Zur Abstraktion getrieben

1961, nachdem Barbara Liskov (damals Barbara Huberman) ihren Bachelor-Abschluss in Mathematik an der University of California in Berkeley erworben hatte, beschloss sie, sich an der Graduate School in Princeton zu bewerben.

Die Schule antwortete mit einem Serienbrief, in dem erklärt wurde, dass sie keine Studentinnen akzeptiert. Ich war einfach erstaunt, als ich das bekam, sagt Liskov. Eine kleine Postkarte. Im Nachhinein, sagt sie, war ich sehr naiv.

Diese Geschichte war Teil unserer Januar-Ausgabe 2010

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Obwohl andere Frauen zu dieser Zeit vielleicht wussten, dass sie nicht willkommen waren, an bestimmte Türen zu klopfen, verbrachte Liskov nie viel Zeit damit, sich Gedanken darüber zu machen, was sie tun durfte oder nicht durfte. Das Ergebnis ist eine bemerkenswerte Karriere. 1968 wurde Liskov, die heute Institutsprofessorin am Department of Electrical Engineering and Computer Science und Leiterin der Programming Methodology Group des CSAIL ist, die erste Frau – und tatsächlich eine der ersten Menschen – in den Vereinigten Staaten, die an der Universität promovierte eine Informatikabteilung. Ihre Forschung hat zu großen Durchbrüchen in so grundlegenden Bereichen wie Betriebssystemen, verteilten Systemen, Programmiersprachen und Programmiermethodik geführt. Ihre Ideen bildeten die Grundlage für moderne Programmiersprachen wie Java, die darauf ausgelegt sind, in sich abgeschlossene Datenmodule und Anweisungen zu verwenden, die einmal entwickelt und für viele verschiedene Zwecke wiederverwendet werden können. Ihre Arbeit zur Aufrechterhaltung der Zuverlässigkeit verteilter Systeme legte den Grundstein für Errungenschaften wie Googles weltumspannende Architektur billiger Standardserver. Im vergangenen Sommer wurden ihre Leistungen mit dem Turing Award der Association for Computing Machinery ausgezeichnet – einer Auszeichnung, die als Nobelpreis für Informatik bezeichnet wird.

Es ist schwer vorstellbar, wie die heutige Programmierung und verteilte Systeme ohne Barbaras viele bahnbrechende Beiträge aussehen würden . Guttag, die Liskov auch für den Turing Award nominierte, stellt fest, dass Dutzende von prominenten Informatikern, die er um Unterstützung für diese Nominierung gebeten hatte, übereinstimmend sagten, dass die Arbeit großartig sei, aber inkonsistent, welches Stück ihrer Arbeit sie wählen würden zu sagen war toll. Und das, sagt er, zeuge von der Breite und Wirkung von Liskovs Karriere.

RESSOURCEN

• Lesen Sie 'Theorie und Praxis: Bei einem Liskov-Vortrag dabei sein'

• Hören Sie den Vortrag von Barbara Liskov aus dem Jahr 2001 über praktische byzantinische Fehlertoleranz.

Liskov, eine schlanke, lockige Frau, die skurrile Socken trägt, verweilt nicht bei ihren Errungenschaften oder Ehrungen (sie gewann 2004 auch die John-von-Neumann-Medaille des Instituts für Elektro- und Elektronikingenieure). Sie geht auch nicht auf die Hindernisse ein, die sie überwinden musste, um sich in einem weitgehend von Männern dominierten Feld zu behaupten.

Als ich aufwuchs, hatte ich keine Ahnung, wie wichtig ihre Leistungen waren, sagt ihr Sohn Moses Liskov, SM ‘01, PhD ‘04, der heute Assistenzprofessor für Informatik am College of William and Mary ist. Sie habe sich immer zurückgehalten, wenn es um ihre eigenen Erfolge ging, fügt er hinzu, aber würde mit Stolz über ihre Schüler sprechen und feiern, wenn sie gute Jobs bekommen oder eine Anstellung bekommen.

Barbara Liskovs Karriere in der Informatik begann mit der Geburt des Fachs. Anstatt nach dem College einen höheren Abschluss in Mathematik zu machen, nahm sie eine Stelle als Computerprogrammiererin bei Mitre an, einer gemeinnützigen Organisation im Großraum Boston, die staatlich finanzierte Forschung in Systemtechnik und Informationstechnologie durchführt. Damals war kaum jemand in Informatik ausgebildet. Einige von ihnen hätten eine Ausbildung als Ingenieure, andere hätten vielleicht einen Abschluss in Literatur, sagt Liskov über ihre Kollegen. Sie stellten Leute ein, von denen sie dachten, sie könnten dazu geeignet sein.

Von Mitre wechselte Liskov zu einem Projekt der Harvard University, das darauf abzielte, englische Sätze automatisch in etwas zu übersetzen, das ein Computer verstehen konnte. Obwohl die Verarbeitung natürlicher Sprache ein Problem ist, an dem Informatiker noch arbeiten, ging man damals davon aus, dass es in einigen Jahren gelöst sein würde.

Sie lernte viel bei der Arbeit, aber Liskov beschloss, wieder zur Schule zu gehen, damit sie schneller mehr Stoff behandeln konnte. Sie ging an die Stanford University, die bald ein PhD-Programm in Informatik einführen sollte.

Obwohl sie sich in ihren formalen Studien auf künstliche Intelligenz konzentrierte, entdeckte Liskov, dass ihr wahres Interesse in den Grundlagen des Computerdesigns lag – Betriebssystemen und Programmiersprachen. Sie hatte das Gefühl, dass KI eine Reihe von scheinbar hartnäckigen Problemen aufwies, und der Fortschritt ging nur langsam voran. Aber mit Systemforschung könnte man Anwendungen entwickeln, die etwas bewirken, sagt sie. Ich wollte einfach in einem Bereich arbeiten, in dem es etwas einfacher war, Fortschritte zu machen.

Nach Stanford kehrte Liskov nach Mitre zurück, diesmal als Forscher. Sie sprang direkt in ein Projekt, das das Venus-Betriebssystem werden sollte, ein Experiment, bei dem mehrere Personen gleichzeitig denselben kleinen Computer verwenden können. Als sie wissenschaftliche Arbeiten über Programmiermethodik las, merkte sie, dass ich das Betriebssystem auf eine andere Weise entworfen hatte, als die Leute normalerweise sprachen. Sie hatte das Betriebssystem so einfach wie möglich definiert und komplexere Elemente in eigene Programme zerlegt.

Liskov legte beim Symposium on Operating Systems Principles, einer Konferenz für Forscher aus Wissenschaft und Industrie, ein Papier vor, in dem das Betriebssystem Venus beschrieben wird. Jerry Saltzer, heute emeritierter Professor für Informatik am MIT (siehe Meet the Author, S. M10), sah ihre Präsentation und drängte sie, sich für eine Lehrtätigkeit am MIT zu bewerben. 1972 begann sie am Institut als erste Frau an der Fakultät für Informatik.

Am MIT stürzte sich Liskov in ihre Systemideen. In Zusammenarbeit mit dem Doktoranden Steve Zilles '63, '67, SM '70, EE '70 dachte sie viel darüber nach, wie man Computerprogramme so organisieren kann, dass sie einfach zu schreiben, zu ändern und zu warten sind.

Jede anspruchsvolle Softwareanwendung ist eine komplexe Struktur aus ineinandergreifenden Teilen, die oft im Laufe der Zeit von einem großen Team von Ingenieuren modifiziert wird. Jede Änderung kann unbeabsichtigte Auswirkungen auf andere Teile der Software haben, sodass Programmierer das Programm im Wesentlichen neu schreiben müssen. Liskov entwickelte Möglichkeiten, Programme in diskrete Blöcke oder Multioperationsmodule zu strukturieren, damit Änderungen weniger wahrscheinlich Code außerhalb bestimmter Grenzen beeinflussen.

Weil es schwierig war, Programmierern ihre Ideen zu veranschaulichen, entwarf Liskov eine Programmiersprache, die sie direkt in die Praxis umsetzte. Ich hatte eine sehr genaue Vorstellung davon, was gute und was schlechte Programme sind, sagt sie. Ich wollte es den Leuten leicht machen, gute Programme zu schreiben, und obwohl man Leute nicht davon abhalten kann, schlechte Programme zu schreiben, wollte ich es ihnen nicht zu einfach machen.

Ihre Programmiersprache namens CLU hatte einen großen Einfluss auf eine neue Generation von Sprachdesignern. Es war das erste, das die Datenabstraktion unterstützte, eine von Liskov erfundene Technik, die für die fortgeschrittene Programmierung unentbehrlich geworden ist (siehe Theorie und Praxis, S. M21) und mehrere andere Funktionen eingeführt hat, z Iterationen. Tatsächlich war es entscheidend für die Entwicklung der objektorientierten Programmierung, dem heute vorherrschenden Ansatz.

In den 1980er Jahren interessierte sich Liskov für die Unterstützung von Anwendungen, die im Internet funktionieren. Dazu machte sie sich Gedanken, wie man ein Programm aufteilen könnte, damit Teile davon auf vielen miteinander verbundenen Maschinen laufen. Unter anderem entwickelte sie ein neues Protokoll, das redundante Hardware nutzen könnte, damit ein verteiltes System Schaden nehmen kann – den unvermeidlichen Ausfall von Computern, Kommunikationsverbindungen und Speicherplatten – ohne völlig zusammenzubrechen. Ihre Arbeit trägt dazu bei, zu erklären, warum ein System wie die Suchmaschine von Google weiterhin funktionieren kann, wenn Menschen auf der ganzen Welt gleichzeitig Daten hinzufügen, ändern und löschen.

Viele Leute haben Dinge entwickelt, die für die Systeme der 80er Jahre gut funktionierten, aber für die Systeme der 2000er Jahre nicht gut, sagt Guttag. Barbara hat es in den 80er Jahren geschafft, Dinge zu entwickeln, die heute noch relevant oder sogar noch relevanter sind als damals. Tatsächlich, sagt er, glaube ich, dass einer der Gründe, warum die Leute bei diesen komplexen Systemen hohe Ansprüche stellen können, darin besteht, dass Barbara dabei geholfen hat, der Welt zu zeigen, wie man zuverlässig funktionierende Systeme baut.

Heutzutage, sagt Liskov, interessiere sie sich für die Sicherheit von Informationen, die online gespeichert werden – insbesondere personenbezogenen Daten wie Krankenakten. Wie immer findet sie Wege, Systeme zu entwickeln, die gute Programmiergewohnheiten fördern. Was können Sie in eine Plattform einbauen, die es Programmierern einfacher macht, Programme zu erstellen, die nicht versehentlich Informationen preisgeben? Sie sagt.

Informationen können in vielerlei Hinsicht durchsickern – so viele, dass das Problem hoffnungslos erscheinen kann, räumt Liskov ein. Ihre aktuelle Forschung konzentriert sich auf den Schutz von Daten im Falle der eklatantesten Sicherheitsverletzungen, beispielsweise in Fällen, in denen Benutzer Laptops verlieren oder versehentlich vertrauliche Informationen per E-Mail an einen nicht autorisierten Empfänger gesendet werden. Während politische Entscheidungsträger und Anwälte über die Zukunft des Online-Datenschutzes diskutieren, arbeitet Liskov im Stillen daran, sicherzustellen, dass die technologischen Lösungen verfügbar sind, wenn die Welt sie will. Sie sprechen von neuer Technologie und wissen, dass es eine Weile dauert, bis der politische Prozess aufholt, sagt sie.

Liskov hat immer Studentinnen gefördert und geholfen und in den letzten Jahren viel Wert darauf gelegt, die Informatik zu einem willkommeneren Fachgebiet zu machen. Als Associate Provost für Fakultätsgerechtigkeit am MIT arbeitet sie daran, mehr Frauen und Angehörige von Minderheiten zu rekrutieren und ihnen dabei zu helfen, ihre Karriere zu managen und voranzutreiben. Heute ist das Institut ein ganz anderer Ort als zu Beginn der 1970er Jahre, als es nur eine Handvoll Frauen an der Fakultät gab. Damals, sagt Liskov, sei sie nicht auf viele bewusste Vorurteile gestoßen, aber sie sei auf tief verwurzelte Annahmen gestoßen. Auf einer Party im Haus des Präsidenten, um die Neueinstellungen des Jahres zu begrüßen, näherte sich beispielsweise ein wichtiger Gast mit ausgestreckter Hand an Liskovs Ehemann und sagte: Willkommen am MIT. Die Schüler hielten sie manchmal für eine Sekretärin, und sie sagt, sie habe im Unterricht eine gewisse Anzahl von Tests durchlaufen.

Eine Frau in den Anfängen der Informatik zu sein, wäre für jemanden, der solchen Hindernissen mehr Aufmerksamkeit schenkte, schwierig gewesen, sagt Liskov. Und obwohl diese Barrieren sie nicht sehr störten, hielten gesellschaftliche Erwartungen sie davon ab, die Bedeutung ihrer Karriere anzuerkennen, bis ihre eigenen Forschungsinteressen zu reifen begannen.

Ich habe immer gedacht – auch nach meiner Promotion –, dass ich eine Weile arbeite und dann vielleicht aufhöre, sagt sie. Wenn ich eine Familie hatte, würde ich vielleicht aufhören. Irgendwann, während ich bei Mitre war, wurde mir klar, dass ich dazu nicht bereit sein würde. Ihr Ehemann, Nathan Liskov '60, ein Elektroingenieur, den sie 1970 heiratete, unterstützte diese Entscheidung auch nach Moses' Geburt im Jahr 1975.

Aber Liskov machte es zu einer Priorität, ein breites Spektrum an Interessen außerhalb des Arbeitsplatzes zu pflegen, darunter Gartenarbeit und das Lesen von Kriminalromanen (sie mag Tony Hillerman besonders). Ich habe meine Arbeitswoche so organisiert, dass ich sehr intensiv arbeite, aber wenn ich nach Hause gehe, höre ich auf, sagt sie.

Ihr Sohn bestätigt, dass sie nicht gearbeitet hat, wenn sie nicht am MIT oder in ihrem Büro zu Hause war. Sie verbrachte auch nicht viel Zeit am Computer zu Hause, obwohl der Haushalt 1983 recht früh seinen Anfang nahm. Fast alles, was Moses als Kind über Computer gelernt hat, stammt von seinem Vater, sagt er: Meine Mutter denkt sehr viel über Computer und mein Vater ist ein echter Benutzer von ihnen. Trotz ihres tiefen Verständnisses von Systemen und Methoden musste sie manchmal ihren Mann um Hilfe bitten, ein Dokument zum Drucken zu bringen.

Ihre Freunde haben sich in den letzten Jahren viel Mühe gegeben, damit Liskov den Beifall bekommt, den sie nie sucht. Guttag zum Beispiel ist überzeugt, dass sie den Turing Award vor einem Jahrzehnt hätte gewinnen können. Aber während Liskov für die Auszeichnung zutiefst dankbar ist, scheint ihr die Aufmerksamkeit manchmal unwohl zu sein. Ihr Sohn erinnert sich daran, wie sie ungläubig davon gesprochen hat, einen ganzen Arbeitstag damit verbringen zu müssen, für Bilder zu posieren. Sie ging mit ihrer Familie zum Abendessen aus, um die Verleihung der Auszeichnung im vergangenen Juni zu feiern, aber sie schien erleichtert, als der Aufruhr vorüber war und ihr erlaubte, zu der Forschung zurückzukehren, die sie immer angetrieben hat.

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