گریس شگفت‌انگیز؛ زنی از جنس کدها / از دریاسالاری در ارتش تا دریافت مدال ملی فناوری

امروز سیزدهم سپتامبر و 256امین روز از سال میلادی به‌عنوان روز جهانی «برنامه‌نویس» شناخته می‌شود. به همین مناسبت در ادامه یکی از مهم‌ترین و تأثیرگذارترین افراد در علوم کامپیوتر و برنامه‌نویسی را معرفی کرده‌ایم. گریس بروستر موری هاپر، دانشمند ریاضیات و علوم کامپیوتر اهل ایالات‌ متحده است که به‌خاطر نقش تأثیرگذارش در ساده‌سازی زبان‌های برنامه‌نویسی و نقش رهبری مادام‌العمر علوم کامپیوتر در جهان شناخته می‌شود. او در زمان حیاتش به دلیل نقش تأثیرگذارش در ساده‌سازی زبان برنامه‌نویسی برای همه کاربران و طراحی یک زبان پرکاربرد بالاترین مدال فناوری ایالات متحده را دریافت کرد.

گریس بروستر موری هاپر پیشگام علوم کامپیوتر و افسر نیروی دریایی ایالات‌متحده بود. او در سال 1930 و 1934 مدرک کارشناسی ارشد و دکترای خود را در رشته ریاضیات از دانشگاه ییل ایالات‌ متحده دریافت کرد. هاپر بیشتر به‌خاطر مشارکت‌های پیش‌روی خود در برنامه‌نویسی کامپیوتر، توسعه نرم‌افزار و طراحی و پیاده‌سازی زبان‌های برنامه‌نویسی شناخته می‌شود.

گریس بروستر موری در سال 1906 در شهر نیویورک متولد شد. پدرش صاحب یک شرکت بیمه بود. هاپر پس از دریافت مدرک کارشناسی ارشد خود در ریاضیات از دانشگاه ییل، همزمان با ادامه تحصیل در مقطع دکترا، تدریس ریاضیات را در کالج واسر (Vassar) آغاز کرد.

پس از بمباران پرل هاربر و ورود ایالات‌ متحده به جنگ جهانی دوم، هاپر تصمیم گرفت به جنگ بپیوندد. درخواست مشارکت او در جنگ ابتدا به دلیل سن و جثه کوچکش رد شد؛ اما در نهایت با اصرار زیاد برای کمک در امور جنگ برای پیوستن به نیروی دریایی ایالات‌ متحده (ذخیره زنان) پذیرفته شد. در دسامبر 1943 او از دانشیاری و تدریس در کالج واسر مرخصی گرفت و 60 روز آموزش فشرده را برای زنان در کالج اسمیت در نورث همپتون ایالت ماساچوست به پایان رساند.

هاپر پس از اخذ درجه ستوان جنیور از سوی مقامات نیروی دریایی ایالات‌ متحده به یک پروژه محاسباتی مربوط به کشتی‌ها در دانشگاه هاروارد پیوست. در آنجا به تیمی ملحق شد که روی ماشین‌حساب کنترل‌شده توالی خودکار آی‌بی‌ام، معروف به MARK I، اولین کامپیوتر الکترومکانیکی در ایالات‌ متحده کار می‌کرد. در آن زمان هاپر و همکارانش روی محاسبات فوق محرمانه و مهم جنگی مانند محاسبه مسیر موشک، ایجاد جدول برد برای اسلحه‌های ضد هوایی جدید و کالیبره‌کردن مین‌روب‌ها کار می‌کردند.

هاپر به‌عنوان یکی از سه کدگذار اول که اکنون به‌عنوان برنامه‌نویس شناخته می‌شوند، یک راهنمای 561صفحه‌ای برای کاربران MARK I نوشت.

پس از پایان جنگ، هاپر کرسی استادی کامل را در کالج واسر رد کرد تا به کار خود با کامپیوتر ادامه دهد و از سال 1946 تا 1949 به کار روی کامپیوترهای MARK II و MARK III تحت قراردادهای نیروی دریایی ادامه داد. او در پایان دوره سه‌ساله خود به‌عنوان محقق، هاروارد را ترک کرد زیرا در آن زمان هیچ موقعیت شغلی دائمی برای زنان در دانشگاه هاروارد وجود نداشت.

در سال 1949، هاپر به‌عنوان یک ریاضیدان ارشد به شرکت کامپیوتری Eckert-Mauchly در فیلادلفیا پیوست. این شرکت اولین کامپیوتر الکترونیکی (ENIAC) را طبق قراردادهای ارتش ساخته بود.

در اوایل دهه 1950 هاپر ایده برنامه‌نویسی خودکار را آغاز کرد و راه‌های جدیدی برای استفاده از رایانه برای کدنویسی کشف کرد. در سال 1952 او اولین کامپایلر به نام A-0 را توسعه داد که کدهای ریاضی را به کدهای قابل خواندن توسط ماشین ترجمه کرد. این اقدام هاپر گام مهمی جهت ایجاد زبان‌های برنامه‌نویسی مدرن در جهان به شمار می‌رفت.

در سال 1953، هاپر ایده نوشتن برنامه‌ها را با کلمات به‌ جای نمادها مطرح کرد، اما به او گفته شد ایده‌اش کارساز نخواهد بود. با این حال به کار روی یک کامپایلر انگلیسی‌زبان ادامه داد و در سال 1956 او و گروهش موفق به اجرای FLOW-MATIC یعنی اولین زبان برنامه‌نویسی که از دستورات کلمه استفاده می‌کرد، شدند.

برخلاف FORTRAN یا MATH-MATIC که از نمادهای ریاضی استفاده می‌کردند، FLOW-MATIC از کلمات انگلیسی معمولی استفاده می‌کرد و برای اهداف پردازش داده‌ها طراحی‌ شده بود. او همچنین نشان داد چگونه می‌توان برنامه‌ها را به زبان‌های مبتنی بر کلماتی به‌ جز انگلیسی نوشت.

پروژه هاپر برای ایجاد زبان‌های مبتنی بر کلمه به گسترش جامعه کاربران رایانه کمک کرد. در زمانی که شرکت‌های کامپیوتری محصولات خود را برای بخش خصوصی بازاریابی می‌کردند، دسترسی به رایانه‌ها برای افراد بدون پیش‌زمینه مهندسی یا ریاضی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار بود. هاپر با توسعه برنامه‌هایی که از دستورات کلمه به‌ جای نمادها استفاده می‌کردند، معتقد بود در این صورت افراد با رایانه‌ها راحت‌ترند؛ به‌ویژه برای اجرای برنامه‌های تجاری مانند حقوق و دستمزد.

هاپر در مصاحبه‌ای در سال 1980 در این خصوص گفته است: «چیزی که من در شروع زبان برنامه‌نویسی به دنبال آن بودم، این بود که گروه دیگری از مردم بتوانند به‌راحتی از رایانه استفاده کنند؛ من مدام خواستار زبان‌های کاربرپسندتر بودم.»

با افزایش تعداد زبان‌های کامپیوتری، نیاز به یک زبان تجاری استاندارد افزایش یافت. در سال 1959، هاپر در کنفرانس زبان‌های سیستم‌های داده (CODASYL) شرکت کرد که هدف آن توسعه یک زبان تجاری مشترک بود که در صنایع و بخش‌ها مورد استفاده قرار گیرد. حاصل مطالعات او در این حوزه، طراحی زبان کامپیوتری COBOL بود که مخفف «زبان تجاری رایج» است. اگرچه افراد زیادی در این تلاش مشارکت داشتند، هاپر به دلیل کارش در طراحی COBOL، توسعه کامپایلرها برای آن و تشویق به پذیرش گسترده آن شناخته شده است. در دهه 1970، COBOL پرکاربردترین زبان کامپیوتری در جهان بود.

هاپر در طول دوران حرفه‌ای خود در صنعت کامپیوتر، یک سرباز ذخیره نیروی دریایی باقی ماند. درحالی‌که زیردستانش به او لقب «گریس شگفت‌انگیز» را داده بودند بعد از 19 سال خدمت در نیروی دریایی ایالات‌ متحده برخلاف میل باطنی‌اش، در سال 1966 به دلیل محدودیت‌های سنی به‌عنوان یک دریاسالار بازنشسته شد و بعدها روز بازنشستگی خود را غم‌انگیزترین روز زندگی‌اش نامید.

با این‌ حال، تنها چند ماه بعد، او به خدمت فعال فراخوانده شد تا به استانداردسازی زبان‌ها و برنامه‌های رایانه‌ای نیروی دریایی کمک کند.

در همان سال بازنشستگی‌اش به‌عنوان مشاور ارشد در روابط عمومی یک شرکت تجهیزات دیجیتال مشغول به کار شد و تا زمان مرگش در سال 1992 در آن شرکت باقی ماند. هاپر با افتخارات کامل نظامی در گورستان ملی آرلینگتون به خاک سپرده شد.

او در زمان دریاسالاری خود بیش از چهل درجه افتخاری دریافت کرد و بسیاری از بورسیه‌ها، کرسی‌های استادی، جوایز و کنفرانس‌ها به‌ افتخار او نام‌گذاری شده است. در سال 1972 هاپر مدال صلیب Wilbur Lucius دانشگاه ییل را که به فارغ‌التحصیلان برجسته اهدا می‌شود دریافت کرد و نامش در سال 1973، به‌عنوان اولین زن و اولین آمریکایی عضو انجمن کامپیوتر بریتانیا ثبت شد.

هاپر در سال 1991 به‌عنوان اولین زن تاریخ ایالات‌ متحده مدال ملی فناوری را که بالاترین جایزه فناوری آمریکاست از جورج بوش پدر، رئیس‌جمهور وقت آمریکا دریافت کرد. بوش در مصاحبه‌ای درباره او گفته است: «دستاوردهای هاپر در توسعه زبان‌های برنامه‌نویسی رایانه‌ای، فناوری رایانه را ساده‌سازی کرد و درهای این فناوری را به روی جهان بسیار بزرگتری از کاربران گشود.»

نیروی دریایی ایالات‌ متحده در سال 1996 یک ناوشکن نظامی هدایت‌شونده را به نام هاپر نام‌گذاری کرد و در سال 2016 یعنی 24 سال پس از مرگش، مدال آزادی ریاست جمهوری، بالاترین افتخار غیرنظامی کشور را به‌ پاس «نقش رهبری مادام‌العمر خود در زمینهٔ علوم کامپیوتر» دریافت کرد.

هاپر نه‌تنها یک ریاضیدان و دانشمند درخشان کامپیوتر بود؛ بلکه در معلمی هم عملکرد درخشانی داشت و با اینکه سمت هیئت‌علمی خود را در کالج واسر ترک کرد تا به نیروی دریایی بپیوندد، تدریس بخش مهمی از زندگی او باقی ماند. در سال 1959، مدرس دانشکده مهندسی برق در دانشگاه پنسیلوانیا شد. در دهه‌های 1960 و 1970در پنسیلوانیا، دانشگاه جورج واشنگتن و برای نیروی دریایی ایالات‌ متحده به تدریس و سخنرانی پرداخت و در خارج از دانشگاه، کارگاه‌ها و کنفرانس‌های بی‌شماری برای ارتقای درک کامپیوتر و برنامه‌نویسی ترتیب داد.

هاپر در اظهارات خود پس از دریافت مدال ملی فناوری گفته است: «اگر از من بپرسید که به چه دستاوردی افتخار می‌کنم، پاسخ من همه جوانانی هستند که در این سال‌ها آموزش داده‌ام. این حتی مهم‌تر از نوشتن اولین کامپایلر است.»

استعداد هاپر به‌عنوان یک معلم به او کمک کرد با طیف گسترده‌ای از مخاطبان و متخصصان فنی، مهندسان، رهبران تجاری، پردازشگرهای داده، جوانان و عموم مردم ارتباط برقرار کند. او به متقاعد کردن مشتریان تجاری در مورد ارزش پذیرش فناوری‌های جدید کمک کرد و زندگی‌نامه‌نویسش، کورت بیر، او را به‌عنوان «سخنگوی صنعت کامپیوتر در حال تکامل» در دهه 1950 توصیف می‌کند.