你有想過一位高中老師竟然能搖身一變，成為「工程師」的老師嗎？法蘭‧艾倫（Frances Allen）做到了！她不僅是第一位女性 IBM 院士，更是第一位獲得圖靈獎（ACM A. M. Turing Award）的女性。

根據柏克萊大學訊息技術研究中心的榮譽教授 Dr. Ruzena Bajcsy 提到，現今社會中，不論是在商業還是科技上所使用的軟體程式技術，都與法蘭‧艾倫的貢獻有著關聯。獲得圖靈獎的法蘭‧艾倫過去曾協助美國國家安全局（NSA）進行密碼破解，而在二戰期間，協助破譯德國機密軍事密碼的艾倫·圖靈，正是圖靈獎項名稱的由來。兩者之間的巧合，彷彿冥冥之中早已注定。

艾倫以優化電腦軟體和高效能電腦系統而聞名，在軟體編譯領域中也相當具有知名度。在 IBM 工作的 45 年中，她讓軟體設計師能產出更強的代碼（code），這也讓超級電腦和平行運算（parallel computing）快速進步。過去的軟體工程師必須使用和房間一樣大的超大型電腦工作，當時的電腦不僅體型龐大，也相當不方便。除此之外，軟體工程師必須手動畫卡寫程式，並且花許多時間想辦法讓運行速度緩慢的軟體跑得更快。

她多年來致力優化編譯器（Optimizing compiler），奠定現代電腦編譯技術的基礎，讓一般人也能為電腦、手機和網站編寫快速又有用的軟體。究竟她是如何開拓這個領域，又是如何從一位高中老師，變成電腦大師的呢？
 

法蘭‧艾倫 1932 年 8 月 4 日出生，並成長於一座農場之中，爸爸是農夫、媽媽是老師，而她是家中六個孩子中的老大。她的年少時光，除了讀書，也時常在農場中幫忙，擠奶、農務無所不包。

在高中時期，法蘭‧艾倫深深受到數學老師的啟發，於是決定自己也要成為一位數學老師；立定志向後，她便一步一腳印地朝自己的目標邁進，不僅以優秀的成績從當地高中畢業，更順利進入了紐約州立師範學院（現為紐約州立大學奧爾巴尼分校），獲得了數學學士學位，還輔修了物理與教育學分。

畢業之後，她回到高中母校教了兩年數學，卻在這裡遇到了挑戰。原來，根據當時的制度，法蘭‧艾倫需要獲得碩士學位，才能擁有完整的教師資格認證。於是，她開始進修，先在哥倫比亞大學讀了暑期課程，而後在密西根大學安娜堡分校順利獲得了碩士學位。

正是在這段進修期間，法蘭‧艾倫學習到了不少最新的程式課程，像是跟著 MAD 這種程式語言的共同開發者 Bernard Galler 學習如何編輯第一代真空管計算機 IBM 650。這段歷程，從此為她的人生開拓了一段新的道路。
 

IBM 在擴張組織之時，致力於召募各種族群的人才，並在密西根校區舉辦了面試。法蘭‧艾倫便接受了 IBM 的邀請，決定進入團隊，好好賺錢還完學貸，再回去當老師。不過，最後在 IBM 一待就待了 45 年！

法蘭‧艾倫在 1957 年 7 月 15 日正式加入 IBM，接下的第一個任務就充滿挑戰。當時，一種稱為「FORTRAN」（福傳語言）的高階程式語言才剛剛發布不到兩個月，而法蘭‧艾倫的工作就是要教 IBM 的科學家們該如何使用這種語言，再推廣給 IBM 的客戶使用。既然要教學生，老師當然得先學會。為了瞭解這種新語言，法蘭‧艾倫讀了 FORTRAN 的原始碼（Source code），後來也表示這些代碼「激發了她對程式編寫的興趣，也奠定了她對編譯器的理解。」

有了 FORTRAN 之後，工程師們再也不用輸入「0」、「1」來操作電腦，而能用更直觀的方式輸入指令，不僅讓程式編寫更加快速方便，也大幅降低了入門門檻。
 

除了進行 FORTRAN 的教學，法蘭‧艾倫更為 IBM Research 開發尖端的程式語言編譯器。艾倫在 1960 年代初投入了 IBM 的「Stretch-HARVEST」計畫，協助美國國家安全局（NSA）進行密碼破解。

美國國家安全局的「Stretch-HARVEST」計畫是為了要分析美國間諜在全球監聽站截獲的訊息。艾倫幫助建立了所用機器的程式語言和編譯器。在電腦設計的早期，編譯器的效能很差。軟體工程師可以在不了解硬體細節的情況下編寫程式，但是當編譯器將程式轉換成 1 和 0 時，就需要花上太多時間、也占用了太多空間。

當時，最早的超級計算機「Stretch」剛剛出現，而為了要處理各式資訊，艾倫與團隊設計了一個編譯器框架，同時納入了 FORTRAN、Autocoder，以及一種新的程式語言 Alpha。在這個框架之中，不同的語言會使用同一個優化的後端，為超級電腦「Stretch」以及協同處理器「HARVEST」生出代碼（Code）。這個挑戰雖然非常艱難，艾倫與團隊最終仍然成功地完成了任務。

後來，艾倫還協助 IBM 開發高級計算系統（ACS）中的實驗編譯器，讓編譯器獨立於程式語言及機器語言之間獨立運作、提升整體效能。在研究的過程中，她獲得了不少收穫，更在 1966 年發表了一篇關於程序優化的開創性論文，並提出了一組強大的新算法，同時描繪出了實現程序分析和優化的全新框架。

艾倫也幫助 IBM 開發平行運算架構的相關計畫，衍伸到現在，平行運算成為電腦必備的功能，不論是桌機還是筆電都可以做到平行運算。她也協助 IBM 開發藍色基因計畫 (IBM Blue Gene Project)，這是一個由 IBM 主導的超級電腦計畫，用來分析蛋白質的三維結構。

「我喜歡探索新問題、新想法和新事物。」艾倫表示，一旦她掌握了原本的難題，她就會去面對下一個更有趣的挑戰。

艾倫不僅成為了 IBM 的榮譽院士，更獲得了2006 年圖靈獎、IEEE 同名獎章等等殊榮肯定，她最厲害的地方在於，推翻了「先寫出程式，然後想辦法讓工程師學會」的傳統，而是努力「用工程師喜歡的方式去寫程式」，正是因為有了她的付出，才讓程式編寫變得更加簡單。

電腦程式的領域一直都是由男性主導的，而艾倫可以說是帶來改革的一股新力量。也因為艾倫打破了這樣的固有傳統， 1970 到 1980 年間， IBM 內部的實驗編譯小組中有一半的成員是女性。

透過自己的付出，法蘭‧艾倫打破了玻璃天花板，不只如此，她也不斷鼓勵其他女性投入到計算機領域之中，並且身體力行地擔任她們的導師，更因此入選國際科技女性（WITI）名人堂，並獲得了計算機女性協會頒發的 Augusta Ada Lovelace 獎。

而直到今天，我們所使用的程式語言之中，仍然能看到她所留下的痕跡。