Helden der IT

Heldinnen der IT. Ein Spezial zum Ada Lovelace Day 2020.

von am

Wie jedes Jahr feiert die IT-Welt auch in 2020 wieder am zweiten Dienstag im Oktober alle Frauen in entsprechenden Berufen und deren Errungenschaften. Als Namenspatronin dient eine der ersten Menschen, die sich mit Rechenmaschinen und deren Programmierung beschäftigt haben. Dieses Jahr möchten wir zu diesem Anlass mal den gewichtigen Einfluss von Frauen in der Geschichte der Softwareentwicklung betrachten. Dafür blicken wir auch auf vergangene Artikel dieser Serie zurück.

Programmiererinnen am Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC).
Programmiererinnen am Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC). Quelle Wikimedia.

Frauen waren wichtig für die frühe Entwicklung der Programmierung von Rechenmaschinen. Punkt. Daran gibt es nichts zu rütteln. Diese Tatsache zieht sich als roter Faden durch die Geschichte der Entstehung der Softwareentwicklung. Verfolgt man diese, stößt man auf Pionierinnen und Vordenkerinnen, ohne deren Beitrag raumfüllende Rechenmaschinen nie mehr gewesen wären als riesige, teure Technikspielzeuge. Man kann aber auch praktische und mahnende Erkenntnisse für unsere Zeit daraus ziehen. Denn immer wieder erlaubten es nur temporäre soziale Umstände Frauen überhaupt, in den Zentren technologischer Innovation wichtige Rollen einzunehmen. Und immer wieder sorgten Veränderungen dieser Umstände dafür, dass Frauen im Feld auf gläserne Decken und geschlossene Türen stießen.

Wir erfinden, ihr guckt, was man damit machen kann.

Plakativ gesagt: In der Frühzeit der Rechenmaschinen bauten männliche Ingenieure innovative Rechenmaschinen, hatten aber oft wenig Sinn für die lästigen Problemchen, die sich ergaben, wollte man diesen praktische Anwendungen entlocken. Die Erbauer mechanischer oder elektronischer Rechenmaschinen mussten schließlich eher Tüftler sein und sich neben der mathematischen Theorie mit der Ingenieurs-Seite beschäftigen. Wollte man den Maschinen dann konkrete Berechnungen entlocken, vielleicht gar für konkrete Problemstellungen, bedurfte es einer Kombination spezifischer Fähigkeiten: Vorstellungskraft, Pragmatismus, mathematischer Kenntnisse und Kommunikationstalent.

Aus heutiger Sicht: Man muss eine Problemstellung mit einem Stakeholder klären, daraus Anforderungen übersetzen, diese in ein mathematisches Modell und konkrete Berechnungen überführen, mit denen die Maschine etwas anfangen kann und diese dann wiederum in die “Sprache” der Maschine übersetzen. Diese Aufgabe wurde in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts häufig an Frauen übertragen. Wohlgemerkt, die “Sprache” der jeweiligen Maschinen waren damals häufig noch mechanische Konfigurationen und elektrische Verdrahtungen. Programmiersprachen und alles, was dazugehört, bilden eine Übersetzungsebene, die den Menschen dies einfacher machen soll. Und gerade auch bei deren Entstehung leisteten Frauen wichtige Beiträge.

Porträt von Ada Lovelace.
Porträt von Ada Lovelace. Quelle: Wikimedia.

Hundert Jahre zu früh – Ada und die Analytical Engine

Hätte Ada, Countess of Lovelace (1815-1852) ein Jahrhundert später gelebt, wäre sie vielleicht als (Mit-)Erfinderin einer bekannten Programmiersprache in die Geschichte eingegangen. Die Welt war allerdings noch nicht bereit für die Analytical Engine ihres Freundes Charles Babbage. Darum blieben dessen Pläne zu seinen Lebzeiten unvollendet und die Maschine wurde nicht gebaut. Heute wissen wir (dank Simulationen und Nachbauten), dass die Umsetzung mit der dafür entwickelten Programmiersprache, die heutigen Assemblern ähnelt, ein universell programmierbares (turingmächtiges) System ergeben hätte. Computer mit diesen Eigenschaften wurden erst fast 100 Jahre später gebaut. Zu Lovelaces und Babbages Lebzeiten blieb dies alles Konjunktiv. Umso beeindruckender ist allerdings das theoretische Werk, das Babbage mit Ada zu seinen Maschinenplänen schuf.

Nachdem ein italienischer Mathematiker die Analytical Engine in einer französischsprachigen Abhandlung beschrieben hatte, übersetzte Countess Ada eben jene ins Englische. Mitsamt Kommentaren und Anhängen wurde diese Übersetzung allerdings mal eben zweimal umfangreicher als das Ausgangswerk. Nicht nur das: Teil ihres Anhangs ist eine konkrete Tabelle, um mit der Maschine Bernoulli-Zahlen zu errechnen. Damit hatte sie eine konkrete Programmierung für eine nur auf Plänen existierende turingmächtigen Maschine entworfen – das erste veröffentlichte Computerprogramm der Geschichte. Daneben enthalten ihre Kommentare weitere wichtige Erkenntnisse, die spätere Pionier*innen der IT lasen und aufgriffen und die frühe Ausblicke auf das Computerzeitalter sind

Um sich so mit der Analytical Engine auseinandersetzen zu können, musste man die Maschinenpläne bestens kennen und verstehen, sich deren Funktion vorstellen können und sich dann überlegen, was man wie damit machen könnte. Beeindruckende Ebenen der Abstraktion. Aber Lovelace vereinte wohl die Vorstellungskraft und das Sprachtalent ihres leiblichen Vaters, dem berühmten Dichter Lord Byron, mit einer strengen mathematischen Privatausbildung. Sie soll in Zahlen Poesie gesehen haben. So übersetzte sie Maschinenpläne in Worte und Ideen und ein mathematisches Problem in eine Programmierung.

Grace Hopper mit Kollegen. vor dem UNIVAC.
Grace Hopper mit Kollegen. Quelle: Wikimedia.

In the Navy – Admiral Grace Hopper

Zu den Rezipienten von Babbages und Adas Werk zählten in den 1940er und 50er Jahren des letzten Jahrhunderts neben Alan Turing auch Computerpionier Howard Aiken und dessen Mitarbeiterin Grace Hopper. Aiken baute mit IBM zu Beginn der 1940er den zweiten digitalen Großrechner der Welt, den sogenannten Mark I. Im Zweiten Weltkrieg erkannte die Navy das Potenzial der Maschine, um Berechnungen für Waffensysteme durchzuführen. Zur Unterstützung Aikens schickten sie ihm neben weiterem Personal auch Mathematikerin und Navy-Lieutenant Grace Hopper.

Denn Aiken brauchte jemanden, der sein elektromechanisches Rechenungetüm dazu brachte, konkrete Probleme zu lösen. Er warf Hopper mit dem technischen Handbuch und den Plänen des Mark I ins kalte Wasser und sie wurde die beste Schwimmerin, die das Computerprojekt der Navy sich wünschen konnte. Mit ihrer Kombination von Fähigkeiten verstand sie den Mark I und dessen Zusammenspiel aus veränderbaren physischen Schaltungen und Ein- und Ausgabe per Lochkarten. Darüber hinaus konnte sie sich auf Augenhöhe mit Fachabteilungen wie Ozeanographie und Ballistik über deren Anforderungen unterhalten und dann Ingenieuren in deren Fachsprache Anweisungen zur Veränderung der Schaltungen des Rechners geben.

Sie machte aus konkreten Problemen mathematische, daraus Modellierungen und daraus dann Pläne für Schaltungen und Lochkarten. So wurde sie faktisch zur Chefprogrammiererin des Mark-Projekts. Aber die pragmatische Grace beließ es nicht dabei. Natürlich versuchte sie stets, die Arbeit effizienter und einfacher zu machen. So schuf sie für den Mark I neben dem ersten Computerhandbuch der Geschichte eine Bibliothek mit Subroutinen, ein Prinzip, das noch heute eine Grundlage von Programmierung ist. Stetig wiederkehrende Rechenoperationen und Befehle wurden abgespeichert, damit Programme bei Bedarf darauf zugreifen konnten. So wurden der Mark I und sein Nachfolger zu effizienten Rechenmaschinen, trotz ihrer Limitierungen durch die elektromechanische Bauweise.

Programmierung einfach einfach machen.

Dadurch verstand Hopper besser als viele Zeitgenossen die Bedeutung effizienter Programmierung und der Vereinfachung der Abstraktionsebenen. Nach dem Krieg machte sie sich darum daran, den Weg von der Anforderung bis zum Ergebnis zu vereinfachen. Aus ihrer Idee der Subroutinen entwickelte sie die ersten Compiler der Geschichte: Ein Programm, das sich Rechenschritte und Befehle aus einer Bibliothek zusammensucht. Es übersetzt Programmierungen in Operationen, die der Maschine bekannt sind

Dies stellte eine starke intellektuelle Vereinfachung des Programmierens dar. Man musste die Maschine dafür nun weit weniger gut kennen. Hopper verfolgte diesen Weg mit ihrem Team immer weiter, bis Befehle in Wörtern der natürlichen Sprache eingegeben werden konnten. Diese Bestrebungen mündeten schließlich in der Programmiersprache COBOL, bei deren Entwicklung sie die Federführung innehatte. Für kaufmännische Zwecke geschrieben, orientiert die Programmiersprache sich an natürlicher Sprache und wird bis heute eingesetzt. Hopper selbst blieb bis zu ihrem Tod Dozentin und Beraterin für Computerwissenschaft.

Betty Holberton (geborene Snyder), eine der sogenannten ENIAC-Frauen.
Betty Holberton (geborene Snyder), eine der sogenannten "ENIAC-Frauen". Quelle: Wikimedia.

Die ENIAC-Frauen

Der erste vollelektronische Großrechner war der ENIAC an der Universität von Pennsylvania. Die Ingenieure waren sehr stolz auf diese Errungenschaft, mussten der Rechenmaschine aber jetzt im Auftrag der US Army ballistische Berechnungen entlocken. Ein großer Teil der Konfigurierung des ENIAC für spezifische Berechnungen lag im Umstöpseln etlicher Kabelverbindungen. Eine zeitraubende manuelle Arbeit, für die man sowohl die Schaltpläne der Maschine als auch die Mathematik hinter den Berechnungen verstehen musste. Dafür holten die Verantwortlichen Mitarbeiterinnen (um einige namentlich zu nennen: Kay McNulty, Betty Jennings, Betty Snyder, Marlyn Meltzer, Fran Bilas und Ruth Lichterman) aus der universitätseigenen “Berechnungsabteilung” (“computing division”), die die ballistischen Berechnungen bisher von Hand durchführte.

Solche Teams gab es zu der Zeit überall, wo eine große Zahl wissenschaftlicher oder technischer Berechnungen anfiel: Menschen, die von Fachabteilungen mathematische Probleme und Rechenaufgaben auf den Tisch bekamen und diese abarbeiteten. Und weil diese Arbeit eintönig und wenig angesehen war, bestanden solche Teams zumeist aus Mathematikerinnen. Es war ein Weg für gebildete Frauen, ihr Know-how in eine Anstellung zu verwandeln, in einer Zeit, als junge Frauen zu Hausfrauen erzogen wurden.

So bekamen im ENIAC-Projekt zunächst sechs junge Mathematikerinnen die Pläne der Rechenmaschine und den Auftrag herauszufinden, wie man die Berechnungen, die sie bisher händisch durchführten, in die Maschine übertragen konnte. Genau wie Hopper lernten sie die Maschine dadurch fast besser kennen als deren Schöpfer und begannen, die Programmierung selbst zu vereinfachen. Auch sie entwickelten elegante Subroutinen und die Idee zu einer Maschineneinheit, die Code wiederholen kann. Ohne die Arbeit der sogenannten “ENIAC-Frauen” wäre der Großrechner ein nutzloses Stück Metall geblieben.

Grace Hopper und die ENIAC-Frauen arbeiteten auch in den 50er und 60er Jahren weiter daran, die Prozesse zu verbessern, mit denen menschliche Probleme in Maschinensprache übersetzt werden, damit diese dann in relativ kurzer Zeit Lösungen errechnen konnten. Kurz: Sie leisteten weitere Beiträge zur Geschichte der Softwareentwicklung. Die ENIAC-Erbauer gründeten eine Firma und engagierten ehemalige ENIAC-Programmiererinnen und Grace Hopper. Dort entstanden Hoppers Compiler, COBOL, aber auch Teile der Programmiersprache FORTRAN. Zu diesen und ähnlichen Projektteams gehörten in der Zeit häufig Mathematikerinnen. Denn dem Weg der ENIAC-Frauen aus “Berechnungs-Abteilungen” zur Programmierung der neuen Großrechner folgten in diesen Jahrzehnten noch weitere Pionierinnen. Etwa die Afroamerikanerin Dorothy Vaughan und ihr Team bei der NASA, nach der dort heute ein Rechenzentrum benannt ist. Auch zu nennen sind etwa Frances Allen bei der NSA oder Adele Goldberg am Xerox Park.

Where have all the (programming) women gone?

Dass die Bedeutung der Programmierung erst im Laufe der Geschichte des Computerzeitalters entdeckt wurde, war für Frauen mit technologischem Talent Segen und Fluch zugleich. Auf der einen Seite überließen so die Männer der IT-Gründerzeit kompetenten Damen das Feld der vermeintlich lästigen und mühseligen Arbeit. Sobald deren Bedeutung der Mehrheit klar wurde, drängten aber zunehmend Männer in die neu entstandenen Jobs und die Türen schlossen sich für Hochschulabsolventinnen.

Aus den Jobs, die “irgendwer machen musste”, wurden gut bezahlte Stellen mit schicken Titeln wie “Software Engineer”. Das ließen sich die Herren der Schöpfung nicht entgehen. Schon die ENIAC-Frauen klagten immer wieder über mangelnde Anerkennung außerhalb der Projektteams – gefeiert wurden die Ingenieure der “Wundermaschinen”. Von da an wurden IT-Berufe in der westlichen Welt dann nahezu unerreichbar für Frauen, ähnlich wie Ingenieursberufe. Seit dem Krieg “brauchte” man eh kaum noch berufstätige Frauen, es gab ja wieder genug Männer. Von Frauen wurde die Rolle der Hausfrau und Mutter erwartet. Und wollten Frauen unbedingt arbeiten, sollten diese dann doch bitte “Frauenberufe” ergreifen.

Um Zahlen aus der BRD zu nennen: Laut einer Studie der Uni Bremen gab es 1974 etwa 40.000 Datentypist*innen und 58.000 EDV-Fachkräfte. Der Frauenanteil lag für die Dateneingabe bei 90 % und bei den Fachkräften bei 10 %. Aufstieg ausgeschlossen. Etwas anders sah es da hinter dem Eisernen Vorhang aus. Das kommunistische System und ein gewisses Desinteresse der männlichen Studierenden scheinen in der DDR für eine relativ hohe Frauenquote gesorgt zu haben. Genaue Zahlen sind nicht überliefert.

Den Rest taten dann in den 70er und 80er Jahren die Eltern. Die schenkten ihren Söhnen die ersten Heimcomputer, mit denen diese dann herumzuspielen begannen. In Computerräumen von Schulen, Kinderzimmern und Hobbykellern taten sie sich vor den Rechnern zusammen und fühlten sich beim Coden von Spielen und Anwendungen frei und rebellisch – vermutlich ohne zu wissen, dass sie einer gewissen Grace Hopper damit alle Ehre gemacht hätten. Sie tauschten Codezeilen und Disketten mit Software aus und fühlten sich als neue Gemeinschaft. Aus diesen pubertären Jungenzirkeln entstand grob, was der Mainstream heute als Geek-Kultur oder etwa die “Hacker-Szene” wahrnimmt. Und natürlich gründeten einige dieser adoleszenten Tüftler als Erwachsene Firmen oder erfanden wichtige Methoden und Software und gelten heute als Genies.

Gab man Frauen die Chance, leisteten diese natürlich weiter ihren Beitrag. Im deutschsprachigen Raum erhielt 1978 Christiane Floyd als erste Frau einen Lehrstuhl in Informatik (TU Berlin) und ein Jahr zuvor hatte Britta Schinzel als erste Frau im deutschsprachigen Raum in Informatik habilitiert (TU Dresden). Auch konkrete Errungenschaften blieben nicht nur Männern vorbehalten. So hat etwa das Internet nicht nur einige berühmte Väter, die auch häufig so betitelt werden, sondern auch Mütter wie Radia Perlmann, Erfinderin des Spanning Tree Protocol. Ein weiteres Beispiel: Mit der Britin Karen Spärck Jones arbeitete eine Frau mit an der Grundlage der späteren Suchmaschine AltaVista, die für die Entwicklung moderner Web-Suchmaschinen bedeutsam war.

Und wie geht es weiter?

IT und Softwareentwicklung gelten als Männerdomänen. So sind nur etwa 17 % der Fachkräfte in IT-Unternehmen Frauen. Das mit “Veranlagung” oder “Interessen” zu erklären, sollte heute eh obsolet sein. Aber wer immer noch so denkt, sollte sich die Geschichten von Ada Lovelace, Grace Hopper und den Programmiererinnen, die ihnen folgten, zu Herzen nehmen. Als es für “Computer” und “Software” noch nicht einmal Begriffe gab und Dinge getan werden mussten, die nie zuvor getan worden waren, waren diese Frauen zur Stelle. Sie leisteten bedeutende Beiträge zu den Grundlagen der Informatik, methodisch wie praktisch. Wenn Frauen also die allerersten Computer programmieren und sogar deren Programmierung mitentwickeln konnten, warum ist der Beitrag von Frauen in der Informatik in den letzten Jahrzehnten so gering? Man sollte nicht aufhören, die Gründe dafür zu diskutieren und traditionelle Machtstrukturen kräftig überdenken. Denn in den Schulen und Hochschulen sitzen die nächsten Adas, Graces und Dorothies bereit, um technologische Pionierarbeit zu leisten, Professorinnen zu werden oder Start-ups zu gründen. Wenn man ihnen den Raum bietet, ihre Talente zu entdecken und diese fördert.