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Margaret Hamilton (ingeniera de software)

Margaret Elaine Hamilton ( née  Heafield ; nacida el 17 de agosto de 1936) es una científica informática estadounidense . Fue directora de la División de Ingeniería de Software del Laboratorio de Instrumentación del MIT , que desarrolló el software de vuelo a bordo para el programa Apolo de la NASA . Más tarde fundó dos empresas de software: Higher Order Software en 1976 y Hamilton Technologies en 1986, ambas en Cambridge, Massachusetts .

Hamilton ha publicado más de 130 artículos, actas e informes, cerca de sesenta proyectos y seis programas importantes. Ella acuñó el término " ingeniería de software ", afirmando: "Comencé a utilizar el término 'ingeniería de software' para distinguirla de la ingeniería de hardware y otros tipos de ingeniería, pero traté cada tipo de ingeniería como parte del proceso general de ingeniería de sistemas". [1] [2] [3]

El 22 de noviembre de 2016, Hamilton recibió la Medalla Presidencial de la Libertad del presidente Barack Obama por su trabajo que condujo al desarrollo del software de vuelo a bordo para las misiones Apollo a la Luna de la NASA. [4]

Vida temprana y educación

Margaret Elaine Heafield nació el 17 de agosto de 1936 en Paoli, Indiana , [5] hija de Kenneth Heafield y Ruth Esther Heafield ( de soltera  Partington ). [6] [7] La ​​familia luego se mudó a Michigan , [8] donde Margaret se graduó de Hancock High School en 1954. [6]

Estudió matemáticas en la Universidad de Michigan en 1955 antes de transferirse al Earlham College , donde su madre había sido estudiante. [9] [10] Obtuvo una licenciatura en matemáticas con una especialización en filosofía en 1958. [9] [11] Cita a Florence Long, la jefa del departamento de matemáticas en Earlham, como alguien que la ayudó con su deseo de dedicarse a las matemáticas abstractas y convertirse en profesora de matemáticas. [12]

Ella dice que su padre poeta y su abuelo director de escuela la inspiraron a incluir una especialización en filosofía en sus estudios. [13]

Carrera

En Boston, Hamilton inicialmente tenía la intención de inscribirse en estudios de posgrado en matemáticas abstractas en la Universidad Brandeis . [6] Sin embargo, a mediados de 1959, Hamilton comenzó a trabajar para Edward Norton Lorenz , en el departamento de meteorología del MIT . [14] Desarrolló software para predecir el clima, programando en las computadoras LGP-30 y PDP-1 en el Proyecto MAC de Marvin Minsky . [15] [16] [17] Su trabajo contribuyó a las publicaciones de Lorenz sobre la teoría del caos . En ese momento, la informática y la ingeniería de software aún no eran disciplinas establecidas; en cambio, los programadores aprendían en el trabajo con experiencia práctica. [18] Pasó a otro proyecto en el verano de 1961, y contrató y entrenó a Ellen Fetter como su reemplazo. [14]

Proyecto SAGE

De 1961 a 1963, Hamilton trabajó en el Proyecto Semi-Automatic Ground Environment (SAGE) en el Laboratorio Lincoln del MIT , [16] donde fue una de las programadoras que escribió el software para el prototipo de computadora AN/FSQ-7 (la XD-1) , utilizada por la Fuerza Aérea de los EE. UU. para buscar aeronaves posiblemente hostiles. [5] También escribió software para un proyecto de seguimiento por satélite en los Laboratorios de Investigación de la Fuerza Aérea de Cambridge . [16] El Proyecto SAGE fue una extensión del Proyecto Whirlwind , iniciado por el MIT para crear un sistema informático que pudiera predecir los sistemas meteorológicos y rastrear sus movimientos utilizando simuladores. SAGE pronto se desarrolló para uso militar en defensa aérea antiaérea. Hamilton dijo:

Lo que solían hacer cuando uno entraba en esta organización como principiante era asignarle un programa que nadie era capaz de entender ni de hacer funcionar. Cuando yo era principiante, también me lo dieron a mí. Y lo que había sucedido era que era una programación complicada, y la persona que la había escrito se deleitaba con el hecho de que todos sus comentarios estuvieran en griego y latín. Así que me asignaron este programa y logré que funcionara. Incluso imprimía sus respuestas en latín y griego. Yo fui el primero en lograr que funcionara. [19]

Fueron sus esfuerzos en este proyecto los que la convirtieron en candidata para el puesto en la NASA como desarrolladora principal del software de vuelo Apollo. [6]

Laboratorio de Instrumentación del MIT y el ordenador de guía del Apolo

Hamilton en 1969, de pie junto a listados del software que ella y su equipo del MIT produjeron para el proyecto Apollo [20]
Hamilton durante su etapa como diseñadora principal del software de vuelo del Apolo [21]

Hamilton se enteró del proyecto Apolo en 1965 y quiso involucrarse debido a que era "muy emocionante" como programa lunar. [22] Se unió al Laboratorio de Instrumentación del MIT , que desarrolló la Computadora de Guía Apolo para el programa de exploración lunar Apolo . Hamilton fue la primera programadora contratada para el proyecto Apolo en el MIT y la primera programadora mujer en el proyecto, [22] [23] y más tarde se convirtió en Directora de la División de Ingeniería de Software. [24] Fue responsable del equipo que escribió y probó todo el software de a bordo en vuelo para el Módulo de Comando y Lunar de la nave espacial Apolo y para la posterior estación espacial Skylab . [25] [26] [18] Otra parte de su equipo diseñó y desarrolló el software de sistemas. [27] Esto incluía software de detección y recuperación de errores como reinicios y las Rutinas de Interfaz de Pantalla (también conocidas como Pantallas Prioritarias), que Hamilton diseñó y desarrolló. [28] Trabajó para ganar experiencia práctica durante una época en la que los cursos de informática eran poco comunes y los cursos de ingeniería de software no existían. [18]

Sus áreas de especialización incluyen: diseño de sistemas y desarrollo de software , modelado empresarial y de procesos , paradigma de desarrollo, lenguajes de modelado de sistemas formales , objetos orientados a sistemas para modelado y desarrollo de sistemas, entornos de ciclo de vida automatizados, métodos para maximizar la confiabilidad y reutilización del software , análisis de dominio , corrección por propiedades de lenguaje integradas, técnicas de arquitectura abierta para sistemas robustos, automatización completa del ciclo de vida, garantía de calidad , integración perfecta, técnicas de detección y recuperación de errores , sistemas de interfaz hombre-máquina , sistemas operativos , técnicas de prueba de extremo a extremo y técnicas de gestión del ciclo de vida. [18] [20] Estas técnicas están destinadas a hacer que el código sea más confiable porque ayudan a los programadores a identificar y corregir errores antes en el proceso de desarrollo.

Aterrizaje del Apolo 11

En uno de los momentos críticos de la misión Apolo 11 , el Apollo Guidance Computer , junto con el software de vuelo de a bordo, evitaron un aborto del aterrizaje en la Luna. Tres minutos antes de que el módulo lunar alcanzara la superficie lunar, se activaron varias alarmas de la computadora. Según el ingeniero de software Robert Wills, Buzz Aldrin introdujo los códigos para solicitar que la computadora mostrara la altitud y otros datos en la pantalla de la computadora. El sistema fue diseñado para soportar siete programas en ejecución simultánea, pero la solicitud de Aldrin fue la octava. Esta acción fue algo que solicitó muchas veces mientras trabajaba en el simulador. El resultado fue una serie de códigos de error inesperados durante el descenso en vivo. El software de vuelo de a bordo capturó estas alarmas con las "pantallas que nunca se suponía que sucedieran" interrumpiendo a los astronautas con pantallas de alarma prioritarias. [29] Hamilton se había preparado para esta situación años antes:

Había otra medida de seguridad que a Hamilton le gusta recordar. Su innovación de la "pantalla prioritaria" había creado un riesgo de que el astronauta y el ordenador se desincronizaran justo cuando más importaba. A medida que sonaban las alarmas y las pantallas prioritarias reemplazaban a las normales, el cambio real a los nuevos programas detrás de las pantallas se estaba produciendo "un paso más lento" de lo que sería hoy.

Hamilton había pensado mucho en esto. Esto significaba que si, por ejemplo, Aldrin pulsaba un botón en la pantalla de prioridades demasiado rápido, podría obtener una respuesta "normal". Su solución: cuando veas una pantalla de prioridades, primero cuenta hasta cinco. [30]

Según algunos relatos, los astronautas habían dejado encendido sin darse cuenta el interruptor del radar de encuentro, lo que provocó que se dispararan estas alarmas (la afirmación de que los astronautas habían dejado encendido el radar sin darse cuenta es cuestionada por Robert Wills del Museo Nacional de Informática [31] ). El ordenador se sobrecargó con interrupciones causadas por la alimentación incorrectamente sincronizada suministrada al radar de encuentro del módulo de aterrizaje. [32] [33] [34] Las alarmas del programa indicaban "desbordamientos del ejecutivo", lo que significa que el ordenador de guía no podía completar todas sus tareas en tiempo real y tuvo que posponer algunas de ellas. [35] El ejecutivo asincrónico diseñado por J. Halcombe Laning [36] [32] [37] fue utilizado por el equipo de Hamilton para desarrollar un software de vuelo asincrónico:

Gracias a las técnicas de detección y recuperación de errores del software de vuelo, que incluían su método de reinicio de "eliminación y recomputación" desde un "lugar seguro" hasta sus técnicas de instantáneas y reversión, se pudieron crear las rutinas de interfaz de visualización (también conocidas como visualizaciones prioritarias) junto con sus capacidades de intervención manual para poder interrumpir las visualizaciones normales de la misión de los astronautas con visualizaciones prioritarias de alarmas críticas en caso de emergencia. Esto dependía de que asignáramos una prioridad única a cada proceso del software para garantizar que todos sus eventos se llevaran a cabo en el orden correcto y en el momento adecuado en relación con todo lo demás que estaba sucediendo. [38]

Las pantallas de alarma de prioridad de Hamilton interrumpieron las pantallas normales de los astronautas para advertirles que había una emergencia "dándoles la decisión de ir o no ir (aterrizar o no aterrizar)". [39] Jack Garman , un ingeniero informático de la NASA en el control de la misión, reconoció el significado de los errores que se presentaron a los astronautas en las pantallas de prioridad y gritó: "¡Adelante, adelante!" y continuaron. [40] Paul Curto, un tecnólogo senior que nominó a Hamilton para un Premio de la Ley Espacial de la NASA, calificó el trabajo de Hamilton como "la base para el diseño de software ultra confiable". [27]

Hamilton escribió más tarde sobre el incidente:

El ordenador (o más bien el software que contiene) era lo bastante inteligente como para reconocer que se le estaba pidiendo que realizara más tareas de las que debía. Entonces envió una alarma que significaba para el astronauta: "Estoy sobrecargado con más tareas de las que debería estar haciendo en este momento y voy a mantener sólo las tareas más importantes"; es decir, las necesarias para el aterrizaje... En realidad, el ordenador estaba programado para hacer más que reconocer condiciones de error. Se incorporó al software un conjunto completo de programas de recuperación. La acción del software, en este caso, fue eliminar las tareas de menor prioridad y restablecer las más importantes... Si el ordenador no hubiera reconocido este problema y tomado medidas de recuperación, dudo que el aterrizaje en la Luna del Apolo 11 hubiera sido el éxito que fue.

—  Carta de Margaret H. Hamilton, directora de programación informática del vuelo Apolo, MIT Draper Laboratory, Cambridge, Massachusetts, titulada "Computer Got Loaded", publicada en Datamation , 1 de marzo de 1971 [41]

Negocios

En 1976, Hamilton cofundó con Saydean Zeldin una empresa llamada Higher Order Software (HOS) [42] para desarrollar aún más las ideas sobre prevención de errores y tolerancia a fallos que surgieron de su experiencia en el MIT trabajando en el programa Apollo. [43] [44] Crearon un producto llamado USE.IT, basado en la metodología HOS que desarrollaron en el MIT. [45] [46] [47] Se utilizó con éxito en numerosos programas gubernamentales [48] [49] incluido un proyecto para formalizar e implementar C-IDEF, una versión automatizada de IDEF , un lenguaje de modelado desarrollado por la Fuerza Aérea de los EE. UU. en el proyecto Integrated Computer-Aided Manufacturing (ICAM). [50] En 1980, el científico informático británico-israelí David Harel publicó una propuesta para un lenguaje de programación estructurado derivado de HOS desde el punto de vista de y/o subobjetivos. [51] Otros han utilizado HOS para formalizar la semántica de cuantificadores lingüísticos, [52] y para formalizar el diseño de sistemas integrados fiables en tiempo real. [53]

Hamilton fue la directora ejecutiva de HOS hasta 1984 [43] y dejó la empresa en 1985. En marzo de 1986, fundó Hamilton Technologies, Inc. en Cambridge, Massachusetts . La empresa se desarrolló en torno al lenguaje de sistemas universal (USL) y su entorno automatizado asociado, la suite de herramientas 001, basándose en su paradigma de desarrollo antes de los hechos para el diseño de sistemas y el desarrollo de software. [34] [54] [55]

Legado

Fotografía oficial de la NASA , 1989

A Hamilton se le atribuye el nombre de la disciplina de " ingeniería de software ". [56] [57] [58] [59] Hamilton detalla cómo llegó a inventar el término "ingeniería de software":

Cuando se me ocurrió por primera vez el término, nadie lo había oído antes, al menos en nuestro mundo. Fue una broma constante durante mucho tiempo. Les gustaba bromear conmigo sobre mis ideas radicales. Fue un día memorable cuando uno de los gurús de hardware más respetados explicó a todos en una reunión que estaba de acuerdo conmigo en que el proceso de creación de software también debería considerarse una disciplina de ingeniería, al igual que el hardware. No por su aceptación del nuevo "término" en sí, sino porque nos habíamos ganado su aceptación y la de los demás en la sala como parte de un campo de ingeniería por derecho propio. [38]

Cuando Hamilton comenzó a usar el término "ingeniería de software" durante las primeras misiones Apolo, [60] el desarrollo de software no se tomaba en serio en comparación con otras ingenierías, [61] ni se consideraba una ciencia. A Hamilton le preocupaba legitimar el desarrollo de software como una disciplina de ingeniería. [62] Con el tiempo, el término "ingeniería de software" ganó el mismo respeto que cualquier otra disciplina técnica. [57] [63] La edición de septiembre/octubre de 2018 de IEEE Software celebra el 50 aniversario de la ingeniería de software. [64] Hamilton habla sobre los "errores" y cómo influyeron en su trabajo relacionado con la ingeniería de software y cómo su lenguaje, USL, podría usarse para prevenir la mayoría de los "errores" en un sistema. [65] Con USL, en lugar de continuar probando errores, su programa fue diseñado para mantener la mayoría de los errores fuera del sistema desde el principio. [66] USL se creó después de su conocimiento y experiencia de la misión Apolo, en la que determinó una teoría matemática para sistemas y software. [67] Este método tuvo entonces, y todavía tiene, un gran impacto en el campo de la ingeniería de software. Escribiendo en Wired , Robert McMillan señaló: "En el MIT ayudó a la creación de los principios básicos de la programación informática mientras trabajaba con sus colegas en la escritura de código para la primera computadora portátil del mundo". [68] Las innovaciones de Hamilton van más allá de las hazañas de desempeñar un papel importante en llevar a los humanos a la Luna. Según Karen Tegan Padir de Wired : "Ella, junto con esa otra pionera de la programación, la inventora de COBOL Grace Hopper , también merecen un tremendo crédito por ayudar a abrir la puerta para que más mujeres ingresen y tengan éxito en campos STEM como el software". [69] [70]

Homenajes

En 2017, salió a la venta un set LEGO "Mujeres de la NASA" con minifiguras de Hamilton, Mae Jemison , Sally Ride y Nancy Grace Roman . El set fue propuesto inicialmente por Maia Weinstock como un homenaje a las contribuciones de las mujeres a la historia de la NASA, y la sección del set de Hamilton presenta una recreación de su famosa foto de 1969 posando con una pila de sus listados de software. [71] [72]

En 2019, para celebrar los 50 años del aterrizaje del Apolo, Google decidió rendirle un homenaje a Hamilton. Los espejos de la instalación de energía solar de Ivanpah se configuraron para crear una imagen de Hamilton y el Apolo 11 a la luz de la luna. [73]

Margo Madison, una ingeniera ficticia de la NASA en la serie de historia alternativa For All Mankind , se inspiró en Hamilton. [74]

Premios

Barack Obama otorga la Medalla Presidencial de la Libertad a Hamilton en 2016
Ceremonia Honoris Causa de Margaret Hamilton, 2018

Publicaciones

Vida personal

Hamilton tiene una hermana, Kathryn. [86]

Conoció a su primer marido, James Cox Hamilton, [87] a mediados de la década de 1950 mientras asistía a la universidad. Se casaron el 15 de junio de 1958, el verano después de que ella se graduara de Earlham. [88] [87] Enseñó brevemente matemáticas de secundaria y francés en una escuela pública en Boston, Indiana . [88] [16] Luego, la pareja se mudó a Boston , Massachusetts , [16] donde tuvieron una hija, Lauren, nacida el 10 de noviembre de 1959. [6] Se divorciaron en 1967 y Margaret se casó con Dan Lickly dos años después. [87] [89]

Véase también

Referencias

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