去世这天是她的生日，全球首位女性图灵奖得主 Frances Allen 的传奇人生

整理 | 夕颜

出品 | CSDN（ID:CSDNnews）

2020 年 8 月 4 日，据外媒消息，计算世界的先驱，IBM 第一位女性研究员，同时是世界第一位图领奖女性得主 Frances （Fran） Allen 因阿尔兹海默症逝世，享年 88 岁。这一天，正好是她的生日。88 年前，她在纽约州的一个偏远农场出生；88 年后满载荣誉归土，在人类计算史上留下浓墨重彩的一笔。

当天，IBM 在在官网发文纪念，总结了她在 IBM 长达 45 年职业生涯中的贡献。结合 IEEE 历史中心收藏的一份关于她的口述历史，我们得以一窥她一生的轨迹。

有价值的教学生涯

Fran 生于 1932 年 8 月 4日，是家里的老大，和 4 个弟弟和 1 个妹妹在纽约州北部的一个农场一起长大。Fran 的母亲是一名小学教师，父亲是农民，世代经营着一家农场。在记忆里，她的童年是穷困而压抑的，父母对孩子们几乎是放养，也从未给过他们人生指导之类的建议，更不用说事业。那时，她最大的娱乐就是读书。

所幸在七年级到八年级时，Fran 遇到了一个很棒的数学老师，让她开始对数学感兴趣，并因此在毕业后选择在家乡唯一一座师范学院——纽约州立师范学院（现为纽约州立大学奥尔巴尼分校）就读，毕业之后就做数学老师。当时，在她的眼里，那只是一份国家会承担学费的工作，除了这个专业，其他专业的学费她可能无法承担。

1954 年，Fran 顺利拿到数学学士学位毕业，也如愿以偿在母校教了两年高中数学，从初级代数到高阶三角学什么都教。在教学期间，Fran 获得了硕士学位，并于 1957 年获得密歇根大学的数学博士学位。

回忆这段时光时，Fran 觉得很享受，在这里，她还为那些上不了大学，将来会成为当地农民的学生们开设了一门课程，教他们算账、管理书籍等实用技能。这份工作带给了她收获的快乐，让他感受到工作的价值。

为偿贷款到 IBM 教 FORTRAN

同年 7 月，因一次偶然的机会，Fran 通过 IBM 的面试并加入了 IBM 研究部，她原来的计划是教一段时间，还完研究生的学费就“跑路”，继续回去教书，却没想到，接下来的职业生涯都给了 IBM。

不得不说命运的玄妙，学校失去了一名优秀的教师，世界却因此得到了一位改变计算机领域的科学家。

在那里，她的第一个任务就是教其他的研究人员教授学习新的语言 FORTRAN。

FORTRAN 语言是由 John Backus 小组设计和开发的，于 1957 年 4 月 15 日发布。当时，Fran 所在的 IBM 研究部计划使用新的 FORTRAN 语言代替汇编语言来编写研究计算机程序 704。当然，实现这个目标存在巨大的阻力，因为没有人能保证这样一门高级语言在 704 上跑得通畅。因此，对 FORTRAN 了解并不多的 Fran 担负起了教课的重担。边自学边教学，她也并不比那群科学家学生们懂得更多。这是一次有趣的经历，但并不是很愉快，因为这群科学家们似乎喜欢意用汇编语言做自己的研究，而不是把精力放在学习一门新语言上。

这是 Fran 长期研究高性能计算编译器的开端。

在“Bureau of Ships”研究早期超算 Stretch-Harvest 项目

在 FORTRAN 之后，Fran 成为 IBM 于 1950 年代末和 1960 年代初发起的 Stretch-Harvest 项目的三位设计师之一。这也是她第一次深度参与到编译器和程序优化的研究。

这是一个早期的超级计算机项目，设计之初预设这台超算的计算速度要要比当时最好的计算机还要快上数百倍。Fran 负责这项目的编译器核心，Stretch 超级计算机附有一个类似后端的机器，体型上更大，为帮助国家安全局破译代码而设计。

从 1959 年至 1963 年期间，作为国家安全局（NSA）的语言沟通“桥梁”，Fran 还参与设计和构建了 Alpha 语言，这是一种非常高级的代码破译语言，具有创建超出系统定义字母的新字母的功能，帮助国家安全局在冷战期间的代码破解工作。

这里还有一段有趣小插曲，因为当时 NAS 出于保密原因不能被公开，Fran 他们并不知道自己是在为 NAS 工作，还以为雇主是  Bureau of Ships，直到项目结束多年之后的某一天才知道这竟是 NAS 的代号！

就像 FORTRAN 是为科学而生的语言一样，Alpha 就是在 Harvest 计算机上的代码破解语言。在 NSA 研究一年后，系统终于安装成功。

让 Fran 略感失望的是，Harvest 计算机在复杂问题上的运算速度似乎并未达到预期，比如做一个 24 小时的天气预测要花掉 18 个小时，而不是预想的 6 小时。但这已经是一个巨大的进步，有了模型，随着计算密集型技术的发展，日后这个领域的研究工作进展顺利了很多。

据 Fran 回忆，Harvest 计算机在 1963 年左右交付，后因一个部件丢失，且无法再生产，这台超级计算机于 1976 年左右退役，退出历史舞台。

发明ACS编译器

她的下一个项目是 IBM 高级计算系统（ACS，Advanced Computing Systems）的实验编译器。Fran 设计并构建了这个编译器的独立于机器和语言的优化组件，发明了一种硬件驱动工具，以及一种分析和转换程序的新方法。

这项工作让 Fran 在 1966 年首次发表了有关程序优化的开创性论文，发明了用于实施程序分析和优化的强大的新框架以及一组功能强大的新算法。Fran 在 1970 年发表的有关控制流分析的论文中引入了“间隔”和节点支配关系的概念，对她早先论文中对控制流抽象进行了重要改进。她在 1972 年发表的论文《优化转换目录》中，她还提出并讨论了当今许多常用的转换。

之后，计算机协会授予 Fran “国家计算机科学奖”，以表彰其“对优化编译器技术的理论和实践做出了开创性的贡献，这些理论和实践为现代优化编译器和自动并行执行奠定了基础”。

创建操作系统MAD

接下来，Fran 创建了 704 自己的程序 MAD：Monitored Automatic Debugging System（自动监督调试系统）。Fran 认为这是第一个操作系统，并且具有自动调试功能，他们在硬件控制台中添加了一些功能。这个系统改变了系统的操作模式，在此之前操作系统的工作模式是把一些卡带或磁带等放入读取器中，然后观察会发生什么，而这个系统是把卡带或磁条放进离线读取器中和磁条上，然后读取并对任务进行自动排序和自动调试，包括从控制台进行调试，从控制台进行单步调试，从控制台进行转储，然后自动进行下一个任务。

这个项目由一个三人小组负责，每个人都有不同的角色。项目于 1959 年结束，但让 Fran 气愤的是，这项成果被小组之外的人窃取并发布了论文！Fran 未在采访中指出这位偷窃者的姓名，但话语间提到这是一个被社会边缘化的人。

虽然当时的恩怨是非似乎已经无迹可寻，真相也被淹没在历史的尘埃中，但历史总是惊人地相似，似乎可以感受到彼时学术研究环境也是竞争激烈。

发掘热点，研究并行编译PTRAN

在之后的某一天，后来成为 IBM 副总裁的 Irving Wladawsky-Berger 走进 Fran 的办公室，提议她进行一个新项目研究——并行编译。当时，并行编译在 IBM 并不是一个热门话题，但 Berger 是一个关注技术前沿的人，在并行编译成为热门话题之前，把这个潜力巨大的技术挖掘了出来。

在 Fran 的带领下，PTRAN（Parallel TRANslation）研究正式开始，她本人也开启了另一段长达 15 年的研究生涯。

IBM 首位女性研究员

1989 年，Fran 成为 IBM 首位女性研究员。这是 IBM 给予技术人员的最高荣誉，意味着这个人拥有更多的研究自由权，但同时承担了更多责任。

她在世界各地的会议上发言，敦促女性从事科学和技术领域的工作。为表彰她在这方面的努力，IBM 在 2000 年设立了 Frances Allen  女性技术指导奖。

Blue Gene 项目

此外，Fran 还曾参与到一个名为 Blue Gene（蓝色基因）的超算项目中，项目下还有多个子项目，旨在为生物学家做研究提供强大、快速的计算能力，以及填补这方面软件上的空缺。

在 2006 年的超级计算机排行榜上，该项目下的 Blue Gene/L 超级计算机连续霸榜多天，其峰值速度能够达到 360 万亿次浮点计算，内部拥有65536颗处理器。之后，IBM 完成了新一代超级计算机“Blue Gene/P”的研发，其处理性能达到了惊人的 3 PetaFlops，即每秒可进行三千万亿次浮点运算，成为全球首台持续运算性能超过 1 PetaFlop 的超级计算机。

史上第一位女性图领奖得主

2006 年，美国计算机学会授予 Fran 图灵奖，以表彰其在编译器优化理论和实践方面做出的贡献，她成为该奖项的首位女性图领奖获得者。

获奖原因是“她对于优化编译器技术的理论和实践做出的先驱性贡献，这些技术为现代优化编译器和自动并行执行打下了基础。”（For pioneering contributions to the theory and practice of optimizing compiler techniques that laid the foundation for modern optimizing compilers and automatic parallel execution.）

“Allen在编译器设计和机器架构方面做出了开创性贡献，”图灵奖评委会主席 Ruzena Bajcsy说，“她的研究几乎影响了计算机科学发展的整个历程，使我们今天在商业和科技领域内使用的许多计算技术成为可能。”　

屡获殊荣，将被永远铭记的计算机先驱

除图灵奖外，Fran 还获得了许多赞誉和荣誉。今年早些时候，IEEE 宣布授予 Fran 弗朗西斯·E·艾伦奖章，以纪念她在 IBM 在与 IEEE 合作方面发挥的重要作用。

“在职业上，Fran毕生致力于开发计算领域并开拓新突破。就个人而言，她同样侧重于激励和激励年轻人，特别是女性。”

此外，Fran 还是美国国家工程院，美国哲学学会和美国艺术与科学研究院的成员，计算机科学协会（ACM），IEEE 和计算机历史博物馆院士，以及计算领域杰出贡献荣誉博士。她已经入选国际科技女性名人堂，并获得了计算机女性协会颁发的 Augusta Ada Lovelace 奖。

自 2002 年从 IBM 退休以来，Allen 一直担任 IBM 资深顾问。她继续积极参与该行业，并与专业组织紧密合作，以提高女性在计算机领域的作用。

从关于她生活描述的只言片语中，我们还了解到 Fran 曾与分子生物学和机器人技术科学家 Jacob Schwarz 有过一段婚姻。两人因后者以访问学者身份到 IBM 公司学习而结缘，他在这里与 John Cocke 和 Fran 在编译器优化、软件工具等方面进行合作，后来 Fran 成为他的第二任妻子。结婚后由于工作需要，两人分居两地，两个忙碌的科学家聚少离多，最终没能共度余生，以离婚收场。2009 年，Jacob 患肺癌在家中去世，享年 79 岁。

患上阿尔兹海默症后，Fran 一直被两个弟弟和侄子侄女照顾，直到去世。

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