مارغريت هاميلتون: المهندسة التي أطلقت اسم البرمجيات

على بعد ثلاث دقائق من سطح القمر، بدأ حاسوب توجيه أبولو 11 (Apollo 11) يطلق الإنذارات. كان باز ألدرين (Buzz Aldrin) قد أصدر طلباً ثامناً لمهمة متزامنة إلى آلة مصممة يتعامل مع سبع مهام. كان يمكن إجهاض الهبوط هناك. لم يتم ذلك، لأن المرأة التي أدارت البرمجيات افترضت قبل سنوات أن شيئاً مشابهاً تماماً سيحدث، وكتبت حاسوب البرمجيات ليتخلص من عمله غير الأساسي بدلاً من الفشل. قالت لاحقاً: "لو لم يتعرف الحاسوب على هذه المشكلة ويتخذ إجراءات التعافي، لما شككت في أن أبولو 11 كان سيكون هبوطاً ناجحاً على القمر كما كان."

باولي، إنديانا

ولدت مارغريت إيلين هيفيلد (Margaret Elaine Heafield) في 17 أغسطس 1936 في باولي، إنديانا (Paoli, Indiana)، لأبويها كينيث (Kenneth) وراث إستر هيفيلد (Ruth Esther Heafield). انتقلت العائلة إلى ميشيغان، حيث تخرجت من مدرسة هانكوك الثانوية (Hancock High School) في عام 1954. كان والدها شاعراً وجدها ناظراً، ووجهتها الأسرة نحو الفلسفة بقوة قدر توجيهها نحو الرياضيات — وانتهى بها الأمر بدراسة كليهما. درست في جامعة ميشيغان (University of Michigan) في عام 1955، ثم انتقلت إلى كلية إيرلهام (Earlham College)، وحصلت على درجة البكالوريوس في الرياضيات مع تخصص فرعي في الفلسفة في عام 1958. وأعربت عن امتنانها لفلورنس لونغ (Florence Long)، التي ترأس قسم الرياضيات في إيرلهام، لتشجيعها نحو الرياضيات المجردة ومسيرة أكاديمية. تزوجت من جيمس كوكس هاميلتون (James Cox Hamilton) في يونيو 1958؛ وولت ابنتها لورين (Lauren) في العام التالي.

الطقس، الفوضى، اليونانية واللاتينية

كانت وظيفتها الأولى في الحوسبة مع إدوارد نورتون لورنز (Edward Norton Lorenz) في قسم الأرصاد الجوية بمعهد ماساتشوستس للتقنية (MIT) من منتصف عام 1959، حيث كتبت برمجيات التنبؤ بالطقس لأجهزة LGP-30 وPDP-1. اعترف لورنز لاحقاً بمساهمتها في العمل الذي أصبح نظرية الفوضى. من عام 1961 إلى عام 1963، في مختبر لينكون التابع لمعهد ماساتشوستس للتقنية (MIT Lincoln Laboratory)، برمجت النموذج الأولي AN/FSQ-7 لنظام الدفاع الجوي للبيئة الأرضية شبه الآلية (Semi-Automatic Ground Environment)، حيث تم تسليمها برنامجاً مستعصياً بشكل سيئ السمعة كُتبت تعليقاته باللغتين اليونانية واللاتينية — وأصبحت أول شخص يجعلها تعمل. تشابهت الوظيفتان في ميزة واحدة ستحدد هويتها: لقد مُنحت أنظمة لم يستطع أي شخص آخر جعلها تتصرف.

مختبر الأجهزة

في عام 1955 انضمت إلى مختبر الأجهزة بمعهد ماساتشوستس للتقنية (Instrumentation Laboratory)، الذي أصبح لاحقاً مختبر تشارلز ستارك دريبر (Charles Stark Draper Laboratory)، كأول مبرمجة — وأول مبرمجة أنثى — يتم توظيفها لمشروع أبولو. ارتفعت لتصبح مديرة قسم هندسة البرمجيات، المسؤولة عن برمجيات الطيران على متن حاسوب توجيه أبولو في كل من وحدة القيادة ووحدة الهبوط على القمر، وبعد ذلك لأنظمة سكاي لاب (Skylab). كان هذا رمزاً بلا فرصة ثانية: بلا تصحيحات، وبلا إعادة تشغيل على مسار الهبوط، وبلا طريقة للوصول إلى الآلة بمجرد مغادرتها لمنصة الإطلاق.

1202

كان رد هاميلتون هو التعامل مع الخطأ ليس كاستثناء بل كافتراض تصميمي. تضمنت برمجتها روتينيات اكتشاف الأخطاء والتعافي، والأهم من ذلك، مخطط "عرض الأولوية": عندما يكون الحاسوب محملاً بشكل زائد، فإنه سيتخلى عن المهام الأقل أولوية ويحافظ على الوظائف المطلوبة للهبوط. كما فكرت أيضاً في النصف البشري من الحلقة، حيث صممت الإجراء بحيث يعد رواد الفضاء الذين يصرون على رؤية عرض الأولوية حتى خمسة، مما يسمح بتأخير معالجة البرمجيات.

في 20 يوليو 1969، عملت الآلية تماماً كما صُممت. انطلقت الإنذارات، وتخلص الحاسوب مما يمكنه تحمل خسارته، وتعرف مهندس حاسوب مركز التحكم في المهام التابع لناسا جاك غارمان (Jack Garman) على الرموز وصرخ: "انطلق، انطلق!" هبطت النسر (Eagle).

تسمية تخصص

تُنسب إلى هاميلتون ترسيخ مصطلح "هندسة البرمجيات" (software engineering) خلال سنوات أبولو المبكرة. كان هدفها قضائياً بالقدر نفسه الذي كان وصفياً. أوضحت قائلة: "بدأت في استخدام مصطلح 'هندسة البرمجيات' للتمييز بينه وبين الأجهزة وأنواع الهندسة الأخرى، ومع ذلك أتعامل مع كل نوع من الهندسة كجزء من عملية هندسة النظم الشاملة". لم يتأثر أشخاص الأجهزة. وتذكرت قائلة: "لقد كانت مزحة مستمرة لفترة طويلة. لقد أحبوا المزاح معي بشأن أفكاري الراديكالية". هذه المزحة أصبحت الآن اسم صناعة توظف عشرات الملايين من الناس.

التطوير قبل الواقعة

قضت بقية حياتها المهنية في متابعة الأثر. في عام 1976 شاركت في تأسيس شركة البرمجيات ذات النظام الأعلى (Higher Order Software) مع سيدين زيلدين (Saydean Zeldin) لإضفاء الطابع الرسمي على طرق منع الأخطاء التي علمتها إياها أبولو؛ ودعم منتجهم USE.IT البرامج الحكومية بما في ذلك مكوك الفضاء (Space Shuttle) ومشاريع التصنيع بمساعدة الحاسوب للقوات الجوية (ICAM). في مارس 1986 أسست شركة هاميلتون للتكنولوجيا (Hamilton Technologies) في كامبريدج، ماساتشوستس، حيث طورت لغة الأنظمة الشاملة (Universal Systems Language) ومجموعة أدوات 001 حول نموذج أطلقت عليه اسم "التطوير قبل الواقعة" (development before the fact) — وهو الحجة القائلة بأنه يجب جعل الأخطاء مستحيلة في لحظة التصميم بدلاً من اصطيادها أثناء الاختبار.

وصل التقدير ببطء ثم دفعة واحدة: جائزة أوغوستا أدا لوفليس (Augusta Ada Lovelace Award) في عام 1986؛ جائزة ناسا الفضائية الاستثنائية (NASA Exceptional Space Act Award) في عام 2003، وهي الأكبر لفرد في تاريخ الوكالة بقيمة 37,200 دولار؛ وسام الحرية الرئاسي (Presidential Medal of Freedom) من باراك أوباما (Barack Obama) في عام 2016؛ جائزة زميل متحف تاريخ الكمبيوتر (Computer History Museum Fellow Award) في عام 2017؛ جائزة واشنطن (Washington Award) في عام 2019؛ والابداع في قاعة مشاهير الطيران الوطنية (National Aviation Hall of Fame) في عام 2022.

لماذا تُسمى مارغريت عبقرية

إن الموهبة هي انقلاب محدد لكيفية تفكير مجالها. في ستينيات القرن الماضي، وُفهمت البرمجيات على أنها تعليمات ينبغي أن تعمل، مع التعامل مع الأخطاء كحوادث مؤسفة يجب العثور عليها لاحقاً. تعاملت هاميلتون مع الفشل كهدف التصميم الأساسي: ماذا ينبغي أن يفعل النظام عندما تتوقف الافتراضات التي تحمله عن الاستمرار؟ عرض الأولوية هو أضحى قطعة أثرية لذلك العقل. إنه لا يمنع الحمل الزائد، والذي لا يمكن منعه؛ بل يقرر مسبقاً، في ظروف لم يختبرها أحد بعد، ما الذي يجب أن تكون الآلة مستعدة للتخلي عنه من أجل الاستمرار في القيام بالشيء الوحيد المهم. هذه خطوة فلسفية بالقدر نفسه الذي هي فيه خطوة تقنية. ادعاؤها الثاني هو التأليف المفاهيمي: تسمية "هندسة البرمجيات" أثناء السخرية منها أعادت تنظيم كيف تفهم مهنة كاملة نفسها.

المؤهلات الصادقة هي كالتالي. سجل تكريماتها، على اتساعه، لا يُظهر كلمة "عبقري" المطبقة رسمياً؛ بل يُظهر ميداليات للعواقب. إن إنقاذ أبولو 11 كان نظاماً، وليس عملاً منفرداً — فقد أطلقت برمجتها الإنذار، لكن كان على جاك غارمان التعرف على الرموز، وكان على مراقب الطيران أن يقول انطلق، واعتمد التصميم على رواد الفضاء الذين يتبعون إجراءً بشرياً. وقد تبنت الصناعة كلمتها بشكل كامل أكثر من طريقتها: "هندسة البرمجيات" عالمية، في حين يظل "التطوير قبل الواقعة" تخصصياً. يقع عبقريتها بشكل أفضل في تأطير للمشكلة نجا من كل أداة بنتها لحلها.

الإرث

الشيفرة التي أدارتها هي السبب وراء كون عبارة "إنذار 1202" انتصاراً وليست نقشاً على قبر. الميراث الأكبر هو الافتراض — الذي أصبح قياسياً لدرجة أنه أصبح غير مرئي — بأن البرمجيات هي شيء هندسي، ومحافظ عليه ضمن هوامش التسامح، ومتوقع منه الفشل برشاقة. لقد قدمت الاسم والبرهان العظيم الأول.