فرانسيس ألين

بعد أن تراكمت عليها ديون قروض الطلاب ، انضمت ألين إلى قسم الأبحاث في شركة آي بي إم في بوكيبسي ، نيويورك، كمبرمجة عام 1957، حيث درّست الموظفين الجدد أساسيات لغة فورتران . ^{[ 12 ]} كانت هذه اللغة من أوائل لغات البرمجة عالية المستوى، ولم يُعلن عنها إلا قبل شهرين من انضمام ألين إلى آي بي إم. ^{[ 14 ]}

خلال هذه الفترة، كانت ألين تتعلم مواضيع عن لغة فورتران قبل أيام فقط من تدريسها للباحثين. ^{[ 12 ]} تعلمت ألين بنفسها عن مُترجم فورتران من خلال قراءة شفرته المصدرية، مما ولّد لديها اهتمامًا بحثيًا دائمًا بتصميم المُترجمات. ^{[ 14 ]} في ذلك الوقت، كان الباحثون مترددين في الانتقال إلى فورتران لأنهم اعتادوا الكتابة بلغة التجميع ، وكان من المعروف أن اللغات المُترجمة لا تُنتج شفرة ذات أداء كافٍ للمقارنة. ^{[ 15 ]} خططت ألين للعودة إلى التدريس في المدارس بعد سداد قروضها الطلابية، لكنها في النهاية بقيت مع شركة آي بي إم طوال مسيرتها المهنية التي امتدت 45 عامًا. ^{[ 12 ]}

في عام ١٩٥٩، كُلِّف ألين بمشروع "هارفست" لفك الشفرات التابع لوكالة الأمن القومي ، وعمل على لغة برمجة تُدعى "ألفا" . ^{[ ٧ ]} كان المشروع سريًا ومصممًا للتجسس على الاتحاد السوفيتي، لكن العديد من أعضاء الفريق لم يكونوا على دراية بالتفاصيل إلا بعد تسريبها إلى الصحافة لاحقًا. أدار ألين فريق تحسين المُترجم لكلٍّ من مشروع "هارفست" ومشروع " ستريتش" السابق . ^{[ ١٥ ]}

في عام 1962، نُقلت ألين إلى مركز توماس ج. واتسون للأبحاث ، حيث ساهمت في مشروع ACS-1 ، ولاحقًا في سبعينيات القرن العشرين، في مشروع PL/I . خلال هذه السنوات، عملت مع زميلها الباحث جون كوك على كتابة سلسلة من الأوراق البحثية الرائدة حول مُجمِّعات البرامج المُحسِّنة ، مما ساعد على تحسين كفاءة ترجمة شفرة الآلة من لغات البرمجة عالية المستوى. ^{[ 2 ]} كما ابتكر الاثنان مُجمِّعًا مُحسِّنًا للغة فورتران، وفي النهاية، أصبح هذا المُجمِّع يدعم لغتي أوتوكودر وألفا أيضًا. ^{[ 14 ]}

بدأت ألين بنشر أبحاث حول تحسين أداء المترجمات بهدف مشاركة معرفتها مع الباحثين الآخرين. وشملت منشوراتها الأولى "تحسين البرامج" و"تحليل تدفق التحكم". ^{[ 14 ]} وفي عام 1972، نشرت ألين وكوك كتاب "دليل تحويلات التحسين"، الذي صنف أهم تقنيات تحسين أداء المترجمات. ويُعد هذا العمل من أهم أعمالها، إذ يغطي تقنيات أساسية للمترجمات مثل تضمين الإجراءات ، وفك حلقات التكرار ، وحذف التعبيرات الفرعية المشتركة ، ونقل التعليمات البرمجية ، وتحسين ثغرات الوصول . ^{[ 15 ]}

خلال فترة عملها في شركة IBM، سعت ألين جاهدةً لإشراك علماء الحاسوب من الفئات المهمشة، ووجدت سُبلاً لجذب النساء والحفاظ عليهن في هذا المجال. وكان لها دورٌ محوريٌ في تشكيل نصف فريق أبحاث المترجمات في IBM من النساء خلال سبعينيات وثمانينيات القرن الماضي. ^{[ 2 ]} تطوعت ألين لسنواتٍ عديدة من خلال برنامج الإرشاد في IBM. ^{[ 12 ]} عملت باربرا سيمونز مع ألين واعتبرتها صديقةً لها، إذ وصفتها بأنها مناصرةٌ قويةٌ لحقوق المرأة. ^{[ 14 ]}

أمضت ألين إجازة تفرغ علمي في جامعة نيويورك بين عامي 1970 و1971، وعملت كأستاذة مساعدة لبضع سنوات بعد ذلك. وفي عام 1977، حصلت على إجازة تفرغ علمي أخرى في جامعة ستانفورد. ^{[ 13 ]} درّست ألين أنيتا بورغ ، وكانت الأستاذة الوحيدة التي درست معها بورغ خلال دراستها العليا. ^{[ 14 ]} كما نالت ألين لقب المحاضرة المتميزة من قبل رئيس الجامعة، ومحاضرة ماكاي في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، ومحاضرة ريجنتس في جامعة كاليفورنيا، سان دييغو. ^{[ 12 ]}

من عام 1980 إلى عام 1995، قادت ألين جهود شركة IBM في مجال تطوير الحوسبة المتوازية ، وساهمت في تطوير برمجيات مشروع IBM Blue Gene . ^{[ 16 ]} عملت على برنامج PTRAN، وهو برنامج الترجمة المتوازية، الذي صُمم للاستفادة من التوازي التلقائي من خلال تحديد مخطط تبعيات البرنامج وتوزيع العمل عبر بنية متوازية. كان هدف النظام هو تحويل البرامج المكتوبة بشكل تسلسلي إلى برامج متوازية بكفاءة عالية. ^{[ 15 ]}

أصبحت ألين أول امرأة تحصل على زمالة IBM في عام 1989. ^{[ 17 ]} وتولت رئاسة اللجنة التوجيهية لأكاديمية IBM في عام 1995. ^{[ 15 ]} وفي عام 2000، أطلقت IBM جائزة تكريماً لها، وهي جائزة فرانسيس إي. ألين لتوجيه النساء في مجال التكنولوجيا. ^{[ 14 ]}

تقاعدت ألين من شركة آي بي إم عام ٢٠٠٢، لكنها ظلت مرتبطة بالشركة بصفتها زميلة فخرية. وفي عام ٢٠٠٧، أُنشئت جائزة زمالة الدكتوراه من آي بي إم تكريمًا لها. ^{[ ١٧ ]} وبعد تقاعدها، واصلت نشاطها في برامج تشجع النساء والفتيات على امتهان وظائف في مجالات العلوم والحوسبة. ^{[ ١٨ ]}

وجاء في نصّ جائزة تورينج التي حصلت عليها:

كان لعمل فران ألين أثر بالغ على أبحاث وممارسات تطوير المترجمات البرمجية. فقد قدمت، منفردةً وبالتعاون مع جون كوك ، العديد من المفاهيم المجردة والخوارزميات والتطبيقات التي أرست الأساس لتقنية التحسين التلقائي للبرامج. أرست ورقة ألين البحثية لعام 1966، بعنوان "تحسين البرامج"، الأساس المفاهيمي للتحليل والتحويل المنهجي لبرامج الحاسوب. وقد أدخلت هذه الورقة استخدام هياكل نظرية الرسوم البيانية لترميز محتوى البرنامج بهدف استخلاص العلاقات وتحديد فرص التحسين تلقائيًا وبكفاءة. وفي عام 1970، رسّخت ورقتاها البحثيتان "تحليل تدفق التحكم" و"أساس لتحسين البرامج" مفهوم "الفترات" كسياق لتحليل وتحسين تدفق البيانات بكفاءة وفعالية. أما ورقتها البحثية التي نشرتها بالاشتراك مع كوك عام 1971، بعنوان "فهرس تحويلات التحسين"، فقد قدمت أول وصف وتصنيف منهجي لتحويلات التحسين. وفي عامي 1973 و1974، وسّعت ورقتاها البحثيتان حول تحليل تدفق البيانات بين الإجراءات نطاق التحليل ليشمل البرامج بأكملها. تصف ورقتها البحثية التي نشرتها عام ١٩٧٦ بالاشتراك مع كوك إحدى استراتيجيتي التحليل الرئيسيتين المستخدمتين في تحسين أداء المترجمات البرمجية اليوم. طورت ألين أساليبها ونفذتها كجزء من مترجمات برمجية لنظام IBM STRETCH-HARVEST ونظام الحوسبة المتقدمة التجريبي. وقد أرست هذه الأعمال جدوى وبنية المحسنات الحديثة المستقلة عن الآلة واللغة. ثم أسست ألين مشروع PTRAN وقادته ، وهو مشروع يُعنى بالتنفيذ المتوازي التلقائي لبرامج FORTRAN. وقد طور فريقها في PTRAN مخططات جديدة للكشف عن التوازي، وابتكر مفهوم مخطط تبعية البرنامج، وهو أسلوب الهيكلة الأساسي الذي تستخدمه معظم المترجمات البرمجية المتوازية.