ベアトリス・ウォーズリー

ベアトリス・ヘレン・ウォーズリー（1921年10月18日^{[ a ]} - 1972年5月8日）、通称「トリクシー」ウォーズリーは、カナダのコンピュータ科学者であり、同国で初めてこの分野で働いた女性である。彼女はダグラス・ハートリーを指導教官とし、アラン・チューリングからも助言を受け、ケンブリッジ大学で博士号を取得した^{[ 1 ]} 。これは、モーリス・ウィルクスの下でケンブリッジ大学で博士課程を修了したデイビッド・ウィーラーと同時期に授与された、今日でいうコンピュータ科学における最初期の博士号の一つである。彼女はEDSAC上で動作する最初のプログラムを作成し、トロントのフェランティ・マーク1用の最初のコンパイラを共同で作成し、コンピュータ科学に関する多数の論文を執筆し、 50歳という若さで亡くなるまでの20年以上にわたり、クイーンズ大学とトロント大学でコンピュータと工学を教えた^{[ 2 ]。}

ベアトリスは1921年10月18日にジョエルとベアトリス・マリー（旧姓トリンカー）の間に生まれた^{[ a ]} 。ジョエルは1887年にマンチェスターのアシュトン・アンダー・ラインの労働者階級の家庭に生まれた。ベアトリス・マリーの祖父母は1850年代にメキシコのシアで繊維工場を始め、1908年にジョエルとベアトリス・マリーは工場で働くために移住した。工場は1917年頃に反乱軍によって破壊され、ジョエルはリオ・グランデ・グループのCIMSA工場でエル・サルトに就職し、総支配人にまで昇進した^{[ 3 ] 。}

ベアトリス・マリーは1920年に息子チャールズ・ロバートを出産し、翌年にはベアトリス・ヘレンを出産した。二人は安全上の理由からホームスクーリングを受け、近所の人たちとの交流はほとんどなかった。1929年、ジョエルは子供たちにより良い教育を受けさせるため、家族をトロントに移住させた。チャールズはアッパー・カナダ・カレッジに入学し、ベアトリスはブラウン公立学校に入学したが、 1935年にビショップ・ストラチャン・スクールに転校した。^{[ 3 ]}

ストラチャン司教は2つのコースを用意しており、ベアトリスはより難易度の高い大学進学準備コースに登録した。彼女は非常に優秀で、校長は彼女が同校で最も優秀な生徒の一人だと評した。彼女は1939年に卒業し、数学、科学で賞を受賞し、総合成績が最高だったため総督賞も受賞した。^{[ 4 ]}

ウォーズリーはトロント大学（U of T）の一部であるトリニティ・カレッジからバーンサイド科学奨学金を受賞し、1939年9月に研究を開始した。彼女は優秀な成績を収め、初代アレクサンダー・T・フルトン科学奨学金を受賞した。^{[ 5 ]}

2年次には、理論的なプログラムではなく応用的なプログラムである数学物理学部門に転科した。3年次には、ウォーズリーは数学物理学のジェームズ・スコット奨学金を受賞した。1944年に数学と物理学の学士号を取得して卒業した彼女は、毎年すべての授業で最高得点を獲得するという栄誉に輝いた。^{[ 5 ]}

卒業後すぐに、ウォーズリーは「Wrens」として知られるカナダ王立海軍女性部隊に入隊した。ガルト（現在のオンタリオ州ケンブリッジ）のHMCS Conestoga ^{[ b ]}で基礎訓練を受けた後、ハリファックスの海軍研究所（NRE）に配属された。最初は港湾防衛の研究、次に消磁、魚雷誘導の研究を担当した。^{[ 5 ]}

第二次世界大戦が終わったとき、ウォーズリーはNREで唯一、勤務を続けることを選んだ女性海軍補助部隊員だった。1945年9月、彼女は中尉に昇進し、船体腐食に関する新しい研究プロジェクトに配属された。翌年、彼女は150日間海上で過ごし、その多くはNREのバンゴー級掃海艇HMCSクインテに乗艦し、女性海軍補助部隊員としては今日まで破られていない記録を樹立した。^{[ 6 ]}このほとんどはカナダ大西洋岸の厳しい冬の時期に行われ、彼女自身が「男の仕事」と呼んだ任務を遂行する乗組員から尊敬を集めた。彼女は1946年8月に正式に除隊した。^{[ 7 ]}

Wrensを辞めた直後、ウォーズリーはMITの数学と物理学の1年間の修士課程に合格した。彼女が受講した授業の中には、ラースロー・ティサが教える固体物理学のコースや、MITが世界をリードする分野であるフィードバック増幅器とサーボ機構のコースがあった。^{[ 6 ]}

彼女の論文「微分解析器のエラー解析に関する付録付きの計算装置の数学的概観」は、有名なMIT放射線研究所のメンバーであるヘンリー・ウォールマンの指導の下で完成しました。この論文は、当時存在していたほぼすべての計算機を網羅しています。議論された多くのマシンの中には、ハーバード・マークIとマークII、いくつかのIBMの機械式および電気機械式計算機、ベル研究所のリレー式デジタルコンピュータ、ENIAC、EDVAC、IASマシン、Whirlwind IとII、EDSACなどがありました。付録では、多数の微分解析システムを取り上げ、それらのエラーの原因を調べました。これは、初期のコンピューティングに関する最も詳細な記述の1つとして残っています。^{[ 6 ]}

論文を書き終えた後、ウォーズリーはカナダに戻り、家族に未来はコンピューターにあると告げた。残念ながら、当時カナダにはコンピューター産業は存在せず、彼女はカナダ国立研究評議会（NRC）に就職し、そこで空気力学部門で働いた。^{[ 8 ]}

この時期、トロント大学は、大学の研究施設として、また商用および政府機関のユーザーにコンピュータの利用時間を販売するサービスビューローとして、コンピュータ部門を開設する計画を立てていた。1947年9月、NRCからIBMのパンチカード式機械計算機2台と、それを操作するアシスタント2名を購入するための最初の資金が提供された。ウォーズリーはこの取り組みを知り、NRCに数ヶ月しか在籍していなかったにもかかわらず、その職に応募した。彼女は1948年1月に新設された部門に加わった。^{[ 9 ]}

センターでの彼女の最初の仕事の 1 つは、スタッフ アドバイザーのケリー ゴットリーブと、ウォーズリーと同時に採用されたもう 1 人のアシスタントである J. パーハム スタンレーとともに、カナダ原子力公社 (AECL) との契約で計算サポートを提供することでした。 ^{[ 9 ]} 1948 年の夏、彼女は、 1935 年にハートリーとアーサー ポーターが記述したものと同様の微分解析装置をメカノの部品で作りました。この解析装置に関する情報はほとんど残っていません。2 番目のモデル、またはおそらく元のものの再構築が、1951 年に学生によって作られました。^{[ 10 ]}

アナライザーが完成すると、ウォーズリーとスタンレーは、当時ケンブリッジ大学のケンブリッジ数学研究所で建設中だったEDSACの設計についてできる限り学ぶためにイギリスに派遣された。到着すると、機械はほぼ完成しており、1949年5月6日の最初のテスト実行のために、できる限りの協力をしてオンラインにした。この機械で最初に正常に実行されたプログラムは、ウォーズリーが平方数を計算するために書いたもので、^{[ 9 ] [ 11 ]}彼女は後にこれといくつかの類似したプログラムをまとめて、このテーマに関する初期の論文の1つである「EDSACの実証」^{[ 12 ]}にまとめた。

翌月、ケンブリッジで計算機に関する会議が開かれ、ウォーズリーは平方数を生成するプログラムと、素数の表を生成する新しいプログラムに関する報告書を作成した。報告書にはサンプル出力のほか、コードの説明と、それがマシン上でどのように実行されたかが記載されていた。^{[ 13 ]}これは会議の議事録に掲載され、数年後、ブライアン・ランデルが1973年の著書『デジタルコンピュータの起源』で取り上げた。これにより、ウォーズリーはこれらの出来事の後も長く、コンピュータ分野で有名になった。^{[ 14 ]}

その後、ウォーズリーはニューナム・カレッジで博士課程を開始した。研究所で働きながら、ポール・ディラック、ジョン・レナード＝ジョーンズ、ニコラス・ケマーによる量子物理学の講義、アルバート・インガムによる数論の講義、そしておそらく最も重要なのはダグラス・ハートリーによる数値解析の講義を受講した。彼女はハートリーの指導の下で博士論文の執筆を開始したが、偶然にもハートリーは別のカナダ人女性、シャーロット・フィッシャーの指導も行っていた。^{[ 14 ]}

この研究の最中、理由は不明だが、ウォーズリーはトロントに戻り^{[ 15 ]}、トロント大学の数学教授バイロン・グリフィスの下で博士論文の研究を続けた。その後まもなく、1951年7月に計算センターに再雇用された。ハートリーは博士論文を承認し、ウォーズリーは1952年に博士号を取得した^{[ 14 ]。}

彼女の論文「実用および理想化されたデジタル計算機のための逐次プログラミング」は、現代のコンピュータについて書かれた最初の博士論文と考えられている。^{[ 14 ]}この論文には、チューリングマシンでの数値計算に関する多くの議論と、EDSAC などの実世界の例が含まれていた。次に、どのマシン命令が必要で、どの命令が他の命令の組み合わせで実行できるかを認識する方法について説明した。チューリングとクロード・シャノンはどちらもこの概念の理想化されたバージョンについて議論していたが、ウォーズリーの貢献は、シャノンの場合のような単一の一般化されたソリューションではなく、これを行う最も効率的な方法を示したことだった。^{[ 16 ]}

1948年の夏、コンピューティングセンターは、ベル研究所のMark 6リレー式デジタルコンピュータのコピーを構築する計画を携えてNRCにアプローチした。暫定的な承認を得た彼らは、設計図を入手するためにノーザンエレクトリックにアプローチし、ライセンス料として25,000ドル（ 2025年換算で347,881ドル）がかかると告げられた。彼らは1949年3月にライセンス料と建設費としてさらに50,000ドルを求めてNRCに戻ったが、NRCは賢明にもこれらの計画を中止し、代わりに電子版を構築するように彼らに伝えた。^{[ 17 ]}

大学とNRCは共同で、NRC、国防研究委員会、および産業界で使用される一流のコンピュータを構築するという野心的な計画を立案した。UTECとして知られるこの計画は1951年に開始されたが、ウィリアムズ管メモリシステムの信頼性の低さからすぐに深刻な問題に直面した。システムがようやく使用できるほど信頼できるものになったのは、その年の後半になってからだった。この時点で、センターは並列演算ユニットを備えたシステムを完成させるための資金をNRCに要請した。^{[ 18 ]}

AECLは使用可能な機械がないことにますます不満を募らせており、NRCがUTECの開発を継続するよう打診されたことを聞くと、資金は完全な機械を購入するために使った方が良いと提案した。AECLのベネット・ルイスは、フェランティがAECLの英国の対応機関である英国原子力庁向けに完全なフェランティ・マーク1機械を製造したものの、新政権が資金提供を打ち切ったため、それを手元に残してしまったことを知っていた。これはわずか3万ドル（2025年換算で35万6957ドル）で入手可能であり、拡張UTECに必要な最初の資金調達ラウンドとほぼ同額であった。^{[ 19 ]}

この機械は1952年初頭に購入され、ウォーズリーがセンターに復帰する前の1952年初頭に到着した。彼女は機械の到着を知っており、「トロント大学のフェランティ電子計算機」の頭文字をとってFERUTと名付けた。この機械は夏までに稼働し、トロント大学に世界で最も強力なコンピュータの1つをもたらした。^{[ 19 ]}

1953年の秋、ウォーズリーとパターソン・ヒュームは、トランスコードとして知られる新しいコンピュータ言語の開発をこのマシン向けに開始した。^{[ 20 ]}これは、マンチェスター大学のアリック・グレニーが同じマシン向けに開発していたオートコードに似ていたが、マークIのいくつかの設計ノートを活用して、より高速でやや使いやすい言語を作り出した。大きな利点の1つは、10進数から2進数への変換と、その逆の変換であり、プログラマーは数値を10進数形式で入力することができた。^{[ 21 ]}

ケンブリッジ大学での輝かしい経歴、高く評価された一連の論文、そして業界初の業績をいくつも残したにもかかわらず、ウォーズリーはトロント大学内で昇進を何度も見送られた。彼女が職員から助教授に昇進したのは1960年になってからで、物理学とコンピュータ科学の助教授に昇進したのは1964年になってからだった。計算センターの初期の頃の他のメンバーと比較すると、彼女ははるかに評価が低かった。^{[ 22 ]}

1965年、ウォーズリーはクイーンズ大学でIBM 1620をベースとした新しいコンピュータセンターの立ち上げの仕事のオファーを受けた。^{[ c ]}クイーンズ大学では、彼女の仕事は教育に重点が置かれるようになり、1971年までにほとんどの時間を教育に費やした。^{[ 24 ]}同年9月、20年間その分野で働いた後、彼女はウォータールー大学の応用分析およびコンピュータ科学科でサバティカル休暇を取った。1972年5月8日、ウォータールーでウォーズリーは致命的な心臓発作を起こした。^{[ 23 ]}

2014年、ウォーズリーはカナダコンピュータ科学協会からコンピュータ科学における生涯功労賞を死後授与された。^{[ 25 ]}