Cherchez la femme

Сергей Кузнецов

Обзор мартовского, 2013 г. номера журнала Computer (IEEE Computer Society, V. 46, No 3, March 2013).

Авторская редакция.
Также обзор опубликован в журнале «Открытые системы»

Темой мартовского номера является обеспечение равноправия полов в компьютерной области. Этой теме посвящена вводная заметка приглашенных редакторов Джейн Чу Прей и Альфреда Вивера (Jane Chu Prey, National Science Foundation, Alfred C. (Alf) Weaver, University of Virginia) «Поддержка равноправия полов в компьютерной области» («Fostering Gender Diversity in Computing»), семь крупных статей и пять заметок, отражающих личные точки зрения авторов.

В редакторской заметке отмечается, что в 2009 г. в США 57% степеней бакалавра, 52% бакалаврских степеней в области биологии, 42% степеней бакалавра в области математики получили студенты женского пола. В то же время, женщины получили всего 18% бакалаврских степеней в компьютерной области.

Компьютерная отрасль является одной из наиболее быстроразвивающихся отраслей экономики США. Технические инновации в этой области играют важнейшую роль в любом секторе американской и мировой экономики. В США компьютерные профессии входят в десятку наиболее престижных профессий. Однако Соединенные Штаты не могут обеспечить подготовку профессиональных рабочих кадров в том объеме, который потребуется в близком будущем. К 2018 г. в компьютерной области будет иметься 1,4 миллиона рабочих мест, и университеты США смогут подготовить только 52% требуемых специалистов-бакалавров.

Недостаточное привлечение женщин к работе в компьютерной отрасли будет препятствовать инновациям, снижать продуктивность и конкурентоспособность. Кроме потенциальной потери талантливых новых специалистов, компьютерная индустрия будет терять и подготовленных профессионалов, уже проявивших интерес к своей работе. В то время как 74% профессиональных работников женского пола отмечают, что любят свою работу, 56% покидают свои компании в середине своей карьеры, когда такая потеря наиболее чувствительна для компании. У мужчин это случается вдвое реже.

Что можно сделать для улучшения этой ситуации? Проблема затрагивает все уровни образования и профессиональной деятельности. Простого решения нет. Внимания заслуживают все звенья конвейера.

Первая регулярная статья тематической подборки называется «Равноправие в компьютерной области: почему это важно, и как организации могут его достичь» («Diversity in Computing: Why It Matters and How Organizations Can Achieve It») и написана Венди Дьюбоу (Wendy M. DuBow, National Center for Women & Information Technology).

Хотя женщины составляют 57% профессиональной рабочей силы, в компьютерной области процент женщин в два с лишним раза меньше. Как показывает рисунок , в области инженерии женщин еще меньше, в последние десять лет около 14%. В соответствии с данными Бюро статистики труда, в области компьютинга работает совсем мало цветных женщин: доля азиатско-американских женщин составляет около 4%, афро-американских женщин – 3%, и испано-американских – 1%.

Участие женщин в некоторых научных областях

Женщины, работающие в компьютерной и инженерной областях часто используются в качестве чистых исполнителей, а не постановщиков задач, что ограничивает их возможности. Данные о патентовании технологий в США показывают некоторое улучшение дел в изобретательской активности женщин, но и здесь они сильно остают от мужчин. Например, доля патентов, выданных женщинам, увеличилась с 2% в 1980 году до 8% в 2010 году.

Если принять точку зрения, что технологические новшества достигаются в тех случаях, когда люди в своих рассуждениях оказываются способны отойти от принятых норм, то в состав групп разработчиков следует включать специалистов с существенно разными взглядами. Привлечение большего числа женщин и других дискриминируемых в настоящее время частей населения к академической и производственной деятельности в компьютерной области не только позволит поднять уровень инноваций, но будет также способствовать социальной справедливости, позволяя им хорошо зарабатывать при выполнении работы, удовлетворяющей их интеллектуальные запросы.

Авторами статьи «Заполнение конвейера: борьба с половым неравноправием в компьютерной области» («Priming the Pipeline: Addressing Gender-Based Barriers in Computing») являются Телле Уитни, Денис Гэммел, Барбара Ги, Джоди Мэхони и Каролин Симард (Telle Whitney, Denise Gammal, Barbara Gee, Jody Mahoney, Caroline Simard, Anita Borg Institute)

Инновации в комьютерной области способствуют прогрессу в самых разных областях: научных исследованиях, здравоохранении, образовании, производстве бытовых товаров и т.д. Для получения прорывных результатов компьютерные специалисты должны подходить к решению сложных технических проблем с разных точек зрения. Как показывают исследования, для создания инновационных технологий более важна разносторонность исследовательской группы, а не индивидуальные способности ее членов.

Однако преимущества от разносторонности группы можно получить только при наличии культуры, поощрающей наличие разных точек зрения. Недостаточная мощность конвейера подготовки технических специалистов-женщин угрожает прогрессу компьютерных технологий. В статье обсуждаются утраченные возможности инноваций из-за нехватки женщин в индустрии, анализируются причины нехватки и обсуждаются пути к изменению этой плачевной ситуации.

Мари Фернандес (Mary Fernández, AT&T Labs) представила статью «Путь посредника: воспитание нового поколения компьютерных профессионалов» («A Path Between: Mentoring the Next Generation of Computing Professionals»)

В США национальной потребностью является увеличение числа студентов, поступающих в университеты, заканчивающих обучение в них и приступающих к работе в областях науки и техники (в частности, в компьютерной области). В следующие десять лет более половины новых рабочих мест в областях науки и техники будет относиться к компьютерной области. Однако к этому времени число выпускников университетов по соответствующим специальностям позволит удовлетворить менее половины ежегодной потребности в 150000 новых специалистов.

Недостаток компьютерных профессионалов уже приводит к повышению расходов на поиск требуемых работников. В будущем возможны вредные воздействия на экономику и национальную безопасность США, поскольку и то, и другое зависит от наличия хорошо подготовленной рабочей силы.

К счастью, решения этих проблем находятся в наших руках. 15-летний опыт автора статьи по работе с Mentor-Net, доступной в режиме онлайн программе, которая позволяет знакомить студентов научно-технических дисциплин с работающими профессионалами и устанавливать между ними индивидуальные менторские связи на срок в восемь месяцев, показывает, что менторство способствует формированию нового поколения компьютерных ученых.

Ментором может стать каждый компьютерный специалист, что обеспечит его собственный профессиональный рост и доставит удовольствие, принося при это пользу обществу.

Следующая статья написана Крисом Стефенсоном и Ребеккой Дови (Chris Stephenson, Computer Science Teachers Association, Rebecca Dovi, Patrick Henry High School, Richmond, Virginia) и называется «Применение систематического подхода к совешенствованию компьютерного образования K-12» («More than Gender: Taking a Systemic Approach to Improving K-12 Computer Science Education»).

На позицию Ассоциации преподавателей компьютерных наук (Computer Science Teachers Association, CSTA) относительно равенства в компьютерной области сильно подействовали две книги: Джейн Марголис и Эллан Фишер «Женщины в компьютерных технологиях: открывая двери в “мужской клуб” (Jane Margolis, Allan Fisher «Unlocking the Clubhouse : Women in Computing») и Джейн Марголис «Завязнувшие в захололустье: образование, расы и компьютинг» (Jane Margolis «Stuck in the Shallow End: Education, Race, and Computing»). Размах и скрытое коварство неравенства, описанные в этих книгах, являются источниками энтузиазма членов Ассоциации и их нежелания согласиться с существующим положением дел..

Для эффективного решения этой проблемы требуется перейти от рассуждений о неравенстве полов (и вообще всяких видов неравенства) к систематическим усилиям к формированию учебных программ, состава преподавателей и составителей учебных пособий, способов принятия решений относительно 12-летнего обучения. Реальное равноправие должно возникать в учебных классах, где преподаватели и учащиеся будут ежедневно принимать совместные решения, способствующие общему повышению уровня компьютерной грамотности.

Статью «Расширение участия: почему и как» («Broadening Participation: The Why and the How») написали Кристал Ини, Эд Лазовска, Хелен Мартин и Стюарт Ригс (Crystal Eney, Ed Lazowska, Hélène Martin, Stuart Reges, University of Washington).

Хотя имеется множество оснований стремиться к росту представительства женщин в компьютерной области, авторы считают наиболее важным корыстное основание: качество результатов, получаемых в результате исследований, удается повысить при обеспечении разнообразия членов исследовательских групп. В своей статье авторы описывают, каким образом удается повысить уровень представительства женщин в Вашингтонском университете.

Вашингтонский университет является крупным государственным университетом, оринтированным на поддержку исследовательской работы и находящимся в центре динамически развивающейся индустрии программного обеспечения. На старших курсах университета обучается 28000 студентов с разными интересами и способностями, и они имеют широкие возможности выбора специализации, связанной с одной из ветвей компьютерной технологии. Эта ситуация существенно отличает Вашингтонский университет от более мелких элитных учебных заведений. По мнению авторов, университету удалось добиться неплохих результатов по увеличению числа студенток, специализирующихся в компьютерной области, хотя хотелось бы большего. В настоящее время представительницы прекрасного пола составляют около 25% от общего числа студентов и аспирантов, специализирующихся на компьютерных дисциплинах.

Авторами статьи «Обучение разнородных студентов компьютерным дисциплинам в Вирджинсклм университете» (« Educating Diverse Computing Science Students at the University of Virginia») являются Джеймс Коун, Дж. Макграф Коун и Мэри Лу София (James P. Cohoon, J. McGrath Cohoon, Mary Lou Soffa, University of Virginia).

Хотя компьютерные науки считаются движущей силой экономики 21-го века, число студентов, специализирующихся на компьютерных дисциплинах не соответствует потребностям в соответствующей рабочей силе. Эти потребности можно лучшим образом удовлетворить, если привлечь к обучению компьютерным дисциплинам большее число женщин, афроамериканцев, латиноамериканцев и коренных жителей Америки.

Для привлечения этих недостаточно представленных групп населения на факультете компьютерных наук Вирджинского университета были пересмотрены учебные программы, была организована пропагандистская кампания и были налажены связи с различными внешними организациями. В результате, в частности, за последние 10 лет число студенток, специализирующихся в компьютерной области, возросло на 45% и составляет теперь 21% от общего числа студеннтов-компьютерщиков.

Последнюю крупную статью тематической подборки «Повышение уровня женского участия в компьютинге: история колледжа Харви Мадда» («Increasing Female Participation in Computing: The Harvey Mudd College Story») написала Мария Клейв (Maria Klawe, Harvey Mudd College).

Одной из важнейших проблем, продолжающих препятствовать совершенствованию технологий в США, является нехватка разработчиков прграммного обеспечения, компьютерных ученых и технических специалистов, получивших образование в колледжах и университетах. Из-за этой нехватки талантливых молодых спецалистов крупные компании и стартапы сильно конкурируют в привлечении выпускников-компьютерщиков. Еще более жесткая конкуренция происходит за компьютерных специалистов женского пола. Несмотря на хорошие возможности карьерного роста процент выпускников женского пола, специализирующихся в компьютерной области, достиг минимального значения за последние тридцать лет.

В течение четырех последних лет в колледже Харви Мадда значительно увеличилось число студенток с компьютерной специализацией. В последние годы в США наблюдался технологический бум, и это привело к общему росту выпускников-компьютерщиков. Однако женщин среди них по-прежнему было значительно меньше, чем мужчин. Общество явным образом нуждается, чтобы в компьютерной области работали представители обоих полов, и колледж Харви Мадда озаботился решением этой проблемы.

В 2005 г. факультет компьютерных наук приступил к реализации программы по привлечению женщин к компьютерным дисциплинам. Результаты оказались впечатляющими: к 2006 г. доля студенток, специализирующихся в компьютерной области, выросла с 10% до 20%, а в последние годы их число в среднем составляет 37-50%. Кроме того, этот рост женского представительства произошел в то время, когда общее число студентов-компьютерщиков почти удвоилось, так что и абсолютное число студенток возросло соответствующим образом.

В пяти кратких заметках тематической подборки излагаются личные точки зрения авторов относительно равноправия полов в компьютерной области специалистов из колледжа Брин-Мор (Bryn Mawr College), Индианского университета, Вашингтонского университета, университета Индианы, технологического института Джорджия и компании Google.

Авторы этих заметок описывают свой путь в компьютерную область, что их привлекло, что повлияло на решение заняться компьютерным делом, кто наставлял их в начале карьеры, и почему они стали сторонниками равноправия полов в компьютинге.

Вне тематической подборки опубликованы две крупные статьи. Первая из них написана Лвин Хин Шаром и Хи Бен Куан Таном (Lwin Khin Shar, Hee Beng Kuan Tan, Nanyang Technological University, Singapore) и называется «Ликвидация внедрения SQL» («Defeating SQL Injection»).

Внедрение SQL – это метод внедрения кода, широко используемый для атак на Web-сайты. В этом случае в текст оператора SQL с использованием доступной пользователям параметризации вставляются символы или ключевые слова, изменяющие ожидавшуюся логику оператора. Эта угроза существенна для любого Web-приложения, производящего доступ к базе данных с использованием операторов SQL, которые конструируются с использованием внешних данных. Путем манипулирования данными для модификации операторов взломщик может вынудить приложение обратиться к базе данных с произвольной SQL-командой и тем самым нанести вред базе данных.

Организация Open Web Application Security Project (OWASP) считает, что SQL-внедрения представляют наибольшую угрозу безопасности Web-сайтов. В 2011 г. в базе данных Национального института стандартов и технологии (National Institute of Standards and Technology’s National Vulnerability Database, nvd.nist.gov) насчитывались 289 уязвимостей внедрениям SQL (7% от всех известных уязвимостей) на Web-сайтах IBM, Hewlett-Packard, Cisco, WordPress, Joomla и др.

Web-сайты становятся уязвимыми к внедрению SQL из-за отсутствие дожного контроля над значениями параметров, поставляемых пользователями. Исследователи предлагают различные способы решения этой проблемы – от простого статического до сложного динамического анализа кода. В 2006 г. была опубликована статья, в которой оценивались известные тогда методы и обосновывалась потребность в более точных решениях. В статье Шара и Тана обозреваются результаты, полученные в последние десять лет. Авторы установили, что разработчики Web-сайтов могут эффективно бороться с внедрениями SQL, используя правильную комбинацию современных методов (для примера см. рисунок). Однако для этого им требуется хорошо понимать природу SQL-внедрений, а также то, как следует интегрировать имеющиеся методы защиты.

Последнюю крупную статью мартовского номера – «Shin: Обобщенное распространение доверия с ограниченным подтверждением» («Shin: Generalized Trust Propagation with Limited Evidence») – представили Чунг-Вей Хан, Же Жан и Муниндар Сингх (Chung-Wei Hang, Zhe Zhang, Munindar P. Singh, North Carolina State University).

В электронной коммерции и социальных сетях доверие (вера доверителя в то, что при взаимодействии с доверенным лицом будут получены ожидаемые результаты) основывается на взаимодействии анонимных агентов. В идеале доверитель должен основывать свое доверие к доверенному лицу на доказательстве или опыте работы с доверенным лицом. Но предварительные взаимодействия в динамической среле (типа Amazon) случаются редко.

Для взаимодействия в подобных средах агенту приходится полагаться на рекомендации других агентов, в которых свидетельствуется их опыт взаимодействий с доверенным агентом. Такими агентами, например, могут быть пользователи некоторого продукта, которым доверяет его потенциальный покупатель, поскольку их вгляды по поводу других продуктов близки к его собственной точке зрения.

Существующие методы распространения доверия основаны именно на этой идее: используется последовательность рекомендаций от одного агента к следующему агенту. В большинстве методов распространения доверия предполагается, что доверия распространяется вперед через цепочку промежуточных агентов, каждый из которых доверяет следующему агенту. Такие связи естественным образом образуют сеть доверия – взвешенный направленный граф, в котором узлы представляют агентов, а дуги – направленные связи доверия, взвешенные уровнями доверия.

Однако доверие не всегда распространяется в прямом направлении, в особенности, в сетях, включающих рейтинги продуктов или сервисов. Решение о взаимодействии с доверенным лицом часто основывается на обратном пути от оцененной сущности к ее оценщику. Например, при принятии решения о покупке монитора Джону можно было бы посмотреть на то, что другие люди говорят о каком-нибудь знакомом ему предмете, скажем, о лаптопе. Наличие общих с некоторыми из этих людей точек зрения относительно этого лаптопа могло бы позволить ему довериться их оценкам монитора, который он собрался покупать. Существующие подходы к распространению доверия не позволяют предсказать уровень доверия, достигаемого в подобных сценариях, поскольку здесь для оценка уровня требуется движение назад (от лаптопа к его оценщикам), а не вперед.

Для удовлетворения потребности в доверии даже в тех случаях, когда отсутствует какая-либо прямая цепочка, авторы разработали обощенный метод распространения доверия Shin («доверие» на китайском языке), в котором используется вероятностный подход для оценки уровня доверия путем сравнения оценок общих знакомых доверителя и доверенного лица. Анализ авторов показывает, что Shin обеспечивает лучшие возможности распространения доверия по сравнению с другими имеющимися методами в тех случаях, когда между доверителем и доверенным лицом имеется всего несколько прямых доверительных цепочек.