenen waarom mensen veel van deze complexe systemen kunnen eisen, is dat Barbara de wereld heeft laten zien hoe ze systemen kunnen bouwen die betrouwbaar werken.

Tegenwoordig, zegt Liskov, is ze geïnteresseerd in de beveiliging van online opgeslagen informatie, met name persoonlijke informatie, zoals medische dossiers. Zoals altijd vindt ze manieren om systemen te ontwerpen die goede programmeergewoonten aanmoedigen. Wat kun je in een platform stoppen dat het voor programmeurs gemakkelijker maakt om programma's te bouwen die niet per ongeluk informatie lekken? ze zegt.

Informatie kan op veel manieren lekken - zo veel dat het probleem hopeloos kan lijken, erkent Liskov. Haar huidige onderzoek richt zich op het beschermen van gegevens bij de meest flagrante inbreuken, zoals gevallen waarin gebruikers laptops kwijtraken of per ongeluk gevoelige informatie naar een onbevoegde ontvanger e-mailen. Terwijl beleidsmakers en voorstanders debatteren over de toekomst van online privacy, werkt Liskov er stilletjes aan om ervoor te zorgen dat de technologische oplossingen er zijn wanneer de wereld ze wil. Je hebt het over nieuwe technologie, en je weet dat het even duurt voordat het politieke proces bijkomt, zegt ze.

Liskov heeft altijd vrouwelijke studenten aangemoedigd en geholpen en heeft de afgelopen jaren veel aandacht besteed aan het toegankelijker maken van computerwetenschappen. Als associate provoost voor faculteitsgelijkheid bij MIT, werkt ze om meer vrouwen en minderheidsfaculteitsleden te werven en hen te helpen hun loopbaan te beheren en vooruit te helpen. Vandaag de dag is het Instituut een heel andere plaats dan het instituut dat ze aantrof in het begin van de jaren zeventig, toen er nog maar een handvol vrouwen op de faculteit waren. Destijds, zegt Liskov, kwam ze niet veel opzettelijke vooroordelen tegen, maar liep ze wel tegen ingesleten aannames aan. Op een feest in het huis van de president om de nieuwe medewerkers van het jaar te verwelkomen, bijvoorbeeld, benaderde een belangrijke gast de echtgenoot van Liskov met zijn uitgestoken hand en zei: Welkom bij MIT. Studenten zagen haar soms aan voor een secretaresse en ze zegt dat ze tijdens de lessen een bepaald aantal tests heeft ondergaan.

Een vrouw zijn in de begintijd van de informatica zou moeilijk zijn geweest voor iemand die meer aandacht aan dergelijke obstakels had besteed, zegt Liskov. En hoewel die barrières haar niet erg stoorden, weerhielden maatschappelijke verwachtingen haar ervan het belang van haar carrière te erkennen totdat haar eigen onderzoeksinteresses volwassen begonnen te worden.

Ik had altijd gedacht – ook na mijn promotie – dat ik een tijdje zou werken en dan misschien zou stoppen, zegt ze. Als ik een gezin had, zou ik misschien stoppen. Ergens toen ik bij Mitre was, realiseerde ik me dat ik dat niet zou willen doen. Haar man, Nathan Liskov '60, een elektrotechnisch ingenieur met wie ze in 1970 trouwde, steunde die beslissing, zelfs nadat Moses in 1975 was geboren.

Maar Liskov maakte er een prioriteit van om een ​​rijke reeks interesses buiten de werkplek te cultiveren, waaronder tuinieren en het lezen van mysterieromans (ze houdt vooral van Tony Hillerman). Ik heb mijn werkweek zo georganiseerd dat als ik aan het werk ben, ik heel intens ben, maar als ik naar huis ga, stop ik, zegt ze.

Haar zoon bevestigt dat wanneer ze niet op het MIT of in haar kantoor thuis was, ze niet aan het werk was. Ze bracht ook niet veel tijd door op de thuiscomputer, hoewel het huishouden al vrij vroeg begon, in 1983. Bijna alles wat Moses als kind over computers leerde, kwam van zijn vader, zegt hij: Mijn moeder is een groot denker over computers, en mijn vader is er een echte gebruiker van. Ondanks al haar diepgaande kennis van systemen en methodologieën, moest ze soms een beroep doen op haar man voor hulp om een ​​document af te drukken.

Haar vrienden hebben de afgelopen jaren veel moeite gedaan om ervoor te zorgen dat Liskov de bijval krijgt die ze nooit zoekt. Guttag is er bijvoorbeeld van overtuigd dat ze tien jaar geleden de Turing Award had kunnen winnen. Maar hoewel Liskov erg dankbaar is voor de prijs, lijkt ze soms niet op haar gemak met de aandacht. Haar zoon herinnert zich dat ze vol ongeloof praatte over het feit dat ze een hele werkdag moest poseren voor foto's. Ze ging afgelopen juni met familie uit eten om te vieren dat ze de prijs in ontvangst mocht nemen, maar ze leek opgelucht toen de woede voorbij was, waardoor ze terug kon keren naar het onderzoek dat haar altijd heeft gedreven.

zich verstoppen