TORIma Academy Logo TORIma Academy
Margaret Hamilton (software engineer)
العلوم

Margaret Hamilton (software engineer)

TORIma أكاديمي — مهندس البرمجيات

Margaret Hamilton (software engineer)

Margaret Hamilton (software engineer)

مارغريت إيلين هاميلتون (ني هيفيلد؛ من مواليد 17 أغسطس 1936) هي عالمة كمبيوتر أمريكية. قامت بإدارة قسم هندسة البرمجيات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ...

مارغريت إيلين هاميلتون (اسمها قبل الزواج هيفيلد، من مواليد 17 أغسطس 1936) هي عالمة كمبيوتر أمريكية متميزة. شغلت منصب مديرة قسم هندسة البرمجيات في مختبر الأجهزة بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، حيث كان لقيادتها دور فعال في تطوير برنامج الطيران على متن الطائرة لكمبيوتر أبولو التوجيه التابع لناسا، وهو أمر بالغ الأهمية لبرنامج أبولو. وفي وقت لاحق، أنشأت شركتين للبرمجيات: شركة High Order Software في عام 1976 وشركة Hamilton Technologies في عام 1986، وكلاهما يقعان في كامبريدج، ماساتشوستس.

مارغريت إيلين هاميلتون (née هيفيلد؛ وُلدت في 17 أغسطس 1936) هي عالمة كمبيوتر أمريكية. قامت بإدارة قسم هندسة البرمجيات في مختبر الأجهزة بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، حيث قادت تطوير برنامج الطيران على متن الطائرة لجهاز كمبيوتر أبولو التوجيهي التابع لناسا لبرنامج أبولو. أسست لاحقًا شركتي برمجيات، شركة Higher Order Software في عام 1976 وشركة Hamilton Technologies في عام 1986، وكلاهما في كامبريدج، ماساتشوستس.

تتضمن مجموعة أعمال هاملتون الواسعة أكثر من 130 ورقة بحثية وإجراءات وتقارير منشورة، إلى جانب المساهمات في ما يقرب من ستين مشروعًا وستة برامج مهمة. يعود لها الفضل في صياغة مصطلح "هندسة البرمجيات"، موضحًا غرضها على النحو التالي: "بدأت في استخدام مصطلح" هندسة البرمجيات "لتمييزها عن الأجهزة وأنواع الهندسة الأخرى، ومع ذلك أتعامل مع كل نوع من الهندسة كجزء من عملية هندسة الأنظمة الشاملة."

في 22 نوفمبر 2016، منح الرئيس باراك أوباما وسام الحرية الرئاسي لهاميلتون، تقديرًا لمساهماتها المحورية في تطوير برمجيات الطيران على متن الطائرة لمركبة أبولو مون التابعة لناسا. المهمات.

الحياة المبكرة والخلفية التعليمية

ولدت مارغريت إيلين هيفيلد في 17 أغسطس 1936 في باولي بولاية إنديانا، لوالديها كينيث هيفيلد وروث إستر هيفيلد (née Partington). بعد ذلك، انتقلت عائلتها إلى ميشيغان، حيث أكملت تعليمها الثانوي في مدرسة هانكوك الثانوية في عام 1954.

بدأت دراستها في الرياضيات في جامعة ميشيغان في عام 1955، ثم انتقلت بعد ذلك إلى كلية إيرلهام، وهي مؤسسة التحقت بها والدتها سابقًا. في عام 1958، حصلت على بكالوريوس الآداب في الرياضيات، مكملة بتخصص فرعي في الفلسفة. وهي تنسب الفضل إلى فلورنس لونج، التي ترأست قسم الرياضيات في إيرلهام، في تعزيز طموحها لمتابعة الرياضيات المجردة والعمل كأستاذة للرياضيات.

وترجع قرارها بدمج فرع الفلسفة في مساعيها الأكاديمية إلى تأثير والدها، الشاعر، وجدها، مدير المدرسة.

المسيرة المهنية

في البداية، أثناء وجوده في بوسطن، خطط هاميلتون لمتابعة دراساته العليا في الرياضيات المجردة في جامعة برانديز. ومع ذلك، بحلول منتصف عام 1959، بدأ هاميلتون العمل مع إدوارد نورتون لورينز في قسم الأرصاد الجوية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT). وتضمنت مسؤولياتها تطوير برامج للتنبؤ بالطقس، وذلك باستخدام أجهزة الكمبيوتر LGP-30 وPDP-1 في مشروع Marvin Minsky's Project MAC. كانت مساهماتها جزءًا لا يتجزأ من منشورات لورنز اللاحقة حول نظرية الفوضى، وهي حقيقة اعترف بها لورنز نفسه. خلال تلك الحقبة، لم تكن علوم الكمبيوتر وهندسة البرمجيات قد تم تأسيسها رسميًا بعد كتخصصات أكاديمية؛ وبالتالي، يكتسب المبرمجون عادةً مهاراتهم من خلال الخبرة العملية أثناء العمل. وفي صيف عام 1961، انتقلت إلى مشروع مختلف، ثم قامت بتعيين وتدريب إلين فيتر خلفًا لها.

مشروع SAGE

بين عامي 1961 و1963، كان هاميلتون منخرطًا في مشروع البيئة الأرضية شبه الأوتوماتيكية (SAGE) في مختبر لينكولن بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، حيث عمل كأحد المبرمجين المسؤولين عن تطوير البرمجيات للنموذج الأولي للكمبيوتر AN/FSQ-7 (XD-1)، والذي استخدمته القوات الجوية الأمريكية للكشف عن الطائرات المعادية المحتملة. بالإضافة إلى ذلك، قامت بتطوير برنامج لمبادرة تتبع الأقمار الصناعية في مختبرات أبحاث كامبريدج للقوات الجوية. نشأ مشروع SAGE كامتداد لمشروع Whirlwind، وهو مبادرة من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تهدف إلى إنشاء نظام كمبيوتر قادر على التنبؤ بأنماط الطقس ومراقبة مساراتها من خلال المحاكاة. تم تكييف SAGE لاحقًا للتطبيقات العسكرية في الدفاع الجوي المضاد للطائرات. روى هاميلتون:

ما اعتادوا فعله عندما انضممت إلى هذه المنظمة كمبتدئ، هو تعيين هذا البرنامج لك والذي لم يتمكن أحد من اكتشافه أو تشغيله. عندما كنت مبتدئًا أعطوني إياه أيضًا. وما حدث هو أنها كانت برمجة صعبة، وكان الشخص الذي كتبها سعيدًا بحقيقة أن جميع تعليقاته كانت باليونانية واللاتينية. لذلك تم تكليفي بهذا البرنامج وقمت بالفعل بتشغيله. حتى أنها طبعت إجاباتها باللغتين اللاتينية واليونانية. لقد كنت أول من نجح في ذلك.

إن مساعيها الناجحة في هذا المشروع جعلتها مرشحة قوية لدور المطور الرئيسي لبرنامج طيران أبولو في وكالة ناسا.

مختبر الأجهزة بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وتطوير حاسوب التوجيه أبولو

في عام 1965، أصبحت مارغريت هاملتون على علم بمشروع أبولو وسعت إلى المشاركة فيه، منجذبة إلى الاحتمال "المثير للغاية" لمبادرة استكشاف القمر. انضمت بعد ذلك إلى مختبر الأجهزة بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وهو الكيان المسؤول عن تطوير كمبيوتر التوجيه أبولو لبرنامج أبولو لاستكشاف القمر. ميزت هاميلتون نفسها باعتبارها المبرمجة الافتتاحية التي تم تعيينها لمشروع أبولو في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وأول مبرمجة في هذا المسعى، وفي النهاية صعدت إلى منصب مديرة قسم هندسة البرمجيات. شملت مسؤولياتها قيادة الفريق الذي قام بتطوير واختبار جميع البرامج الموجودة على متن الطائرة لوحدة القيادة والقمرية لمركبة أبولو الفضائية، وكذلك لمحطة سكاي لاب الفضائية اللاحقة. ركز جزء متميز من فريقها على تصميم وتنفيذ برامج الأنظمة، والتي تضمنت آليات الكشف عن الأخطاء الجسيمة والاسترداد مثل عمليات إعادة التشغيل وإجراءات واجهة العرض (المعروفة أيضًا باسم شاشات العرض ذات الأولوية)، والتي تم تصميمها وتطويرها بواسطة هاملتون. اكتسبت خبرة عملية خلال حقبة كانت فيها مناهج علوم الكمبيوتر الرسمية نادرة وكانت دورات هندسة البرمجيات غير موجودة.

تشمل خبرة هاملتون الواسعة نطاقًا واسعًا من التخصصات، بما في ذلك تصميم الأنظمة وتطوير البرمجيات، ونمذجة المؤسسات والعمليات، ونماذج التطوير، ولغات نمذجة الأنظمة الرسمية، والكائنات الموجهة نحو النظام لنمذجة الأنظمة وتطويرها، وبيئات دورة الحياة الآلية، ومنهجيات تحسين موثوقية البرامج وإعادة استخدامها، وتحليل المجال، وضمان الصحة من خلال خصائص اللغة المضمنة، تقنيات البنية المفتوحة للأنظمة القوية، والأتمتة الشاملة لدورة الحياة، وضمان الجودة، والتكامل السلس، وتقنيات الكشف عن الأخطاء والاسترداد المتقدمة، وأنظمة الواجهة بين الإنسان والآلة، وأنظمة التشغيل، وبروتوكولات الاختبار الشاملة، واستراتيجيات إدارة دورة الحياة المتطورة. تم تصميم هذه التقنيات المتكاملة لتعزيز موثوقية التعليمات البرمجية من خلال تسهيل التعرف المبكر على الأخطاء وتصحيحها أثناء عملية تطوير البرامج.

هبوط مركبة أبولو 11 على سطح القمر

خلال مرحلة حرجة من مهمة أبولو 11، نجح كمبيوتر التوجيه أبولو، بالتعاون مع برنامج الطيران الموجود على متنه، في منع إلغاء الهبوط على سطح القمر. قبل ثلاث دقائق تقريبًا من هبوط مركبة الهبوط على سطح القمر، تم تفعيل العديد من أجهزة إنذار الكمبيوتر. أشار مهندس البرمجيات روبرت ويلز إلى أن رائد الفضاء باز ألدرين بدأ طلبًا من الكمبيوتر لعرض الارتفاع والبيانات الأخرى ذات الصلة على شاشته. على الرغم من أن النظام تم تصميمه لاستيعاب سبعة برامج متزامنة، إلا أن مدخلات ألدرين شكلت البرنامج الثامن. أدى هذا الإجراء، الذي مارسه ألدرين بشكل متكرر في عمليات المحاكاة، إلى سلسلة من رموز الأخطاء غير المتوقعة أثناء الهبوط الفعلي. اعترض برنامج الطيران الموجود على متن الطائرة هذه الإنذارات، وقدم عروضًا "لم يكن من المفترض أن تحدث أبدًا" والتي قاطعت رواد الفضاء بإشعارات الإنذار ذات الأولوية. لقد توقع هاميلتون هذا السيناريو واستعد له على وجه التحديد قبل سنوات.

ذكر هاملتون بشكل متكرر آلية إضافية آمنة من الفشل. قدم نظام "عرض الأولويات" المبتكر الخاص بها خطرًا تبعيًا: إمكانية عدم التزامن بين رائد الفضاء والكمبيوتر أثناء فترات التشغيل الحرجة. عندما تم إطلاق الإنذارات وحلت عروض الأولوية محل العروض القياسية، حدث الانتقال الأساسي إلى برامج جديدة بوتيرة توصف بأنها "أبطأ خطوة" من الأنظمة المعاصرة.

لقد قام هاميلتون بتحليل هذه المشكلة المحتملة على نطاق واسع. أشار تحليلها إلى أنه إذا تفاعل رائد فضاء، مثل ألدرين، مع عرض الأولوية بسرعة كبيرة، فقد يستمر النظام في تسجيل استجابة "طبيعية". وكان الحل الذي توصلت إليه عبارة عن تعليمات إجرائية: عند ظهور عرض الأولوية، يجب على رائد الفضاء أن يعد أولاً إلى خمسة.

وفقًا لبعض التقارير، تم إطلاق الإنذارات بواسطة رواد الفضاء الذين تركوا مفتاح رادار الالتقاء نشطًا عن غير قصد؛ ومع ذلك، فإن هذا التأكيد بشأن التنشيط غير المقصود للرادار يطعن فيه روبرت ويلز من المتحف الوطني للحوسبة. واجه الكمبيوتر حملاً زائدًا من المقاطعات، والذي نتج عن تزويد رادار الالتقاء بالمركبة بالطاقة بشكل غير صحيح. أشارت إنذارات البرنامج إلى "تجاوزات تنفيذية"، مما يشير إلى أن كمبيوتر التوجيه غير قادر على تنفيذ جميع المهام المخصصة له في الوقت الفعلي، وبالتالي اضطر إلى تأجيل بعض العمليات. استفاد فريق هاميلتون من الجهاز التنفيذي غير المتزامن، الذي صممه في الأصل جيه هالكومب لانينج، لتطوير برنامج الطيران غير المتزامن.

يتضمن برنامج الطيران تقنيات متقدمة للكشف عن الأخطاء والاسترداد، مثل إعادة التشغيل على مستوى النظام من "مكان آمن" ووظائف اللقطة/الاستعادة. سهلت هذه القدرات تطوير إجراءات واجهة العرض (المعروفة أيضًا باسم شاشات العرض ذات الأولوية)، والتي، جنبًا إلى جنب مع ميزات "الرجل في الحلقة"، يمكن أن تقاطع شاشات عرض المهام القياسية لرواد الفضاء لتقديم إنذارات الطوارئ الحرجة. اعتمدت هذه الوظيفة على تعيين أولوية فريدة لكل عملية برمجية، مما يضمن التنفيذ الزمني والمتسلسل الدقيق لجميع الأحداث.

تم تصميم نظام الإنذار ذو الأولوية الخاص بهاميلتون ليتجاوز شاشات عرض رواد الفضاء القياسية أثناء حالات الطوارئ، ويقدم معلومات مهمة مكنت من اتخاذ قرار "الانطلاق/عدم الانطلاق" فيما يتعلق بالهبوط. خلال حادثة خطيرة، قام جاك جارمان، مهندس الكمبيوتر في ناسا في مركز التحكم بالمهمة، بتفسير رسائل الخطأ التي تنقلها شاشات الأولوية بدقة، مما سمح بمواصلة المهمة بعلامة التعجب، "انطلق، انطلق!" أشاد بول كيرتو، أحد كبار التقنيين الذي رشح هاميلتون لاحقًا لجائزة قانون الفضاء التابع لناسا، بمساهماتها باعتبارها "الأساس لتصميم برمجيات موثوق للغاية".

قامت هاملتون بعد ذلك بتوثيق وجهة نظرها حول الحادث:

تم تصميم برنامج النظام لاكتشاف حالة التحميل الزائد، مما يشير إلى طلب مهام أكثر مما يمكن تنفيذه على النحو الأمثل. عند اكتشافه، أطلق إنذارًا يشير إلى رائد الفضاء، "أنا حاليًا مثقل بالمهام وسأعطي الأولوية فقط للمهام الأكثر أهمية"، أي، تلك الضرورية للهبوط. وبعيدًا عن مجرد التعرف على الأخطاء، فقد قام البرنامج بدمج مجموعة شاملة من برامج الاسترداد. في هذه الحالة المحددة، تضمنت استجابة البرنامج إلغاء تنشيط المهام ذات الأولوية المنخفضة وإعادة إنشاء وظائف ذات أولوية أعلى. ولو فشل النظام في تحديد هذه المشكلة وبدء عملية التعافي، لكان الهبوط الناجح لمركبة أبولو 11 على سطح القمر معرضًا للخطر بشكل كبير.

مشاريع ريادة الأعمال

في عام 1976، شارك هاميلتون في تأسيس برنامج High Order Software (HOS) مع سايديان زيلدين، بهدف تطوير مفاهيم منع الأخطاء والتسامح مع الأخطاء المستمدة من عملهما في برنامج أبولو في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. قاموا بعد ذلك بتطوير USE.IT، وهو منتج يرتكز على منهجية HOS التي تم صياغتها في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. وجد هذا المنتج تطبيقًا ناجحًا في العديد من المبادرات الحكومية، ولا سيما مشروع إضفاء الطابع الرسمي على C-IDEF وتنفيذه، وهو تكرار آلي لـ IDEF، وهي لغة نمذجة أنشأتها القوات الجوية الأمريكية ضمن مشروع التصنيع المتكامل بمساعدة الكمبيوتر (ICAM). في عام 1980، اقترح عالم الكمبيوتر البريطاني الإسرائيلي ديفيد هاريل لغة برمجة منظمة مشتقة من HOS، مؤطرة بمنظور الأهداف الفرعية AND/OR. علاوة على ذلك، تم توظيف HOS من قبل باحثين آخرين لإضفاء الطابع الرسمي على دلالات محددات الكم اللغوية وإنشاء تصميمات صارمة للأنظمة المدمجة الموثوقة في الوقت الفعلي.

عملت هاميلتون كرئيس تنفيذي لشركة HOS حتى عام 1984، وتركت الشركة في عام 1985. وفي مارس 1986، أسست شركة Hamilton Technologies, Inc. في كامبريدج، ماساتشوستس. يتمحور هذا الكيان الجديد حول لغة الأنظمة العالمية (USL) والبيئة الآلية المصاحبة لها، 001 Tool Suite، وكلاهما يعتمد على نموذج "التطوير قبل الحقيقة" لتصميم الأنظمة الشاملة وهندسة البرمجيات.

التأثير الدائم

يشتهر هاملتون على نطاق واسع بصياغة مصطلح "هندسة البرمجيات". وقامت بعد ذلك بتوضيح نشأة هذه التسمية:

في البداية، كان هذا المصطلح غير مألوف في مجالنا المهني. وظل الأمر موضوعًا للمزاح لفترة طويلة، حيث كان زملائي كثيرًا ما يضايقونني بشأن مفاهيمي غير التقليدية. وحدثت لحظة محورية عندما أكد أحد خبراء الأجهزة الذي يحظى باحترام كبير علنًا في أحد الاجتماعات أن تطوير البرمجيات يستحق الاعتراف به باعتباره تخصصًا هندسيًا، مشابهًا لهندسة الأجهزة. لم ينبع هذا القبول من اعتماد المصطلحات الجديدة فحسب، بل من الاعتراف الجماعي بأن عملنا قد أثبت نفسه كمجال هندسي مشروع.

خلال بعثات أبولو الأولية، عندما قدم هاميلتون مصطلح "هندسة البرمجيات"، كان تخصص تطوير البرمجيات يفتقر إلى الاعتراف والمكانة العلمية الممنوحة للمجالات الهندسية الأخرى. كان هدف هاميلتون هو تأسيس تطوير البرمجيات كنظام هندسي مشروع. وفي وقت لاحق، حققت "هندسة البرمجيات" احترامًا مماثلاً للتخصصات التقنية الأخرى. احتفل إصدار سبتمبر/أكتوبر 2018 من IEEE Software بالذكرى الخمسين لهندسة البرمجيات. ناقشت هاملتون التأثير العميق لـ "الأخطاء" على مساعيها في مجال هندسة البرمجيات، ولا سيما كيف يمكن للغتها المطورة، USL، أن تخفف من معظم "أخطاء" النظام. يهدف تصميم USL إلى منع غالبية الأخطاء الناتجة عن التطوير الأولي للنظام، وبالتالي تقليل الاعتماد على اختبارات ما بعد التطوير الشاملة. تجربتها خلال مهمة أبولو، والتي أدت إلى صياغتها لنظرية رياضية للأنظمة والبرمجيات، كانت بمثابة مصدر إلهام لإنشاء USL. وقد حافظت هذه المنهجية على تأثير كبير في مجال هندسة البرمجيات. سلط روبرت ماكميلان، الذي يكتب لمجلة Wired، الضوء على مساهمتها في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، مشيرًا إلى أنها "ساعدت في إنشاء المبادئ الأساسية في برمجة الكمبيوتر حيث عملت مع زملائها في كتابة التعليمات البرمجية لأول كمبيوتر محمول في العالم." تمتد ابتكارات هاميلتون إلى ما هو أبعد من دورها المحوري في المهام القمرية. وأكدت كارين تيجان بادير من موقع Wired أيضًا أن هاملتون، جنبًا إلى جنب مع جريس هوبر، مخترعة لغة COBOL ورائدة أخرى في مجال البرمجة، تستحق تقديرًا كبيرًا لتسهيل دخول المرأة ونجاحها في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات مثل البرمجيات.

إحياء الذكرى

في عام 2017، تم إصدار مجموعة LEGO "نساء ناسا"، بما في ذلك مجسمات مصغرة لهاملتون، ورائدي الفضاء ماي جيميسون وسالي رايد، ونانسي غريس رومان، رئيسة قسم علم الفلك الافتتاحية في ناسا. اقترحت مايا وينستوك المجموعة في الأصل لتكريم مساهمات هؤلاء النساء في تاريخ ناسا. يعيد قسم هاميلتون داخل المجموعة بشكل ملحوظ إنشاء صورتها الشهيرة التي التقطت عام 1969، وتصورها جنبًا إلى جنب مع مجموعة كبيرة من قوائم البرامج الخاصة بها.

في عام 2019، احتفالًا بالذكرى الخمسين لهبوط أبولو، كرمت Google هاميلتون من خلال تكوين المرايا في مرفق إيفانباه للطاقة الشمسية لعرض صورة لها وأبولو 11 باستخدام ضوء القمر.

شخصية مارجو ماديسون، مهندسة خيالية في وكالة ناسا. ظهرت في سلسلة التاريخ البديل For All Mankind، وهي مستوحاة من هاملتون.

الأوسمة

منشورات مختارة

Çavkanî: Arşîva TORÎma Akademî

حول هذه المقالة

معلومات عن Margaret Hamilton (software engineer)

دليل موجز عن حياة Margaret Hamilton (software engineer) وأبحاثه واكتشافاته وأثره العلمي.

وسوم الموضوع

معلومات عن Margaret Hamilton (software engineer) من هو Margaret Hamilton (software engineer) حياة Margaret Hamilton (software engineer) أبحاث Margaret Hamilton (software engineer) اكتشافات Margaret Hamilton (software engineer) إسهاماته العلمية

عمليات بحث شائعة حول هذا الموضوع

  • من هو Margaret Hamilton (software engineer)؟
  • ماذا اكتشف Margaret Hamilton (software engineer)؟
  • ما إسهامات Margaret Hamilton (software engineer) العلمية؟
  • لماذا يُعد Margaret Hamilton (software engineer) مهمًا؟

أرشيف التصنيف

أرشيف العلم والمعرفة

اكتشف عالم العلم والمعرفة الواسع من خلال مجموعتنا الشاملة من المقالات والشروحات. تعمق في المفاهيم الأساسية، النظريات المعقدة، والاكتشافات الرائدة في شتى المجالات العلمية. ستجد هنا محتوى غنيًا وموثوقًا يثري فهمك ويفكك

الرئيسية العودة إلى العلوم