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Née en 1932 dans une modeste famille d'agriculteurs , Frances Allen obtient un master en mathématiques à l'université du Michigan en 1957. Attirée par l'enseignement, elle entre néanmoins chez IBM afin de rembourser plus facilement son prêt-étudiant. Elle y travaillera pendant 45 ans.
Ce que comprend le hardware électrique de l'ordinateur, c'est le langage des portes logiques fermées/ouvertes, les 0 et les 1 ou "langage-machine". L'ingénieur qui souhaite coder des instructions de haut niveau utilise quant à lui un "langage de programmation". Entre ces 2 niveaux, il faut une traduction: c'est la compilation.
Le coeur de ses recherches sera l'optimisation de la compilation. Très lente et dispendieuse pour les machines à l'époque de ses débuts, cette phase de traduction n'a cessé de s'accélérer et de s'alléger, grâce notamment aux travaux d'Allen. Elle imagine un compilateur multi-langages puis, plus tard, a l'idée de transformer les lignes de code en graphe, plus facile à interpréter en langage-machine, enfin elle adaptera la compilation aux architectures parallèles contemporaines pour encore plus de rapidité.
Son travail est très théorique et mathématique mais il conduit à des résultats concrets impressionnants. La redoutable rapidité d'exécution des "applis" actuelles doit beaucoup au travail de Frances Allen et de ses équipes de recherche. Depuis 2006, deux autres femmes ont obtenu le prix Turing: Barbara Liskov en 2008 et Shafi Goldwasser en 2012