2007年2月21日美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)在紐約宣布：2006年度的圖靈獎(jiǎng)授予IBM的資深女院士弗朗西絲·愛倫（Frances E. Allen，1932-），表彰她在編譯器優(yōu)化的理論與實(shí)踐方面作出的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。

圖靈獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)主席 Ruzena Bajcsy說，“她的研究幾乎影響了計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展的整個(gè)歷程，使今天在商業(yè)和科技領(lǐng)域內(nèi)使用的許多計(jì)算技術(shù)成為可能。”

首位女性得主

圖靈獎(jiǎng)（Turing Award）獎(jiǎng)金數(shù)額不大，通常有10萬美元，但意義不凡，被業(yè)界公認(rèn)為計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)。它總是在下一年公布上一年的獲獎(jiǎng)名單，并利用年會(huì)舉行頒獎(jiǎng)儀式。

自1966年頒獎(jiǎng)以來，已有50位男性計(jì)算機(jī)科學(xué)家獲此殊榮。40年后才迎來第一位女性獲獎(jiǎng)?wù)?，這個(gè)時(shí)間實(shí)在來得太遲了。眾所周知，1901年開始頒發(fā)諾貝爾獎(jiǎng)，1903年居里夫人就成為第一位諾貝爾獎(jiǎng)的女性得主，她是該獎(jiǎng)項(xiàng)第3年度的第6位物理獎(jiǎng)得主。另外，我們知道1917年由著名報(bào)紙編輯和出版家約瑟夫·普利策出資設(shè)立的普利策獎(jiǎng)（Pulitzer Prizes），作為美國的一種新聞、文化的多項(xiàng)獎(jiǎng)金，也在1921年就迎來第一位女性得獎(jiǎng)?wù)邜鄣辖z·沃爾頓，僅過了4年。圖靈獎(jiǎng)則過了40年。

弗朗西絲·愛倫出生于紐約州北部一個(gè)奶牛場(chǎng)主家庭。當(dāng)年農(nóng)村的生活磨練了她追求新知識(shí)的強(qiáng)烈愿望，她說：“我在農(nóng)場(chǎng)的生活經(jīng)歷給了我許多癡迷于解決問題的自由?！?/p>

她最初的愿望是做一名教師，就讀于紐約州立阿爾班尼師范學(xué)院（現(xiàn)在的紐約州立大學(xué)阿爾班尼分校），畢業(yè)后又進(jìn)入密歇根大學(xué)獲得數(shù)學(xué)碩士學(xué)位。

臨近研究生畢業(yè)時(shí)，她需要償還學(xué)生貸款，而IBM公司可以解決這個(gè)困難。于是她1957年進(jìn)入IBM 沃森（Watson）研究中心工作。剛開始工作時(shí)，愛倫負(fù)責(zé)教工程師使用Fortran編程語言，當(dāng)時(shí)Fortran語言還是革命性的進(jìn)展。但編譯器十分原始，她很快便發(fā)現(xiàn)大有改進(jìn)的余地。

到現(xiàn)在半個(gè)世紀(jì)過去了。她也從當(dāng)年的“仙女”（Fair Ladies，IBM 1957年的招聘小冊(cè)子上印有她的照片）成為首位女性IBM院士（IBM Fellow，1989）和榮譽(yù)院士（Fellow Emeritus，2002）。

專注編譯優(yōu)化

從20世紀(jì)60年代開始，她就集中精力關(guān)注編譯優(yōu)化和高性能并行計(jì)算系統(tǒng)。許多人知道IBM公司的約翰·科克（John Cocke，1925-），卻不知道弗朗西絲·愛倫是誰。其實(shí)，他們都是IBM大型計(jì)算機(jī)及其編譯器研究的核心人物。20世紀(jì)60年代，愛倫與科克一起領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)了IBM的第一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)STRETCH系統(tǒng)，不僅親手實(shí)現(xiàn)了許多她提出的優(yōu)化算法，還實(shí)現(xiàn)了IBM的第一個(gè)優(yōu)化程序的符號(hào)調(diào)試器。我們知道，約翰·科克獲得了1987年度的圖靈獎(jiǎng)。

弗朗西絲·愛倫發(fā)表過一系列奠基性的論文。例如1969年的“程序優(yōu)化”，1970年的“控制流的分析”，1972年的“優(yōu)化變換的綱要”，1974年的“過程間的數(shù)據(jù)流分析”，1975年的“程序優(yōu)化的文獻(xiàn)列表”，1976年的“程序數(shù)據(jù)流分析的過程”，1980年的“實(shí)驗(yàn)編譯系統(tǒng)”，1981年的“操作強(qiáng)度的減弱”等，奠定了數(shù)據(jù)流分析、控制流分析、基于有向圖的程序優(yōu)化方法、過程間的分析等編譯器優(yōu)化的基礎(chǔ)。

20世紀(jì)80年代，弗朗西絲·愛倫進(jìn)行了并行轉(zhuǎn)換PTRAN (Parallel Translations)的開發(fā)，通過并行處理去獲得高性能的計(jì)算，讓用戶有能力訪問高性能計(jì)算機(jī)。她的研究工作為目前用于天氣預(yù)報(bào)、DNA匹配、分析情報(bào)的高速計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。

促進(jìn)并行計(jì)算

當(dāng)前，我們進(jìn)入了多核與多重處理的時(shí)代，這種在多個(gè)處理器上運(yùn)行軟件來提高系統(tǒng)速度和效率的方法，更具有特殊的現(xiàn)實(shí)意義。

大家知道，英特爾曾經(jīng)以不斷提高頻率的方式改進(jìn)芯片的性能，這使得功耗增加而散熱不良。于是提高頻率的方式受阻，轉(zhuǎn)而采用了多核的微體系結(jié)構(gòu)。它擴(kuò)展了率先在移動(dòng)奔騰處理器中提倡的高能效理念，并通過NetBurst微體系結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了改進(jìn)，這就是酷睿微體系結(jié)構(gòu)（Core 2），這一領(lǐng)先的高能效、低功耗、高性能和可擴(kuò)充的發(fā)展藍(lán)圖將成為未來服務(wù)器、臺(tái)式機(jī)和移動(dòng)多核處理器的基礎(chǔ)。展望未來，我們將可以在相同的硅核內(nèi)放置4倍或更多的內(nèi)核，這些內(nèi)核又都是非常節(jié)能的。我們根據(jù)實(shí)際情況對(duì)任務(wù)進(jìn)行拆分，使其同時(shí)在多個(gè)內(nèi)核上執(zhí)行，就可以大大提高計(jì)算機(jī)的性能。

我們看到，50年前弗朗西絲·愛倫開創(chuàng)的編譯器研究，她在多機(jī)系統(tǒng)中的廣泛經(jīng)驗(yàn)將直接影響到多核環(huán)境。這將有力地支持構(gòu)建、編譯、調(diào)試和優(yōu)化針對(duì)多核平臺(tái)的線程代碼?，F(xiàn)在已經(jīng)是改動(dòng)兩條獨(dú)立指令的執(zhí)行順序都可以對(duì)程序性能造成明顯影響的時(shí)代了。除全新的語言外，現(xiàn)有的語言也可以改進(jìn)為支持面向多核平臺(tái)的線程。這樣就既可以使用C++和Fortran等熟悉的語言來擴(kuò)展并行編程，也可以用支持全新硬件能力的新語言來開發(fā)多重應(yīng)用軟件。

愛倫的工作為今天創(chuàng)造多核的流程打下了基礎(chǔ)。大家熟悉的亂序執(zhí)行、分支預(yù)測(cè)、管道優(yōu)化、緩存優(yōu)化、自動(dòng)并行化、基于數(shù)據(jù)流的全局優(yōu)化……這些技術(shù)都需要復(fù)雜的分析。我們對(duì)編譯器應(yīng)該刮目相看了，舊時(shí)的編譯正在并行化中獲得新生。

酷愛旅游登山

愛倫于2002年退休，那年她獲得了愛達(dá)（Lovelace Ada）獎(jiǎng)。她一直致力于鼓勵(lì)女性從事計(jì)算機(jī)科學(xué)的教育項(xiàng)目。例如，美國有一個(gè)紀(jì)念格瑞斯·霍普的計(jì)算婦女大會(huì)（Grace Hopper Celebration of Women in Computing Conference），1994年第1次大會(huì)在華盛頓召開，后來1997年在圣何塞、2000年在麻省、2002年在溫哥華、2004年在芝加哥、2006年在圣迭戈，一共開過6次年會(huì)。今年10月將在佛羅里達(dá)舉行第7次年會(huì)，主題是“我發(fā)明未來（I Invent the Future）”。會(huì)上弗朗西絲·愛倫將成為大家矚目的中心，她將獲得格瑞斯·霍普獎(jiǎng)。我們相信，她的一系列獲獎(jiǎng)必將激勵(lì)女青年攀登計(jì)算機(jī)科學(xué)的高峰。

弗朗西絲·愛倫酷愛旅游、登山、冒險(xiǎn)。她是美國登山俱樂部及加拿大登山俱樂部的會(huì)員。她說：“登山讓我保持活力。我喜歡探險(xiǎn)一類的事情，我喜歡探索新方法，新空間以及世界遙遠(yuǎn)的角落。我已經(jīng)去過西藏高原，也曾游歷過不丹和蒙古。我喜歡觀察的，正是我們身邊這些奇妙之地。我喜歡挑戰(zhàn)，但這并不適合每個(gè)人?！?/p>

對(duì)于下一個(gè)旅游目的地，她說：“我準(zhǔn)備去一趟印度。我想利用這次得圖靈獎(jiǎng)的機(jī)會(huì)，讓我有一些改變，或者至少向人們帶去婦女也有成功機(jī)會(huì)，技術(shù)行業(yè)也有很好的發(fā)展機(jī)會(huì)的信息。因?yàn)椋艺J(rèn)為，我們正在接近一個(gè)計(jì)算機(jī)時(shí)代的開始?！?/p>