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原创:程序员的那些事(id:iProgrammer)
登月 50 周年
宇航员的一小步,人类的一大步
人类登月 50 周年纪念日到了。1969 年 7 月 19 日,阿波罗 11 号带着 3 个宇航员,实现了人类首次登月。
在今天 GitHub 趋势榜上,排第一的就是阿波罗 11 号制导计算机的指令模块和登月模块原始汇编代码。
补充:这个代码仓库不是最近才发布在 GitHub 的,至少有 3 年了。

首次成功登月背后的女程序员
Margaret Hamilton 是阿波罗 11 号飞船的制导软件的主要开发者。下面照片中,她旁边一大摞齐人高的资料,就是飞船制导软件代码清单。(PS:「软件工程」这个术语也是由她提出的。)

2019 年,Margaret 已经是 82 岁高龄了。
最近,英国《卫报》发了一篇她的访谈文章,回顾了她在计算机领域开创性的工作。「程序员的那些事」摘编如下:

问:你是如何进入软件工程领域的?那时候还没有计算机科学学位…

答:我在 1958 年结婚,那时我刚从印第安纳州的厄尔汉姆学院(Earlham College)主修数学辅修哲学毕业。我们都有助教去读研究生,我是抽象数学的,我丈夫是化学的。但与此同时,我在高中教了一年书,我们有了女儿,我丈夫决定要去哈佛上法学院。我就在附近的麻省理工学院(MIT)找到了一份养家糊口的工作。

我是在混沌理论之父爱德华·洛伦茨教授的实验室里。他那时候正在研究一个预测天气的系统,他在找一些数学专业的助手。
为了照顾我们的女儿,我们雇了一个保姆。在实验室,我知道了计算机是什么,以及如何编写软件。
那时候,计算机科学和软件工程还不是一门学科。相反,程序员都从工作中成长学习的。洛伦茨对软件实验的热爱具有传染,我也染上了这个毛病。
问:你是如何在 1964 年加入阿波罗计划的?

答:我后来转到 MIT 的林肯实验室(Lincoln Laboratory)编写探测敌机的软件。

MIT 仪器实验室正在寻找能开发“送人登月”软件的人。该实验室已经收到美国宇航局的合同,为阿波罗项目建造机载飞行软件,实验室已经被选中设计计算机硬件。
当我丈夫看到报纸上的广告时,我正打算继续读研。我是被这个纯粹的想法和从未有人做过的事实所吸引。
我是第一个加入的程序员,也是他们招的第一个女性。已经有男性工程师在做这个项目,不过他们是硬件工程师,软件不是他们的专长。我有软件开发的背景了。我想实验室认为我能处理未知的事情。

问:你首先为无人的阿波罗任务开发软件。但你逐渐被提升为开发载人飞船软件的团队的负责人,包括阿波罗11号。你的工作需要做什么?

答:飞船上有两台机载电脑,一台在哥伦比亚号指令舱,另一台在鹰号登月舱。我们的任务包括开发在每个系统上运行的软件,以及它们共享的系统软件。

起初,没有人认为软件有什么大不了的。但后来他们开始意识到他们是多么依赖它。随着团队的壮大,我的团队中大约有 100 名软件工程师。

人命关天的事,我们的软件需要非常可靠,它需要能够检测错误,并在任务期间随时从错误中恢复。所有这些都必须适合硬件。

问:你作为一名软件工程师,和母亲的生活是否发生过冲突?

答:通常在晚上或周末,我会带着年幼的女儿劳伦一起去上班。

有一天,当我在模拟月球任务时,她和我在一起,她喜欢模仿我扮演宇航员。她开始敲击键盘,突然模拟开始了。然后她按下其他键,模拟就崩溃了。她选择了一个应该在发射前运行的程序,那时她已经“在去往月球的路上”了。

电脑的空间非常小,它已经抹去了把她带到月球上的导航数据。我想:「天哪,在真正的任务中,这可能会在不经意间发生。」
我建议修改程序,以防止在飞行中触发发射前程序。但 MIT 和 NASA 的高层表示,宇航员训练有素,不会犯这样的错误。

不过在接下来的任务(阿波罗 8 号)中途,就有一名宇航员不小心做了和劳伦完全一样的事情。它造成了很大的破坏,需要重新配置任务。在那之后,他们同意我修改程序。
(2016年,Margaret 被奥巴马授予总统自由勋章)
补注:总统自由勋章是美国最高荣誉的文职勋章,向在科学、文化、体育和社会活动等领域作出杰出贡献的平民颁发。由美国总统一年一度颁发,与国会金质奖章并列为美国最高的平民荣誉。受奖者不一定是美国公民。
问:宇航员因登月而获得最高荣誉,但他们是在你创建的「机载紧急情况系统」的帮助下才做到的。正如奥巴马总统所说:“我们的宇航员没有太多时间,但谢天谢地,他们有 Margaret Hamilton。”
答:就在宇航员即将着陆时,机载紧急情况系统的的优先级显示器发出警报,提醒他们有突发情况,电脑超载了。
当时我站在 MIT 的监控室里,就知道了这件事。我们随后分析发现,那就是雷达开关在错误的位置,它占用了处理能力。
很快大家就明白了,(机载紧急情况系统)这个软件不仅是在告诉大家存在一个与硬件相关的问题,而且是在修正这个问题——重新启动并重新建立最高优先级的任务。错误检测和恢复机制发挥了作用。
当宇航员他们顺利着陆时,完全是一种解脱。宇航员们都很安全,软件也运行得很好。
(程序员的那些事 补充:关注上面这个提问,是在最后着陆之前发出了警报,我在维基百科上找到了更为完整的解释。)

问:据我所知,在计算机编程的早期,女性的比例相当高。这曾被认为是女性的工作。这就是你的经历吗?
答:编程从来没有被认为是女性的工作,至少在我参与的许多项目中并非如此。Human Computers 大多是手工计算的女性,也有使用计算机的女性(比如 Marchant 机器),但她们不是程序员,她们不编写软件。
当我第一次来到阿波罗项目时,还没有其他女性在写软件。后来几年内有一些女程序员加入。确实有一些为我工作,但不是很多。更多的是男程序员咯。
问:你当男工程师的老板/领导,会不会让他们感到烦恼?
当我接手时,一位高层领导说他毫不怀疑我能胜任这份工作,但他担心团队中的人可能会反抗。不过他们没有。
最重要的是,我们献身于各项任务,肩并肩地努力解决具有挑战性的问题,并在关键的最后期限前完成任务。
我也很幸运,有一个非常现代的丈夫,尤其是在那个年代。有些男性是懂得平等。
问:你发明了“软件工程”这个术语,或者至少让它流行起来。为什么需要一个新名字?
在阿波罗计划的早期,软件并不像其他工程学科那样受到重视。尽管事实上我们有一个复杂的系统,但我们没有得到一个合法的「名分」。
出于绝望,我想出了这个术语,「嘿,我们也在搞工程。」这是一个持续了很长时间的笑话。
后来有一天在一次会议上,一位最受尊敬的硬件专家向所有人解释说,他同意我的观点。构建软件的过程,也应该像硬件一样被认为是一门工程学科。那是一个难忘的时刻。

问:有一张你的著名照片,是你站在阿波罗11号代码清单,这些打印出来的代码几乎比你还高。最近,这张图片与 Katie Bouman 的硬盘合影照并列在一起讨论。凯蒂·布曼是一位科学家,她帮助开发了创造出有史以来第一张黑洞图片的算法。你还记得你拍的照片吗?你对这种比较是怎么看的?
答:那张照片是由一位 MIT 摄影师在阿波罗 11 号任务期间拍的,当时他要把这张照片寄给报纸。我们忘乎所以,拿起办公室里所有的阿波罗的代码列表,摞起来了。我正扶着别让它倒掉。
我不认为这种比较是件坏事。至少他们没有把我们藏起来。Katie 必须要和网上那些尖酸刻薄的评论斗争。从某些方面来说,现在的情况对女性来说更糟。(程序员的那些事 注:Margerret 的意思是,相对比她那个年代,在互联网时代,对女性的负面评论更容易扩散。)
问:对那些想从事编程工作的年轻女性,你有什么建议?
答:不要让恐惧阻碍你,不要害怕说“我不知道”或“我不明白”,没有问题才是愚蠢的。不要总是听那些所谓的专家的话!
阿波罗 11 号的实时旅程
根据人类登月的历史事件的真实资料,有个程序员做了一个牛叉网站:Apollo 11
in real time。
从当年 7 月 16 日发射倒计时 1 分钟开始,让你感受首次登陆月球的实时旅程。
网址:https://apolloinrealtime.org/11/
该站引用的视频源自油管,所以需要梯子;
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