האתגר: לבדוק את הגבול

keren2

keren 3

היא מתמוגגת מהמפגש המחודש עם הסטודנט הישראלי, אבל מאוכזבת ממספר הנשים בפקולטה. פרופסור-משנה קרן צנזור-הלל, ששבה לאחרונה לארץ אחרי פוסט-דוקטורט ב-MIT, חוקרת מערכות של חישוב מבוזר ובודקת את הגבולות שלהן. עם הצטרפותה לסגל הפקולטה, היא מתכוונת לפרוץ גבולות בשביל נשים נוספות.

תעודת זהות

גיל: 34
מקום מגורים: חיפה
מצב משפחתי: נשואה + 1
לימודים: תואר ראשון בפקולטה למתמטיקה בטכניון ("הייתי בטוחה שאהיה מתמטיקאית"), תואר שני ושלישי בפקולטה למדעי המחשב.
עוד משהו:  זכתה במלגת "אלון" לחברי סגל צעירים, אוהבת לטייל, בעיקר טרקים ארוכים.

מאת רן שפירא

מערכות המחשוב הופכות כיום מבוזרות: בין אם מדובר בשתי ליבות של הסמארטפון האישי ובין אם מדובר במערכות peer-to-peer ומערכות שירות ענן חישוב המקיפות מאות אלפי מעבדים. אך מה יקרה אם שרת אחד מתוך שרתי המערכת לא יפעל כשורה? כדי להתמודד עם תקלות מסוג זה ולאפשר למערכת להמשיך לעמוד במטלותיה גם אם אחד מרכיביה חדל לתפקד, פותחה "תיאוריית החישוב המבוזר". פרופסור משנה קרן צנזור-הלל, שהצטרפה אל סגל הפקולטה בשנת הלימודים הקודמת אחרי השתלמות פוסט-דוקטורט ב-MIT, מסבירה כי מבוזרת יש יותר מיחידת חישוב אחת, וכולן צריכות לבצע משימות שונות בתיאום ותוך כדי תקשורת ביניהן.

חזרת לאחרונה מהשתלמות של שנתיים וחצי ב-MIT.  מה איפשרה לך השהייה בארצות הברית?

MIT  היא מקום מרתק. מצאתי שם מצע נפלא ליצירת שיתופי פעולה במחקר, עם חוקרים מMIT- כמו גם עם חוקרים שביקרו שם. המחקרים האלה פתחו בפני אופקים חדשים. בזמן השהות שלי שם הרחבתי את תחום המחקר שלי והתעמקתי בחישוב ברשתות אלחוטיות ובאלגוריתמים להפצת מידע.

עבדתי עם פרופסור ננסי לינץ' שהיא מראשי התחום וממנה למדתי המון, גם מבחינה מחקרית וגם מצורת ניהול קבוצת המחקר שלה. עבדתי גם עם פרופסור ג'ון קלנר מקבוצת התיאוריה, ועם פרופסור מוריאל מדארד הנהדרת העוסקת בתורת האינפורמציה. מכולם למדתי המון. בנוסף עבדתי עם סטודנטים בפקולטה, וזו הייתה חוויה מצוינת. כיום אני ממשיכה בשיתופי הפעולה שהתחילו שם.

לפני היציאה לפוסט-דוקטורט, למדתי לתואר שני ושלישי בפקולטה למדעי המחשב בטכניון, לאחר תואר ראשון במתמטיקה, גם הוא בטכניון. תקופת הלימודים לתואר שני ולדוקטורט הייתה נפלאה: מהנה מבחינה חברתית ומאתגרת מבחינת לימוד ומחקר. לתואר שני הנחה אותי פרופסור טובי עציון, שהעבודה איתו היתה מרתקת  ולמעשה פיתחה אצלי את הבחירה לעסוק במחקר. בדוקטורט שיניתי את תחום העיסוק, והמנחה שלי הייתה פרופסור חגית עטיה, שיש לה חלק משמעותי בעיצוב דמותי כחוקרת ובכלל, והיא ללא ספק מודל לחיקוי עבורי.

ומהבחינה האישית?

תחילת השהות בארה"ב הייתה לא קלה בשל הצורך להסתגל לסביבה חדשה, הרחק מהאנשים והדברים המוכרים. אבל תוך זמן לא רב מתרגלים, ולמדתי ליהנות מעצם השינוי. בן-זוגי ואני יצרנו מספר חברויות שם שאנחנו משמרים באדיקות גם לאחר חזרתנו, אנשים שהיו לנו שם כמו משפחה. אין ספק שזו חוויה מדהימה, ואני שמחה שהייתה לי ההזדמנות לחוות אותה.

מן הסתם יכולת להשתלב גם שם במחקר. למה בחרת לחזור?

אני ישראלית, המשפחה שלי ישראלית. אחרי שנסענו לארה"ב נפתחו כל מיני אפשרויות, אבל אנחנו רוצים לחיות פה. השתלבות בסגל האקדמי בטכניון אינה פשרה בעיני, להיפך. כאן מתאפשר לי לפתח את המחקר שלי בצורה הכי תומכת שאפשר, יש כאן חוקרים משכמם ומעלה שאני יכולה לעבוד איתם, ומגיעים לכאן סטודנטים מצוינים. זה כר פורה למחקר מוצלח ובעל חשיבות, וזו המטרה שלי.

גבולות החישוב המבוזר

צנזור-הלל מסבירה כי קיימות מערכות מבוזרות מגוונות – רשת תקשורת אלחוטית או מסדי נתונים של חברות או בנקים, המתעדכנות ללא הרף מאין-ספור מחשבים הפזורים במקומות שונים, או מעבדים מרובי ליבות במחשבים ובטלפונים סלולריים. בכל המערכות האלה ישנם מעבדים שונים שחולקים זיכרון משותף, אבל אין רכיב מרכזי המופקד על קבלת החלטות וביצוע משימות. החלטות, כמו למשל כמה כסף יועבר מחשבון בנק אחד לאחר, מתקבלות על סמך מידע שמוסרות כל יחידות העיבוד במערכת.

וכשאין רכיב מרכזי שמופקד על קבלת החלטות, פריטי המידע שמעבירות היחידות יכולים לסתור זה את זה?

בדיוק, וזה האתגר בחישוב מבוזר. אנחנו צריכים לפתח אלגוריתמים שיאפשרו פעולה יעילה של מערכות מורכבות, בלי שיחידת חישוב אחת תפריע לאחרת ותוך תיאום מרבי ביניהן. אתגר נוסף הוא לקבוע גבולות שמעבר להם עדיף שלא להשקיע משאבי חישוב במאמץ לפתור בעיה או לתאם בין מרכיבים במערכת, משום שהגעה לפתרון היא בלתי אפשרית או שהחישוב יימשך זמן רב מדי.

יש הרבה מערכות חישוב מבוזר, שבהן חישוב הוא בלתי אפשרי. בנוסף לאלגוריתמים שאנו מפתחים, אנו בודקים באילו תנאים חישוב כזה הוא בלתי אפשרי והמערכת המבוזרת לא יעילה. למשל, אנחנו יודעים שסינכרון בין שרתים של מסדי נתונים מבוזרים הוא בלתי אפשרי ללא הנחות כלשהן על זמני התגובה שלהם. לא נרים ידיים ונאמר שאי אפשר לממש מערכות כאלו, אבל נרצה להבין איך להתאים את הטכנולוגיה ולהתגבר על התנאים שמונעים מהחישוב להיות יעיל.

בעצם, את אומרת שהסינכרון אפשרי, אבל הוא לא יהיה יעיל אם יידרשו לו שעות או דקות ארוכות  כדי להגיע ל"החלטה"?

אני מדברת על חוסר אפשרות של ממש להגיע לפתרון. מהות הבעיה היא שללא הנחות כלשהן על זמני התגובה, לא נוכל להבחין בין מצב שבו שרת הוא אטי לבין מצב שבו השרת נפל, ולכן ניתן להוכיח שייתכן שהחישוב לעולם לא יסתיים. באופן מעשי, מערכות אמיתיות מניחות שאם זמן התגובה אטי מדי אז השרת נפל, וכך אפשר להגיע לפתרון, אבל צריך להתמודד עם המקרה שהשרת לא באמת נפל. אלו מאפיינים של המערכת שצריך להנדס.

נוכחות נשים הכרחית למחקר

צנזור-הלל שמחה לחזור אל כור מחצבתה, הטכניון. היא מאמינה גדולה באיכות הסטודנטים הישראלים, ורואה בהנחיית סטודנטים את המקור הגדול ביותר להפריה הדדית ולהנאה. "כיום, אני מנחה סטודנט אחד לתואר שני וסטודנט אחד לדוקטורט. באופן אישי, אני מוצאת שכיף לראות איך אנשים מתחילים את דרכם בעולם המחקר, ובאים עם מחשבה רעננה ופעמים רבות זווית ראייה חדשנית".

ואולם, כאחת מחמש נשים חברות-סגל בפקולטה המונה כ-50 חוקרים ומרצים בסך הכל, היא מאוכזבת מהיקף הנשים, הן בקרב הסגל והן בין הסטודנטיות. צנזור-הלל שותפה למיזם החדש של הפקולטה, פורום נשים, שמטרתו לעודד ולקדם נשים בתחום מדעי המחשב, בפקולטה. "הוכח שמגוון רחב של חוקרים וסטודנטים – נשים וגברים משכבות חברתיות שונות, המשתייכים לעדות ולדתות שונות – מפרה את החשיבה ותורם לתוצרי המחקר. לכן חשוב שיהיו נשים רבות יותר בתחום", היא אומרת.

ולמה את חושבת שנשים נרתעות ממחקר?

אני מאמינה שנשים חושבות שיש דברים שיפריעו להן להתקדם. למשל, הצורך להשתלב בסביבה שהיא לצערי עדיין גברית בעיקרה, או הצורך להתמודד מול דעות קדומות ותפישות חברתיות מיושנות. המטרה שלנו, גם באמצעות הפורום החדש, היא לתמוך ולעודד אותן להתקדמות בתחומים הטכנולוגיים והמדעיים כדי שלא נאבד כוח אדם מצוין.

ואיך אתם מתכוונים לעשות את זה?

הפרויקט הראשון שאנחנו עובדים עליו עכשיו הוא תוכנית "בנות נפגשות", שתתחיל בסמסטר האביב הקרוב, ומטרתה לקדם סטודנטיות לתואר ראשון על ידי יצירת ערוץ תקשורת אישי בין סטודנטיות בשנה הראשונה לבין סטודנטיות בשלבים מתקדמים יותר, שיתבטא בתמריץ להיפגש בזמני מפתח במהלך הסמסטר ולשוחח באופן אישי ולקבל עצות ותחושת שייכות. בנוסף, התוכנית תכלול מפגשים קבוצתיים לכלל הסטודנטיות ובהם הרצאות בנושאים טכנולוגיים, כמו גם מיומניות רכות (כתיבת קורות חיים, ניהול זמן, וכו'). אני מקווה שכבר בעתיד הקרוב כל סטודנטית תדע שיש לה "גב" לאורך כל תקופת הלימודים בפקולטה. בהמשך, נרחיב את התוכנית לתארים גבוהים, נפתח תוכנית להכרת הפקולטה לתלמידות תיכון כדי לעודד אותן לעסוק בתחום, ואני מקווה שנצליח לממש עוד רעיונות רבים נוספים. בקיצור, אם מישהי יכולה להיות מצוינת במדעי המחשב, אנחנו לא מתכוונים לוותר עליה. אנחנו רוצים שהיא תעסוק בתחום. ומניסיון אישי, אני יכולה להבטיח לה כיף של ממש".

הכתבה פורסמה ב-HOMEPAGE, מגזין הפקולטה למדעי המחשב, חורף 2014.